Перспективы развития сети Internet

Еще не так давно преобладало мнение, что когда-то каждая квартира будет оснащена оптоволоконной линией для высокоскоростного доступа к Internet. Несколько лет назад, однако, появилось намного более дешевое решение этой проблемы.

Медные проводные линии связи уже сейчас имеются практически в каждом доме и в каждой квартире, однако они используются в основном для аналоговой телефонной связи с полосой пропускания 4 кГц или, гораз­до реже, для подключения линии ISDN на скорости 144 Кбит/с (Integrated Services Digital Network, общедоступная телефонная сеть, использующая цифровую технологию передачи сигнала). Несмотря на несовершенство медного провода как средства передачи информации, теоретически обыч­ная телефонная линия позволяет осуществлять симметричное соединение со скоростью передачи информации до 3 Мбит/с.

На практике это стало возможным лишь при использовании новей­ших достижений в цифровой обработке информации на основе микро­кристаллических технологий (DSP). При этом были усовершенствованы технологии, используемые ранее при ISDN-подключении. С учетом об­ласти применения комбинировались методы эхокомпенсации, частотного мультиплексирования (FDM) и различные методы кодирования, обеспе­чивающие безошибочную передачу данных на максимально возможное расстояние.

Современный метод передачи данных по медным проводным лини­ям получил название DSL или xDSL (Digital Suscriber Line, цифровая абонентская линия); на его основе возможно предоставление современ­ных услуг связи и мультимедиа в любом офисе или квартире. Связь по стандарту xDSL увеличивает скорость передачи данных в несколько раз, что резко расширяет возможности пользователей Internet при весьма умеренных затратах.

Существуют различные варианты реализации данной технологии в зависимости от области применения. Впервые она появилась на рынке телекоммуникаций под именем HDSL (Highspeed DSL, высокоскорост­ная DSL), и использовалась для первичного подключения телефонов. При помощи HDSL по двум или трем медным парам можно передавать информацию со скоростью 2 Мбит/с. Швейцарский концерн Ascom ак­тивно участвовал в разработке стандарта HDSL и считается пионером в этой области.

Сегодня связь со скоростью передачи 2 Мбит/с успешно осуществля­ется и по одной медной паре; этот метод известен под названием SHDSL (Super Highspeed DSL) или SDSL.

Наибольшую известность сегодня приобрел метод ADSL (Asymmet­rical DSL, асимметричная DSL), который первоначально был разработан для передачи «видео по запросу». Стандарт ADSL поддерживает асимме­тричную передачу информации со скоростью до 8 Мбит/с для конечного пользователя и на сегодняшний день является самым распространенным методом обеспечения высокоскоростного доступа к Internet, В компью­терной и программной индустрии подобные технологии фигурируют под названиями MSDL (Multispeed DSL, многоскоростная DSL), RADSL (Rate Adaptive DSL, адаптируемая по скорости DSL) или UDSL (Universal DSL, универсальная DSL). Большое значение при их реализации имеет гибкое управление скоростью передачи данных, так как она зависит от уровня затухания сигнала в линии. При использовании метода RADSL/MSDSL подключаемому участнику предоставляются наилучшие возмож­ности для передачи данных. На сегодняшний день скорость передачи до 128 Кбит/с обеспечивается на расстоянии в 20 км, а при длине линии менее 100 м она возрастает до 8 Мбит/с,

Метод VDSL (Very High Speed DSL) используется для передачи инфор­мации на «последних метрах», когда оптоволоконная линия подводится непосредственно к жилому дому или деловому центру. В этом случае возможно повышение скорости передачи данных до 52 Мбит/с.

Массовое распространение высокоскоростного доступа к Internet привело к созданию нового класса устройств - специализированных ком­пьютеров для работы с Интернетом (IA, Internet Appliances). Как правило, это бездисковые машины с прошитым в ПЗУ программным обеспечени­ем. Все, что должна иметь такая машина - это встроенный Web-браузер с поддержкой защищенного режима, почтовый клиент, возможности про­смотра файлов наиболее распространенных форматов и мультимедийные функции. IA должен быть прост, не требовать от пользователя знаний по настройке и установке программного обеспечения, быть готовым к работе «сразу из коробки» и, самое главное, стоить ощутимо дешевле обычного компьютера.

