ЕВОЛЮЦІЯ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ
Концепція обчислювальних мереж є логічним результатом еволюції комп'ютерної технології. Перші комп'ютери 50-х років великі, громіздкі і дорогі призначалися для дуже невеликого числа вибраних користувачів. Часто ці монстри займали цілі будівлі. Такі комп'ютери не були призначені для інтерактивної роботи користувача, а використовувалися в режимі пакетної обробки.
Системи пакетної обробки, як правило, будувалися на базі мейнфрейму – потужного і надійного комп'ютера універсального призначення. Користувачі готовили перфокарти, що містили дані та команди програм, і передавали їх в обчислювальний центр. Оператори вводили ці карти в комп'ютер, а роздруковані результати користувачі одержували звичайно тільки наступного дня (мал.1).
Мал.1 Централізована система на базі мейнфейма
Таким чином, одна неправильно набита карта означала як мінімум добову затримку.Звичайно, інтерактивний режим роботи, при якому можна оперативно керувати процесом обробки своїх даних, був би набагато зручнішим для користувачів, але інтересами користувачів на перших етапах розвитку обчислювальних систем у значній мірі зневажали, оскільки пакетний режим – це найефективніший режим використання обчислювальної техніки, тому що він дозволяє виконувати в одиницю часу більше користувацьких задач, чим будь-які інші режими.
В міру здешевлення процесорів, на початку 60-х років, з'явилися нові засоби організації обчислювального процесу, що дозволили враховувати інтереси користувачів. Почали розвиватися інтерактивні багатотермінальні системи розділення часу (мал.2) . У таких системах кожен користувач одержував у своє розпорядження термінал, за допомогою якого він міг вести діалог з комп'ютером.
Термінали, вийшовши за межі обчислювального центру, розосередилися по всьому підприємству. І хоча обчислювальна потужність залишалася цілком централізованою, деякі функції – такі як введення і виведення даних – стали розподіленими. Такі багатотермінальні централізовані системи зовнішньо вже були дуже схожі на локальної обчислювальні мережі. Користувач міг одержати доступ до спільних файлів і периферійних пристроїв, при цьому в нього підтримувалася повна ілюзія одноособового володіння комп'ютером.
Таким чином, багатотермінальні системи, що працюють у режимі поділу часу, стали першим кроком на шляху створення локальних обчислювальних мереж. Вони, хоча і мали зовнішні риси розподілених систем, усе ще зберігали централізований характер обробки даних. З іншого боку, і потреба підприємств у створенні локальних мереж у цей час ще не визріла, тому що через високу вартість обчислювальної техніки підприємства не могли собі дозволити придбання декількох комп'ютерів. У цей період був справедливим так званий «закон Гроша», відповідно до якого продуктивність комп'ютера була пропорційною квадрату його вартості, звідси випливало, що за ту саму суму було вигідніше купити одну потужну машину, ніж дві менш потужні – їх сумарна потужність була багато нижчою потужності дорогої машини.
Проте потреба в об'єднанні комп'ютерів, що знаходяться на великій відстані один від іншого, з часом стала актуальною а потім перетворилася у проблему розвитку. Почалося усе з вирішення простішого завдання – доступу до комп'ютера з терміналів, віддалених від нього на великі відстані. Термінали з'єднувалися з комп'ютерами через телефонні мережі за допомогою модемів. Такі мережі дозволяли численним користувачам одержувати віддалений доступ до ресурсів, декількох потужних комп'ютерів класу суперЕОМ. Потім з'явилися системи, у яких поряд із віддаленими з'єднаннями типу термінал-комп'ютер були реалізовані і віддалені зв'язки типу комп'ютер-комп'ютер. Комп'ютери одержали можливість обмінюватися даними в автоматичному режимі, що, власне, і є базовим механізмом будь-якої обчислювальної мережі. Використовуючи цей механізм, у перших мережах були реалізовані служби обміну файлами, синхронізації баз даних та інші, які стали тепер традиційними мережевими службами.
Таким чином, хронологічно першими з'явилися глобальні обчислювальні мережі. Саме при побудові глобальних мереж були вперше запропоновані і відпрацьовані багато основних ідей і концепцій сучасних обчислювальних мереж.
На початку 70-х років стався технологічний прорив в області виробництва комп'ютерних компонентів з'явилися великі інтегральні схеми. Їх порівняно невисока вартість і високі функціональні можливості привели до створення мини-комп'ютерів, які стали реальними конкурентами мейнфреймів. Закон Копійки перестав відповідати дійсності, оскільки десяток міні-комп'ютерів виконував деякі задачі (як правило, які були добре распаралелені) швидше за один мейнфрейм, а вартість такої міні-комп'ютерної системи була меншою.Навіть невеликі підрозділи підприємств отримали можливість купувати для себе комп'ютери. Міні-комп'ютери виконували задачі управління технологічним обладнанням, складом і інші задачі рівня підрозділу підприємства. Таким чином, з'явилася концепція розподілу комп'ютерних ресурсів по всьому підприємству. Однак при цьому всі комп'ютери однієї організації як і раніше продовжували працювати автономно.
