Первые глобальные сети. Тем не менее, потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга в то время уже назрела. Началось все с решения более простой задачи – подключения к компьютеру терминалов, удаленных на сотни и даже тысячи километров. Удаленные терминалы соединялись с компьютерами через телефонные линии связи с помощью модемов. Такие сети позволили пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ.
Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа «терминал-компьютер» были реализованы и удаленные связи типа «компьютер-компьютер». Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, электронной почты и др.
Таким образом, хронологически первыми появились глобальные вычислительные сети. Именно при построении глобальных сетей были предложены и отработаны на практике многие основные идеи и концепции современных компьютерных сетей: многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях и т.д.
Первые локальные сети. В начале 70-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов – появились большие интегральные схемы (БИС). Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию миникомпьютеров. Закон Гроша перестал работать, т.к. десяток миникомпьютеров теперь выполнял некоторые сложные задачи быстрее мэйнфрейма, а стоимость миникомпьютеров была значительно меньше стоимости мэйнфрейма.
Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность закупать для себя миникомпьютеры, которые выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и др. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры предприятия работали автономно.
Со временем предприятия стали соединять свои миникомпьютеры вместе и разрабатывать программное обеспечение, необходимое для их взаимодействия. В результате появились первые локальные сети. Они во многом отличались от современных сетей и, прежде всего, разнообразными нестандартными устройствами сопряжения.
Создание стандартных технологий ЛВС. В середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития явились персональные компьютеры (ПК). Последние стали идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, с другой стороны, их индивидуальной мощности не хватало для решения ряда сложных задач. Кроме того, стояла проблема разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому ПК стали преобладать в локальных сетях, причем и в качестве сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей миникомпьютеры и мэйнфреймы. Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу.
Локальные сети в сравнении с глобальными сетями внесли много нового и в способы организации работы пользователей. Доступ к разделяемым ресурсам стал гораздо удобнее - теперь пользователь мог просто просматривать списки имеющихся ресурсов, а не запоминать их идентификаторы или имена, а после соединения с удаленным ресурсом с последним можно было работать точно так же, как и с локальным, используя стандартные средства ПК.
Современные тенденции. Сегодня разрыв между низкоскоростными глобальными и высокоскоростными локальными сетями постоянно сокращается из-за появления высокопропускных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появились службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует знаменитая глобальная сеть Internet.
Изменяются и локальные сети. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля появилось разнообразное коммуникационное оборудование – коммутаторы, шлюзы, маршрутизаторы. Благодаря активному оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Возродился интерес к крупным компьютерам, которые сейчас используются в качестве мощных серверов.
Проявилась еще одна очень важная тенденция, затрагивающая как локальные, так и глобальные сети. В них стала обрабатываться несвойственная ранее сетям информация – звук, видеоизображения, графика. Появление трафика реального времени, чувствительного к задержкам передаваемых пакетов, потребовало внесения изменений в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования (традиционные службы вычислительных систем, такие как передача файлов или электронная почта, создают малочувствительный к задержкам трафик, и все элементы сетей раньше разрабатывались в расчете на него).
Сегодня эти проблемы решаются разными способами, в том числе и с помощью специально рассчитанной для передачи такого трафика технологии АТМ. Однако, несмотря на значительные усилия в этом направлении, до заветной цели – слияния воедино сетевых, информационных, телевизионных, телефонных и других технологий - еще далеко.
У персонального компьютера, при всей его полезности и дружественности интерфейса, есть один серьезный недостаток: он является устройством для одного пользователя и не предназначен для разделения своих ресурсов. На отдельном ПК должны находиться собственные копии всех используемых на нем программ и данных для них. Чтобы на данном компьютере использовать принтер, его нужно подключить к параллельному порту именно данного ПК и т.д.
Такая изолированность ведет к дублированию аппаратных и программных средств. Если, например, в какой-то компании имеется 30 персональных компьютеров, и все их пользователи должны использовать электронную таблицу, то необходимо приобрести 30 копий соответствующей программы. Аналогично, каждому пользователю нужно предоставить отдельный диск, принтер, сканер, плоттер и другое периферийное оборудование.
Проблемы этим не ограничиваются. Предположим, что компания создает систему управления базой данных для учета своих товаров и запускает ее в отделе учета. Первое время все идет хорошо. Один человек обновляет базу данных, а остальные пользователи время от времени используют этот ПК для того, чтобы узнать, каков запас конкретного товара, или подготовить необходимый отчет. Программа оказывается полезной, и потребность в ней растет. Поскольку в каждый момент времени этой программой может пользоваться только один человек, очень скоро может случиться, что для поддержания базы данных и ее использования в сутках не хватает часов.
Сеть компьютеров способна превратить группу отдельных ПК в скоординированную многопользовательскую компьютерную систему. Соединенные сетью пользователи не испытывают описанных ограничений. Пользователь, подключенный к сети, может легко, а главное, законно разделять копии программного обеспечения с другими пользователями, а также имеет доступ к подключенным к сети принтерам, плоттерам, приводам компакт – дисков, модемам и т.д. Упомянутая система управления товарами, будучи реализованной в сети, может быть доступна многим пользователям одновременно.
Еще одним преимуществом сетей является то, что во многих компаниях сети стали средством коммуникации, столь же необходимым, как телефоны и факсы, письма и записки. Действующая в сети система электронной почты позволяет пользователям обмениваться информацией оперативно, как по телефону, и подробно, как с помощью писем. В сети могут храниться библиотеки важных документов и другая справочная информация, доступная всем пользователям. Эффективность такого доступа недостижима при использовании обычных бумажных документов.
Информация, которую можно получить по сети, не исчерпывается только текстовыми документами. В высокопроизводительных сетях рабочие станции могут также получать звуковую и видеоинформацию.
Первоначально локальные сети в значительной степени предназначались для разделения дискового пространства. Тогда, на заре развития ПК, жесткие диски стоили очень дорого – часто в несколько раз дороже, чем сам ПК. Поэтому имело смысл подключить к одному жесткому диску несколько компьютеров, т.к. при этом стоимость жесткого диска разделялась между несколькими пользователями.
Сегодняшние сети по-прежнему базируются на концепции совместного доступа к одному или нескольким общим жестким дискам. Эти жесткие диски устанавливаются на специальных разделяемых ПК, называемых файловыми серверами.
Совместный доступ к общему диску имеет много преимуществ. Наиболее очевидное из них – сокращение расходов. Если несколько пользователей могут разделять жесткий диск файлового сервера, то им не нужны собственные жесткие диски. Кроме того, хранение всех файлов на файловом сервере упрощает резервное копирование и обеспечение безопасности данных.
Сети предоставляют в совместное использование и другие разделяемые устройства хранения информации: стримеры, оптические диски, CD-ROM и др. На таких устройствах часто хранятся резервные копии ПО, а также большие разделяемые информационные базы данных или библиотеки текстовых, графических и других файлов.