Информация

Дата основания
Местоположение
Россия
Сайт
www.it-grad.ru
Численность
201–500 человек
Дата регистрации

Блог на Хабре

Обновить
154,11
Рейтинг
IT-GRAD
Виртуальная инфраструктура IaaS

Как зарождалась инфраструктура интернета

Блог компании IT-GRADИстория ITСтарое железо
Сейчас в обжитой части планеты практически не осталось точек, где не найдется ни одного, даже самого завалящего способа подключиться к интернету. И речь идет вовсе не о конечных устройствах пользователей, а о том, что практически весь земной шар опутан коммуникационными линиями, а там, где возможности проложить кабель нет, приходят на помощь спутники.
Но Москва не сразу строилась, и язык не всегда до Киева доводил. История становления всемирной паутины, начавшаяся более полувека назад, многогранна и интересна. Мы решили продолжить наш рассказ о развитии интернета, и сегодня хотим разобраться, пробежавшись по десятилетиям, как именно происходило становление инфраструктуры, как одни технологии сменялись другими, и мир телекоммуникаций становился таким, каким мы знаем его сегодня.




Двадцатый век с точки зрения информации вполне можно определить как эпоху, когда люди научились транслировать данные из одного источника миллионам удаленных устройств. В качестве источника выступали радио- и телевещательные станции, а получателями были все, кто имел доступ к радио или телевизору.

В то же самое время активно развивались и телефонные сети. К середине XX века практически любой человек мог запросто позвонить в любую точку родного города или страны, а компании могли собирать телефонные конференции для нескольких абонентов одновременно.

Тем не менее, эти способы коммуникации имели весьма серьезные недостатки. К примеру, в случае с теле- и радиовещанием простые люди никак не могли фильтровать и модифицировать получаемый контент, то есть связь с медиа осуществлялась в одностороннем порядке. Иными словами, идея о появлении принципиально нового способа связи между людьми, который позволил бы отправлять и получать мгновенные сообщения, без ограничений искать и распространять информацию и самостоятельно определять способ ее получения, уже витала в воздухе.

60-е: предпосылки появления интернета и ARPANET


Как и многие другие передовые технологии, интернет в его первичной форме зародился в военных штабах Америки. Холодная война грозила США множеством бед, в том числе, и запуском межконтинентальных ядерных ракет. Советские технологии внушали страх и трепет, а запуск первого автономного летательного аппарата в 1957 году не только подарил всему англоязычному миру неологизм «sputnik», но и заставил оборонную промышленность работать на опережение.
Одним из следствий этой работы стало создание ARPA, агентства перспективных исследовательских проектов. В компетенции агентства была разработка технологий, которые могли бы дать США весомое преимущество в Холодной войне и возглавить гонку вооружений, а в случае открытой конфронтации — помочь в защите страны.



К 1962 году агентством были сформированы первые тезисы о некой взаимосвязанной сетевой системе, которую Дж.К.Р. Ликлайдер из Массачусетского технологического института назвал «галактической сетью». Вкратце, галактическая сеть предполагала мгновенное получение доступа к любой информации в электронном виде, находящейся на множестве взаимоудаленных компьютеров. Теперь требовалось понять, как именно эти компьютеры будут связаны.


/ Дж.К.Р. Ликлайдер, гений, инноватор и крестный отец интернета

В то же самое время, благодаря исследованиям ВВС США, заказанным с целью определить, каким образом вооруженные силы смогут сохранять командование в случае ядерного удара, к «галактической сети» прибавился еще один кирпичик будущего интернета: технология коммутации пакетов (packet switching).

Идея коммутации пакетов состоит в том, что пакет данных, содержащий в себе информацию как об источнике, так и о конечном пункте «путешествия», может быть отправлен из одного местоположения в другое. Если на каком-то участке пути пакет терялся, отправитель мог с легкостью отправить его снова. Для телефонных сетей того времени это было крайне полезной находкой.

Поскольку США требовалось построить децентрализованную модель командования, при которой, независимо от степени нанесенного врагом ущерба, ВС не теряли бы контроль над собственным оружием, самолетами и бомбардировщиками и могли продолжать оборону, внедрение технологии коммутации пакетов решало эту задачу.

В 1968 году в США началось строительство ARPANET, сети-предшественника современного интернета, которой было суждено стать плацдармом для обкатки множества технологий, которые мы используем и по сей день.