(мал 2)Автономне використання декількох міні-комп'ютерів на одному підприємстві
Але йшов час, потреби користувачів обчислювальної техніки зростали, їм стало недостатньо власних комп'ютерів, їм вже хотілося отримати можливість отримувати з близько розташованими комп'ютерами. У відповідь на цю потребу підприємства і організації стали з'єднувати свої міні-комп'ютери разом і розробляти програмне забезпечення, необхідне для їх взаємодії. У результаті з'явилися перші локальні обчислювальні мережі Вони ще багато в чому відрізнялися від сучасних локальних мереж, насамперед своїми пристроями сполучення. На перших порах для з'єднання комп'ютерів один з одним використовувалися самі різноманітні нестандартні пристрої зі своїм способом представлення даних на лініях зв'язку, своїми типами кабелів і т. п. Ці пристрої могли з'єднувати тільки ті типи комп'ютерів, для яких були розроблені, наприклад, міні-комп'ютери PDP-11 з мейнфеймом IBM 360 або комп'ютери «Напрі» з комп'ютерами «Дніпро». Така ситуація створила великий простір длятворчості студентів назви багатьох курсових і дипломних проектів починалися тоді зі слів «Пристрій сполучення...».
(мал. 3)Різні типи зв'язків в перших локальних мережах
У середині 80-х років положення справ у локальних мережах почало кардинально змінюватися. Були затверджені стандартні технології об'єднання комп'ютерів у мережу – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Потужним стимулом для їх розвитку послужили персональні комп'ютери. Ці масові продукти стали ідеальними елементами для побудови мереж – з одного боку, вони були достатньо потужними для роботи мережевого програмного забезпечення, а з іншого – явно потребували об'єднання своєї обчислювальної потужності для вирішення складних завдань, поділу дорогих периферійних пристроїв і дискових масивів. Тому персональні комп'ютери стали переважати в локальних мережах, причому не тільки в якості комп’ютерів клієнтів, але й у якості центрів збереження й обробки даних, тобто мережевих серверів, витіснивши із цих звичних ролей міні-комп'ютери і мейнфрейми.
Тепер для створення мережі достатньо придбати мережеві адаптери відповідного стандарту, наприклад Ethernet, стандартний кабель, приєднати адаптери до кабелю стандартними роз'ємами і встановити на комп'ютер одну з популярних мережевих операційних систем, наприклад, NetWare.
Локальні мережі, у порівнянні з глобальними, внесли багато нового у засоби організації роботи користувачів. Доступ до розподілених ресурсів, став набагато зручнішим – користувач міг просто переглядати списки існуючих ресурсів, а не запам'ятовувати їх ідентифікатори або імена. Після з'єднання з віддаленим ресурсом можна працювати з ним за допомогою команд вже знайомих користувачу, тих, що використовуються для роботи з локальними ресурсами. Наслідком і одночасно рушійною силою такого прогресу стала поява величезного числа непрофесійних користувачів, котрим зовсім не потрібно було вивчати спеціальні (і достатньо складні) команди для мережевої роботи. А можливість реалізувати всі ці зручності розробники локальних мереж одержали у результаті появи якісних кабельних ліній зв'язку, на яких навіть мережеві адаптери першого покоління забезпечували швидкість передачі даних 10 Мбіт/с.
Звичайно, такі швидкості були недоступні в глобальних мережах, доводилося користуватися тими каналами зв'язку, що існували, тому що прокладка нових кабельних систем для обчислювальних мереж протяжністю в тисячі кілометрів потребувала б колосальних витрат. А «під рукою» були тільки телефонні канали зв'язку, погано пристосовані для високошвидкісної передачі дискретних даних – швидкість у 1200 біт/с була для них гарним досягненням. У цих умовах різноманітні процедури прозорого доступу до віддалених ресурсів, стандартні для локальних мереж, для глобальних мереж довго залишалися недозволенною розкішшю.
Сьогодні обчислювальні мережі продовжують розвиватися, причому достатньо швидко. Розрив між локальними і глобальними мережами постійно скорочується: причиною цьому – поява високошвидкісних територіальних каналів зв'язку, що не поступаються за рівнем якості кабельним системам локальних мереж. У глобальних мережах з'являються служби доступу до ресурсів, такі ж зручні і прозорі, як і служби локальних мереж. Найяскравішим прикладом є глобальна мережа Internet.
Змінюються і локальні мережі. У великій кількості з'явилося різноманітне комунікаційне обладнання – комутатори, маршрутизатори, шлюзи. Використання такого обладнання давало можливість побудови великих корпоративних мереж, що нараховують тисячі комп'ютерів і мають складну структуру. Відродився інтерес до великих комп'ютерів – в основному через те, що після спаду ейфорії з приводу легкості роботи з персональними комп'ютерами з'ясувалося, що системи, які складаються із сотень серверів, обслуговувати складніше, ніж декілька великих комп'ютерів. Тому на новому витку еволюційної спіралі мейнфрейми стали повертатися в корпоративні обчислювальні системи, але вже як повноправні мережеві вузли, що підтримують Ethernet або Token Ring, а також стек протоколів TCP/IP, що став, завдяки Internet, мережевим стандартом де-факто.
З’явилася ще одна дуже важлива тенденція, що стосується однаковою мірою як локальних, так і глобальних мереж. У цих мережах стала опрацьовуватися невластива раніше обчислювальним мережам інформація – голос, відео, малюнки. Складність передачі мультимедійної інформації мережею пов'язана з її чутливістю до затримок при передачі даних. Оскільки традиційні служби обчислювальних мереж – такі як передача файлів або електронної пошти – створюють малочутливий до затримок потік даних (трафік) і всі елементи мереж розроблялися в розрахунку на нього, то поява трафіка реального часу призвела до великих проблем.
Сьогодні ці проблеми вирішуються різноманітними засобами, у тому числі і за допомогою спеціально розрахованої на передачу різноманітних типів трафіка технології АТМ.