Первый удачный опыт в этой области — выпуск известной фирмой COMPAQ компьютера iPAQ Home Internet Appliance IA-1, ориентирован­ного на работу с Интернетом через сетевую службу Microsoft NetWork (MSN). В состав этой машины, выполненной в виде моноблока, входят жидкокристаллический дисплей с диагональю 10,1 дюйма и разрешени­ем 800^Х600, 16 Мбайт флэш-памяти, 32 Мбайт ОЗУ SDRAM, модемс поддержкой протокола V.90. Беспроводная клавиатура включает набор мультимедийных и Интернет-клавиш, таких как кнопка вызова Ин­тернет-пейджера, портала онлайновой торговли и финансовых услуг, а также кнопка отправки задания на принтер. Жесткого диска нет - все ПО умещается во флэш-памяти.

Впрочем, «прошитого» программного обеспечения тоже немного: Microsoft Internet Explorer 4.0 со встраиваемыми приложениями Java VM, Flash, Windows Media Player и ActiveX. Все остальное (включая Web-почту на сервере Hotmail) реализовано на удаленных серверах MSN. На IA-1 имеется 4 USB-порта для подключения внешних устройств. В ближайшее время предполагается установить слот CompactFlash Type I/II для быстрой загрузки данных с носителей цифровых фотоаппаратов и для записи МР-3 файлов.

Модернизации IA не подлежат, поэтому идеальный для производителя вариант - предложить дешевое решение, ориентированное исключитель­но на работу в Интернете, но с возможностью дальнейшего превращения в полноценный ПК путем покупки дополнительных компонентов. По-ви­димому, первой такая идея была реализована тайваньской фирмой VIA. Полное название компьютера - Starter Information PC Reference System с etBlOS (коротко info PC).

Компьютер базируется на системной плате VIA с интегрированным графическим адаптером Trident Blade3D. Процессор начального уровня - VIA Cyrix III 533 МГц и 32 Мбайт SDRAM. Во флэш-ПЗУ размешен микробраузер etBIOS, который является частью программного пакета etBrowser (Elegent Technologies). Он занимает всего лишь 256 Кбайт па­мяти, но при этом поддерживает все распространенные Web-стандарты: протоколы РРР, TCP/IP, HTTP и SSL, а также форматы HTML, JPEG и GIF. Словом, для работы в Интернете здесь есть все, а данныеможно с успехом хранить на удаленных серверах.

В отличие от двух названных классов машин (IA и Info PC) компью­теры Easy PC, можно сказать, являются полноценными ПК. Обычный компьютер уменьшили в размерах, интегрировали на платформу все что можно, заставили дизайнеров потрудиться над внешним видом корпуса, убрали устаревшие порты и «конфликтные» компоненты. Машина работа­ет под управлением Windows 98/Ме, ее внутренняя начинка практически не подлежит модернизации, но имеются широкие возможности по под­ключению внешней USB-периферии.

Еще в октябре 1996 г. на встрече в Чикаго представители 34 американ­ских университетов подняли вопрос о том, что пропускной способности магистральных каналов Internet становится недостаточно для проведения необходимых исследовательских работ. Было принято решение о создании закрытой сети с высокоскоростными линиями передачи данных, исполь­зуемой лишь для исследовательских целей. Университеты - участники проекта сами же его и финансировали. Тогда же под эгидой правительства США был развернут открытый проект Next Generation Internet (NGI). Между разработчиками обоих проектов началось активное сотрудниче­ство (лучшие наработки участников закрытой сети передаются в NGI для модернизации «общего» Интернета, и наоборот). В результате началось ускоренное развитие сети «Internet-2».

Ядром всех информационных сетей являются каналы передачи данных (Backbone Networks). В качестве основной транспортной магистрали Internet-2 использует оптоволоконную сеть Abilene, создание которой началось в феврале 1999 г. Полное развертывание сети со скоростью передачи данных 2,5 Гб/с было закончено через 10 мес. В феврале 2003 г. была начата трансконтинентальная программаее модернизации, в результате чего этот показатель возрос до 10 Гбит/с.