В 1969 году, 29 октября, состоялся первый успешный сеанс связи между двумя компьютерами. Первый находился в Массачусетсе, второй – в Калифорнии, оба принадлежали местным техническим университетам. Расстояние между компьютерами составляло порядка 640 км.
В 21:00 по местному времени Чарли Клайн попытался подключиться к компьютеру Стэнфорда и передать 5 символов, слово ”LOGIN”, однако сеть оборвалась, и удалось ввести только два первых символа. В 22:30 соединение было восстановлено, и вторая попытка увенчалась успехом. Кстати, успешность передачи фиксировалась в ходе прямого телефонного разговора с Биллом Дюваллем. С третьей попытки все символы слова были получены, и интернет, можно сказать, наконец «родился».

Эксперимент показал, что компьютеры не только могут быть физически соединены друг с другом, но и способны обмениваться данными и программами. Тем не менее, способ связи с помощью низкоскоростной телефонной сети уже тогда не мог считаться надежным и приемлемым.

ARPANET был построен на базе четырех миникопьютеров Honeywell DP-516, оснащенных 24 кбайт оперативной памяти и расположенных в университетах Санта-Барбары, Лос-Анджелеса, Стэнфорда и Юты. Данные передавались со скоростью до 56 Кбит/с.


/ DDP-516


/ Один из первых IMP, выполнявших функцию маршрутизаторов и использовавшихся в ARPANET с конца 60-х по 1989 год

Команда, работающая над IMP, назвала себя «IMP Guys».


/ Команда IMP (слева направо): Трутт Тэтч, Билл Бартелл, Дейв Уолден, Джим Гейсман, Роберт Кан, Фрэнк Харт, Бен Баркер, Марти Торп, Уилл Кроутер и Северо Орнштейн. Берни Козелла на фото нет.

70-е: взрывной рост интернета



/ Логическая схема ARPANET, март 1977

К 1971 году количество компьютеров, подключенных к ARPANET, выросло почти в 6 раз: теперь основу сети составляли 23 хоста. Люди ступали на новые, еще неизведанные земли, и каждый новый шаг был инновацией. Так, в первые же дни работы ARPANET был придуман и внедрен протокол NCP, Network Control Protocol. Однако еще одно изобретение стало, как сейчас это принято называть, киллер-фичей интернета: электронная почта.

Приблизительно в 1972 году Рэй Томлинсон, сотрудник корпорации BBN, разработал первое ПО для отправки и чтения сообщений внутри ARPANET. Это первое, весьма грубое и неудобное по современным меркам, приложение заложило еще один компонент, без которого немыслим современный интернет: взаимодействие не только компьютеров, но и людей за ними.
К слову о коммуникации: первый протокол связи, NCP, работал только с определенными компьютерами, для которых был создан. Представьте себе, что сейчас, зайдя в интернет с iPhone, вы сможете общаться только с владельцами техники Apple. К тому же NCP мог обслуживать в лучшем случае несколько десятков компьютеров, в то время как присоединиться к ARPANET желали сотни пользователей. Это стало толчком к разработке более универсального и совершенного протокола, которым, как вы уже догадались, стал TCP/IP за авторством Винта Серфа и Боба Кана. Уже в 1974 году необходимость в NCP отпала сама собой, и большинство клиентов ARPANET стали использовать TCP/IP.

Тем не менее, энтузиастам из США со временем стало тесно в пределах родной страны. Требовалось расширить горизонты коммуникации и установить связь со странами по ту сторону Атлантики. Здесь стоит сделать небольшое отступление и поговорить о том, каким образом была впервые налажена прямая «кабельная» связь между Америкой и Европой.

Через океан




Первый телеграфный кабель был проложен по дну Атлантического океана более чем за 100 лет до описываемых событий, в 1857 году. Тем не менее, по ряду причин (отсутствие опыта у участников экспедиции, несовершенная изоляция и пр.) уже через несколько недель этот кабель приказал долго жить. Спустя 10 лет по дну Атлантики было проложено уже несколько телеграфных кабелей с куда лучшей изоляцией, а к 1919 году их общее число увеличилось до 13.


/ Фрагмент первого телеграфного трансатлантического кабеля

К середине ХХ века возникла объективная надобность в прокладке уже телефонных кабелей. Первый телефонный кабель, ТАТ-1, был проложен в 1956 году и прослужил чуть более 20 лет.


/ Фрагмент TAT-1


/ Первые маршруты пролегания трансатлантических кабелей

До прокладки кабелей из Европы было вполне возможно позвонить в США путем длинноволновой радиосвязи. Тем не менее, эти услуги стоили весьма немало, а качество связи все равно оставляло желать лучшего.

Именно с помощью телефонного кабеля была впервые налажена связь США и Норвегии со скоростью 2,4 Кбит/с по ARPANET.

