ARPANET (Сеть агентства перспективных исследовательских проектов) была первой глобальной сетью с коммутацией пакетов с распределенным управлением и одной из первых сетей, реализовавших набор протоколов TCP/IP. Обе эти особенности сыграли решающую роль в создании современного глобального Интернета.
Зарождение и первые дни ARPANET
Идея ARPANET была впервые сформулирована ее создателями в серии записок, написанных Робертом Тейлором из Управления технологий обработки информации (IPTO) ARPA (Агентства перспективных исследовательских проектов), филиала Министерства обороны США, в 1966 году. Целью проекта было использование простаивающих компьютерных ресурсов исследовательских институтов путем объединения их в сеть.
Первое функциональное соединение ARPANET было установлено 21 ноября 1969 года между Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе (UCLA) и Стэнфордским исследовательским институтом (SRI). К концу 1971 года к сети ARPANET было подключено 15 объектов, состоящих из исследовательских отделов университетов и военных объектов.
Углубляемся в детали ARPANET
В основе конструкции ARPANET лежала коммутация пакетов, революционная в то время сетевая технология. До коммутации пакетов при передаче данных между компьютерами использовалась коммутация каналов, которая напоминала выделенную телефонную линию, поддерживаемую на время передачи. С другой стороны, при коммутации пакетов данные разделяются на небольшие фрагменты или пакеты, которые затем могут следовать по наиболее эффективному маршруту через сеть, прежде чем снова собраться в пункте назначения.
ARPANET также была одной из первых сетей, внедривших набор протоколов TCP/IP, который стал стандартом для всех подключений к Интернету. TCP/IP был разработан и реализован Винтом Серфом и Бобом Каном в 1973 году, а ARPANET принял его 1 января 1983 года.
Архитектура и функционирование ARPANET
Внутренняя структура ARPANET включала узлы коммутации пакетов, известные как процессоры интерфейсных сообщений (IMP). Каждый IMP представлял собой миникомпьютер Honeywell DDP-516, соединенный со специализированным коммуникационным оборудованием. ИМП были соединены между собой высокоскоростными линиями связи. Каждый IMP мог поддерживать до шести хостов, а связь между хостами осуществлялась посредством коммутации пакетов.
Хостами могут быть мэйнфреймы, миникомпьютеры, рабочие станции и т.п., на каждом из которых работает сетевое программное обеспечение для выбранного набора протоколов. Протоколы были реализованы в иерархическом порядке. На нижнем уровне протоколы сетевого интерфейса управляли взаимодействием между главным компьютером и IMP, к которому он был подключен. На более высоком уровне протоколы между хостами обеспечивают обмен данными между хостами.
Ключевые особенности и возможности ARPANET
Ключевые особенности ARPANET включали:
-
Технология коммутации пакетов. Это был серьезный сдвиг по сравнению с традиционными системами коммутации каналов, и теперь это фактический стандарт в современных интернет-коммуникациях.
-
Набор протоколов TCP/IP: ARPANET была одной из первых сетей, реализовавших TCP/IP, который сейчас является основой Интернета.
-
Распределенное управление. В отличие от других систем того времени, в ARPANET управление не было централизованным. Эта функция способствовала надежности и устойчивости сети.
-
Использование процессоров интерфейсных сообщений (IMP). Использование IMP было предшественником современной концепции маршрутизаторов.
Варианты ARPANET
Со временем из ARPANET развилось несколько связанных сетей, которые разделяли многие ключевые функции. Вот некоторые из них:
| Сеть | Описание |
|---|---|
| МИЛНЕТ | Сеть отделилась от ARPANET в 1983 году и стала выделенной сетью для вооруженных сил США. |
| CSNET | Сеть компьютерных наук была создана в 1981 году для предоставления сетевых услуг университетским ученым-компьютерщикам. |
| НСФНЕТ | Сеть Национального научного фонда — это программа, начатая в 1985 году с целью продвижения сетей передовых исследований и образования в Соединенных Штатах. |
Использование, проблемы и решения
ARPANET в основном использовался для открытых исследований и связи между подключенными учреждениями. Он облегчил совместное использование суперкомпьютеров исследователями и стал высокоскоростным цифровым почтовым отделением для отправки электронной почты — первым применением Интернета.
Однако ARPANET столкнулась с рядом проблем, в том числе с отсутствием универсально согласованного набора протоколов и нехваткой сетевых приложений. Эти проблемы были решены путем принятия TCP/IP в качестве универсального набора протоколов и разработки различных приложений, таких как электронная почта, передача файлов и удаленный вход в систему.
Сравнительный анализ с похожими сетями
Хотя ARPANET была предшественником современного Интернета, другие сети также внесли свой вклад в Интернет, каким мы его знаем. Вот сравнительная таблица:
| Сеть | Ключевой вклад |
|---|---|
| АРПАНЕТ | Разработал и внедрил концепции коммутации пакетов и протоколов TCP/IP. |
| Сеть НПЛ | Продемонстрирована возможность коммутации пакетов. |
| Сеть заслуг | Разработал сетевые технологии и повлиял на стандарты. |
| КИКЛАДЫ | Разработал концепцию дейтаграммы и оказал влияние на TCP/IP. |
Хотя ARPANET была официально выведена из эксплуатации в 1990 году, ее основные технологии продолжают стимулировать развитие Интернета. Технологии, происхождение которых можно проследить до ARPANET, включают облачные вычисления, VPN и крупномасштабные сети, такие как Интернет вещей (IoT).
ARPANET и прокси-серверы
Хотя сама ARPANET не использовала прокси-серверы, эти серверы стали неотъемлемой частью современного Интернета, выросшего из ARPANET. Прокси-серверы выступают в качестве посредников в потоке интернет-трафика, помогая повысить безопасность, производительность и конфиденциальность услуг — функции, которые продолжают отражать распределенную и надежную природу ARPANET.
Ссылки по теме
Для тех, кто хочет узнать больше, вот несколько ссылок на дополнительные ресурсы:
-
Отчет о завершении ARPANET – Подробное описание ARPANET от ее создания до вывода из эксплуатации.
-
История Интернета – Всесторонняя история Интернета, включая роль ARPANET.
-
Музей истории компьютеров – Обширная коллекция артефактов и информации об истории вычислений, включая развитие ARPANET.