Ключевыми элементами Internet-2 являются так называемые gigaPoP (gigabit capacity point of presence) - точки доступа гигабитной мощности. Соответствующее оборудование находится в защищенном от несанкцио­нированного доступа месте, к нему подключены магистральные каналы Internet-2, коммерческие сети и пользователи.

Главная функция gigaPoP - передача данных от пользовательских се­тей к ядру Intemet-2 с заданной скоростью. При этом высокоскоростные каналы закрыты для коммерческого трафика. Исключение составляют случаи, когда пользователь коммерческой сети запросил какую-либо информацию из научной сети; в этом случае точка доступа является «мо­стом» между ними. Дело вовсе не в том, что ученые жалеют мощности своих каналов для обычных пользователей; к точке доступа всегда можно подключить магистраль vBNS - высокоскоростную оптоволоконную сеть, создаваемую в рамках открытого проекта NGI параллельно с Abilene. По скоростным показателям они одинаковы, так что интересы рядового пользователя не ущемляются.

Фактически имеются два типа точек доступа: первый обеспечивает подключение лишь к закрытому Intemet-2, а второй позволяет осущест­влять произвольное подключение. Первый тип намного проще и дешевле, так как необходимо маршрутизировать лишь внутренний трафик. Второй гораздо сложнее, но предоставляет конечному пользователю более ши­рокий спектр услуг.

Еще одна особенность новой сети - направленность передачи ин­формации. Это означает, что пользователи других сетей, подключенных к Internet-2, могут получать его информацию, но использовать каналы сети для транзита собственной информации им запрещается. Поскольку физическое подключение обеспечивает полный доступ из одной сети в другую, для каждой точки доступа будет разработана система полисов, определяющих возможные направления передачи информации между ее клиентами.

В качестве «родного» протокола сетевого уровня в Internet-2 исполь­зуется IPv6. Кроме повышения скорости, он позволяет значительно уве­личить количество сетевых адресов. Если традиционный IPv4 использует для адресации 32 бита (что теоретически дает около 4,3 млрд уникальных адресов), то IPv6 - 128 бит(3,4-10³⁸ адресов). Число пользователей Internet растет лавинообразно, а еще быстрее - количество самых разнообразных сетевых устройств, для каждого из которых необходимо выделять уникальный IP-адрес. Возможности IPv4 в этом плане давно исчерпаны.

Все стандартные протоколы стека TCP/IP остаются, и используются там, где они необходимы. Особое внимание разработчики новой сети уделили протоколам IGMP (поддержка мультикастинга) и RSVP (под­держка резервирования ресурсов). Они играют важную роль в проекте, и их поддержка обеспечивается во всех точках доступа.

Какие реальные задачи выполняет Internet-2 в настоящее время? Например, сеть позволяет ученым, находящимся в разных странах, манипулировать объемными моделями макромолекул и производить их исследования. Появляется возможность управлять весьма сложным уда­ленным оборудованием в режиме реального времени (так, специалистам был предоставлен доступ к спектрометру Делавэрского университета). Еще одно перспективное направление - телеиммерсия (Tele-immersion). Эта технология разрабатывается в рамках проекта CALVIN (Collaborative Architectural Layout via Immersive Navigation); она позволяет реализо­вать трехмерное общение через сеть. Участники переговоров попадают в виртуальное помещение, в котором в режиме реального времени могут разговаривать и одновременно наблюдать 3-D модели собеседников, максимально точно передающие движения своих реальных прототипов. Наконец, Internet-2 позволяет создавать электронные библиотеки нового класса, насыщенные самой разнообразной мультимедийной информа­цией.

Контрольные вопросы и задания

1 Что представляет собой сеть Интернет?

2. Опишите историю развития Интернета за рубежом и в России.

3. Какие протоколы используются в сети Интернет?
4 Что представляет собой доменная система имен?

5. Какой формат имеет универсальный указатель ресурса? Приведите примеры. 6. Перечислите наиболее распространенные сервисы Интернета.

7 Охарактеризуйте особенности службы WWW.

8 Какие возможности предоставляет пользователю электронная почта.

9 Что представляют собой конференции в сети Интернет.

10. Как организуется общение в Интернете в режиме реального времени.