Таким образом, проект, разработанный военными для военных, стал чем-то большим и постепенно обрел независимость. Спутники, с помощью которых уже в конце 1970-х было налажено трансатлантическое соединение (SATNET), принадлежали уже не ВС США, а консорциуму стран, подключенных к сети.

Еще одним изобретением 70-х стал стандарт Ethernet, разработанный для более удобной организации локальной сети и передачи данных между компьютерами на высокой скорости. Этот стандарт в практически неизменном виде используется и сегодня.

Помимо Ethernet, еще одним важным нововведением 1970-х стал протокол UUCP (Unix to Unix Copy). Он позволял быстро обмениваться файлами между компьютерами под управлением Unix и со временем «превратился» в Usenet, сеть, с помощью которой миллионы людей до сих пор обмениваются новостями, отправляют электронную почту и файлы.

Переломный момент случился уже в следующем десятилетии и фактически создал тот интернет, которым мы сейчас пользуемся. Достаточно будет сказать, что в 1977 году к сети было подключено около 111 компьютеров, а в 1989 их число превысило 100 000.

80-е: BIND и DNS


Практически все технологии, которыми мы пользуемся сегодня, проходят сходный путь от хаоса раннего применения до жесткой стандартизации и упорядочивания.

Одним из важнейших «упорядочивающих» моментов стало создание системы доменных имен, DNS. Коснемся её истории, чтобы доказать важность этого нововведения.

Ранее для хранения числовых адресов компьютеров, подключенных к ARPANET и сопоставления их с именами узлов, использовался текстовый файл HOSTS.TXT на компьютере Стэнфордского исследовательского института. Все адреса назначались сугубо вручную, и для того, чтобы запросить имя хоста и адрес, а также добавить компьютер в файл HOSTS, требовалось позвонить по телефону в сетевой информационный центр.

К началу 80-х стало понятно, что ввиду роста числа подключенных компьютеров такой способ поддержания централизованной таблицы хостов становится чрезвычайно медленным и громоздким. Требовалось автоматизировать систему именования.

Первая версия сервера имен BIND была написана студентами Беркли Дугласом Терри, Марком Пейнтером, Дэвидом Ригглом и Сонгниан Чжоу в 1984 году. В середине-конце 1980-х активно создавались и утверждались новые спецификации DNS, а к 90-м годам BIND был перенесен на платформу Windows NT. BIND до сих пор широко распространен в Unix-системах (и не только) и по-прежнему является одним из самых широко используемых ПО DNS в интернете. Внедрение DNS принесло массу других нововведений, например – принудительное использование протокола TCP/IP для подключения.

Не ARPANETом единым


Уже в 1983 ARPANET состояла из 4000 хостов. Несмотря на изначальную сугубо военную направленность проекта, многие другие организации посчитали его крайне удобным. Среди них были университеты, предприятия, городские службы и многие, многие другие. Таким образом, ARPANET был разделен на две части: одноименную для гражданских нужд и военную MILNET. Несмотря на произошедшее разделение, Министерство обороны США продолжало поддерживать ARPANET, пусть даже военные организации более не использовали эту сеть для своих нужд.

Ранее мы не упоминали о еще одном «брате-близнеце» ARPANET – сети, созданной Национальным научным фондом для проведения научных исследований. Это позволило многим учреждениям, которые ранее не имели возможности подключиться к ARPANET, общаться по «собственным» каналам. CSNET начала работу в 1981 году и стала предшественницей высокоскоростной NSFNET, объединившей национальные научные фонды и ставшей основой современного интернета.
К слову о скорости. Прежних 50-56 кбит/с было крайне мало для эффективной коммуникации внутри постоянно растущей сети компьютеров. Благодаря компании MCI Corporation, сеть была существенно модернизирована путем внедрения новых линий T-1. Они позволяли передавать данные на скорости до 1,5 Мбит/с. В свою очередь, IBM разработали более совершенные маршрутизаторы, а компания Merit взяла под свой контроль все вопросы по управлению сетью. Уже к концу 1980-х в разработке находилась линия T-3, которая позволяла разогнать сети до 45 Мбит/с.

О существенной части дальнейшей истории интернета мы уже рассказывали ранее. 6 августа 1991 года свет увидела Всемирная паутина, знаменитая World Wide Web, и интернет официально «встал на крыло», а к 1993 году, появился первый графический браузер Mosaic.


/ Браузер Mosaic, сыгравший важную роль в популяризации интернета

Первые «дата-центры»


Отдельно скажем несколько слов о первом «дата-центре» в мире. Если пойти на некоторые допущения, первым дата-центром можно считать компьютер ENIAC (электронный числовой интегратор и вычислитель, Electronic Numerical Integrator and Computer) 1945 года, использовавшийся для хранения боевых кодов ядерного оружия, расчетов траекторий полета бомб, прогнозирования погоды на территории СССР.



По правде говоря, история компьютера началась существенно раньше, в 1942-1943 гг., но ввиду новизны проекта и сложностей с получением одобрения от консервативных военных, строительство завершилось лишь в 1945 году. Разумеется, использовался он также в военных целях для произведения расчетов при разработке термоядерного оружия и таблиц стрельбы (а также для предсказания выпадения ядерных осадков на территории СССР на основании прогнозов погоды). Проект был продемонстрирован публике лишь спустя несколько месяцев после окончания войны и проработал в сумме ровно 10 лет, с осени 1945 по 2 октября 1955, когда состоялось его окончательное отключение. Примечательно, что первыми программистами ENIAC стали девушки:

  • Мэрлин Мельцер
  • Рут Лихтерман
  • Кэтлин Рита Макналти
  • Бетти Джин Дженнингс
  • Франсис Элизабет Снайдер
  • Франсис Билас


/ Бетти Джин Дженнингс и Фрэнсис Билас работают с главной панелью управления ENIAC

В чем-то ENIAC действительно был похож на современные дата-центры: отдельное помещение, оборудованное несколькими степенями защиты, ряды стеллажей с лампами, системы питания с резервированием, большой штат обслуживающего персонала и огромная ответственность перед «заказчиком».

Весил ENIAC приблизительно 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии и имел тактовую частоту в 100 кГц. Первая компьютерная комната в СССР площадью 60м2 появилась в 1951 году, но это, как говорится, уже совершенно другая история, которую мы затронем в одной из следующих статей.

Кстати, в 1995 году была создана кремниевая интегральная микросхема ENIAC-on-A-Chip размерами 7,44 мм × 5,29 мм, в которой с помощью 250 000 (по другим данным — 174 569) транзисторов была реализована логика, аналогичная ламповому ЭНИАКу.

Однако этот компьютер был лишь похож на дата-центры, ни о какой виртуализации в данном случае речи не шло, хотя эпоха уже позволяла о ней говорить.

Зарождение виртуализации


Путь к виртуализации проложили такие устройства, как IBM 7044, Compatible Time Sharing System (CTSS), разработанный MIT на базе IBM 704, и суперкомпьютер Atlas.

IBM признала важную роль виртуализации еще в прорывных 60-х вместе с развитием мейнфреймов. Актуальная тогда System/360 Model 67 виртуализировала все интерфейсы оборудования через Virtual Machine Monitor (VMM). Кстати, на рассвете компьютерной эпохи операционную систему называли супервизором, а возможность запуска одной операционной системы на другой операционной системе положило начало термину «гипервизор». Первая ВМ появилась в супервизоре Atlas'a — суперкомпьютера, созданного в Великобритании совместно Манчестерским университетом Виктории и компаниями Ferranti и Plessey по заказу Правительства Великобритании для использования (а как иначе!) в военных целях.


/ Cуперкомпьютер Atlas

Виртуализация x86 и облака


Впервые аппаратная виртуализация была реализована в 386-х процессорах и называлась V86 mode. Режим позволял запускать параллельно несколько DOS-приложений.

В 2005-2006 году компании Intel и AMD представили решения аппаратной поддержки виртуализации — INTEL VT и AMD-V. Были введены дополнительные инструкции для предоставления прямого доступа к ресурсам процессора из гостевых систем, набор которых назывался Virtual Machine Extensions (VMX).

Уже в 2008 году в нашей стране стали появляться облачные провайдеры. Именно тогда была основана компания ИТ-ГРАД, а также запущено корпоративное облако IaaS. В 2020-ом ИТ-ГРАД — это 12 площадок в России и СНГ, а также более 2000 успешно реализованных проектов миграции в облако.

История интернета поистине необъятна, поэтому мы искренне будем рады вашим дополнениям и комментариям. В следующей статье мы расскажем о становлении сетей в СССР и проектах, которые так и не увидели свет.
Теги:история интернетаarpaneteniacвиртуализациятрансатлантический кабельликлайдерdnsbindddp-516imp
Хабы: Блог компании IT-GRAD История IT Старое железо
Рейтинг +3
Количество просмотров 4,7k Добавить в закладки 31
Комментарии
Комментарии 7

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки