Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Октября 2014 в 13:56, курсовая работа
Цель данной работы описать появление, современное состояние и развитие Internet. А так же, рассмотреть все чаще появляющуюся зависимость от всемирной паутины. Что толкает людей в виртуальный мир?
При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам России, США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.
В заключение хочется рассказать о результатах, полученных на сегодняшний день. В сентябре нынешнего года ученые Калифорнийского института технологий и Европейской организации ядерных исследований (CERN) установили новый рекорд скорости передачи информации в сети "Интернет-2". В команде экспериментаторов участвовали представители AMD, Cisco, Microsoft Research, Newisys, и S2io. Между CERN, находящейся в Женеве и Калифорнийским институтом (г. Пасадена) (расстояние составляет приблизительно 15800 км) было передано 859 Гб данных за время, составившее 17 минут.
Средняя скорость передачи составила ~6,63 Гбит/с (максимальная теоретическая скорость 10 Гбит/с может быть достигнута в сети Abilene, располагающейся на территории Северной Америки, так что этот рекорд был бы не столь значительным, если бы не был поставлен на межконтинентальном соединении). Теперь узким местом становится пропускная способность шин компьютеров. Самый быстрый интерфейс для платформы PC (PCIX64 Bus Isolation Extender) может обмениваться данными на скорости 7,5 Гбит/с. Для установки рекорда использовались: S2io Xframe 10 GbE server adapter, маршрутизаторы Cisco 7600 Series, серверы Newisys 4300 использующие процессоры AMD Opteron и серверы на базе Itanium2. В качестве операционной системы использовалась 64-разрядная Windows 2003 Server.
Достигнутые показатели - первый шаг к преодолению скоростного порога в 100 петтабит в секунду (Один петтабит - 1,000,000,000,000,000 бит). Вроде бы, это - умопомрачительная цифра, но, по словам инженера Microsoft Research Джима Грея (Jim Gray), сам Microsoft имеет 5 петтабит данных, да и по ее оценкам у Google и Yahoo объем такой же. "Если у вас есть миллион клиентов, и каждый хранит гигабит данных - это уже петтабит" - так просто он аргументировал приведенные цифры.
Рекорды - показатели достигнутого, но порою чаще важны рабочие показатели. В центре контроля сети Abilene, находящегося в университете штата Индиана, производится постоянное наблюдение за состоянием сети, а если быть точнее - за информационной нагрузкой на каналы передачи.
Диаграмма загруженности магистралей Abilene
По результатам центра видно, что в рабочем режиме, нынешняя максимальная загруженность "Интернет-2" составляет всего 30%, а усредненная - ~22%. Так что потенциал в сеть заложен весомый, да и с дальнейшим развитием проекта будет расти.
В заключение хочется сказать, ученые получили мощный инструмент для своей работы, мы - новые технологии, которые будут использоваться для перехода привычной уже сегодня "паутины" на новый уровень своей эволюции. Желающим же быть в курсе последних событий, происходящих в рамках проекта, стоит периодически заглядывать на официальный сайт проекта , на котором кроме новостей можно найти множество технической документации по технологиям, используемым в "Интернет-2".
2.1 Особенности Internet-2
2.1 Особенности Internet-2
Протокол IPv6 существенно отличается от своего предшественника. Самым заметным различием стала система адресации. Теперь IP-адреса состоят не из 4, а из 16 байт, а это значит, что IPv6 предоставляет больше адресов, чем IPv4. Если IPv4 предлагает 4 294 967 296 адресов, то IPv6 предлагает безумно огромное число адресов – 39-значное число . Для сравнения: количество жителей Земли сейчас составляет примерно 6 620 856 560 человек, а поверхность планеты — 510 073 миллионов кв. км. Специалисты говорят, что при использовании IPv6 на каждый квадратный метр поверхности Земли придется около 1000 уникальных адресов.
Одно из несомненных преимуществ IPv6 — самонастраиваемость, являющаяся следствием уникальности адресов. В IPv6 нет такого понятия как «динамический IP-адрес» — адрес каждого устройства будет присвоен ему раз и навсегда. А это снимет необходимость большинства сетевых настроек.
Кроме того, многие корпоративные локальные сети при использовании нового интернета смогут отказаться от принципа выхода в глобальную сеть через один шлюзовой компьютер, что позволит каждому сотруднику иметь канал с более высокой скоростью связи. Другие изменения коснулись формата передаваемых пакетов, а также алгоритмов их обработки. Так, например, в IPv6 удалось избавиться от фрагментации пакетов. Для этого два компьютера, устанавливающие связь друг с другом, перед передачей данных определяют максимально допустимый размер пакета (он зависит от маршрутизаторов на пути между ними) и в дальнейшем используют именно его. Кроме того, в IPv6 было внесено еще несколько подобных изменений, оптимизирующих скорость передачи информации.
При создании «интернет-2» особое внимание было оказано мультимедиа-технология. В частности, в IPv6 была реализована поддержка мультикастинга, то есть широковещательной передачи данных. Это можно назвать знаковым отличием сети «интернет-2» от обычного интернета. В привычной нам глобальной сети были радиостанции и телевизионные каналы. Однако они никогда не оказывались достаточно массовыми, чтобы сравниться с обычными, традиционными СМИ. Причем проблема заключалась именно в технической реализации радио и телевещания. Ведь для отправки, например, 128-битного потока сервер должен был установить канал связи с каждым клиентом и передавать всем подключившимся абсолютно одинаковые данные. В сети же «интернет-2» данные могут по одному каналу передаваться сразу целой группе абонентов. Так что мультикастинг вместе с некоторыми другими особенностями протокола IPv6 позволяет вести речь о полноценном качественном теле- и радиовещании, полноценных телеконференциях, нормальной телефонии (без пропадания слов, "кваканья" и прочих прелестей VoIP).
Но «интернет-2» отличается от простого интернета не только новым протоколом IPv6. Это совершенно другая сеть с другими физическими каналами связи. И основной этой сети послужила специально проложенная магистраль Abilence с пропускной способностью 10 Гбит/сек, доходящая до показателей 100Гбит/с. Причем эта магистраль практически не имеет "узких" мест, поскольку все сетевое оборудование, обслуживающее ее, действительно способно работать с такими объемами информации. Подключение к «интернет-2» осуществляется через специальные точки присутствия - gigapops. Стоит отметить, что минимальная скорость подключения составляет 100 Мбит/с.
Такие фантастический показатель - результат работы физиков, которым удалось передавать в едином оптическом кабеле 10 световых потоков с различными длинами волн. HD-версию фильма "Матрица" по новой сети можно пере-дать за несколько секунд. То есть теперь для информации, которую в обычном интернете нужно качать несколько часов, в интрнет 2 понадобится всего несколько минут. Такая скорость пригодится, например, физикам для обмены результатами "тяжёлых" вычислений и астрономам для получения чётких изображений с телескопов.
Что касается совместимости «обычного» и «нового» интернета, все просто: из пространства интернет2 (IPv6) можно напрямую выйти в интернет (IPv 4), но не наоборот. Чтобы из привычной паутины попасть в новую, надо использовать шлюз. Например, Hurricane Electric's IPv6 Tunnel Broker... Для этого достаточно зарегистрироваться, включить поддержку IPv6-стека и настроить туннелирование трафика. В этом случае пропускная способность канала останется прежней.
2.2 Основные препятствия
Несмотря на широкие возможности интернета нового поколения, на пути его развития существует немало препятствий. Самым главным из них является нежелание корпоративных пользователей подключаться к новой сети. На сегодняшний момент большинству из из них хватает и существующих мощностей. Кроме того, переход на «интернет-2» связан с немалыми затратами, т.к. для поддержки нового протокола IPv6 придется менять сетевое оборудование. А это связано как с прямыми затратами (покупка оборудования, обучение персонала и т.п.), так и с косвенными (неизбежное уменьшение производительности сотрудников на время настройки сети, риск возможных осложнений и т.п.). Вместе с тем, домашним пользователям «интернет-2» вообще пока остается недоступным.
4.4 Приложения для Internet-2
Уже сегодня созданы приложения которые могут эффективно работать с новой Сетью. Некоторые из них используются американскими университетами в процессе обучения.
The Informedia Digital Video Library. Цифровая информационная видеобиблиотека.
The Virtual Cell. Эмуляция среды в реальном времени, в которой студенты могут изучать структуру и функции клетки.
BIBS. Интерактивная система дистанционного обучения. Позволяет дистанционно проводить лекции и семинары с большим количеством пользователей одновременно.
Так же существуют виртуальные среды для реализации различных задач в научных целях, такие как: MICE, Cave5D, ResearchChannel, Mass Spectrometry и др.
4.5 Развитие Internet-2
Проект Internet-2 очень перспективен и дает множество новых возможностей, которые не может дать обычный Internet. Виртуальная лабораторная работа на другом континенте станет обычным делом. Развитие науки в «дистанционном» режиме должно выйти на новые уровни. Пока Россия отстает по системам коммуникаций от тех же США на 7-10 лет, но рано или поздно волна новшеств докатится и до нас. Уже сейчас есть реальные предложения Владивостоку со стороны Калифорнийского университета в создании спутникового канала на средства гранта НАТО. Это даст возможность связать образовательную сеть Приморья с Калифорнийским университетом. А так как данный университет входит в сеть Internet-2, то это реальный шанс в будущем присоединится к сверхбыстрой сети. В данное время Internet-2 является закрытой, для обычных пользователей, сетью. Но в будущем возможны изменения, как это было и с сетью ARPANET.
Разработчики софта пытаются работать на перспективу, внедряя в приложения и операционные системы поддержку новой версии протокола – IPv6. Перед стартом Windows Vista западные издания облетело заявление Пола Мокапетриса (Paul Mockapetris), одного из создателей системы DNS. Он утверждал, что массовое внедрение Vista увеличит количество запросов к DNS-серверам в 2 раза, поскольку компьютер под управлением этой операционной системы поддерживает как четвертую, так и шестую версии протокола IP. Нынешний сотрудник компании Nominum пугал пользователей "грязной эрой для Интернета, где все начнет тормозить и вязнуть".
Наконец, новость о поддержке IPv6 шестью корневыми серверами DNS вызвала некоторое беспокойство. Представителю ICANN в России и СНГ Вени Марковски пришлось давать разъяснения: "все сервера по-прежнему поддерживают и старую версию протокола, пользователям и сисадминам беспокоиться не о чем". Между тем,некоторые интернет-издания всерьез задавались вопросом о необходимости замены клиентского ПО.
Опытная эксплуатация IPv6 в России началась больше 10 лет назад: с тех пор разговоры о техническом будущем Сети не утихают. При этом проблема занимает, в основном, ученых и журналистов, и далекое будущее
точками. Такой 32-битный адрес обеспечивал больше 4 млрд комбинаций – впечатляющий арсенал, который в последние годы стремительно заканчивается.
С 1992 года разрабатывается шестая версия протокола – IPv6, известная также как IPng (Internet Protocol Next Generation). 128-битный формат должен решить проблему с нехваткой IP-адресов (границы отодвига-
ются практически до бесконечности), а также поднять маршрутизацию на качественно новый уровень. Более-менее очевидным преимуществом новой версии протокола для обычного пользователя является неограниченное адресное пространство, специалисты же делают акцент на качественных отличиях IPv6.
IPng обладает улучшенным форматом заголовка пакета данных, поддерживает шифрование и ограничение доступа, автоконфигурацию. Плюсом является и сервис, обеспечивающий качество передачи данных: он имеет особое значение для организации телевизионного вещания, видеоконференций, телефонии через Интернет.
Андрей Мендкович, председатель российской сети FREEnet, где реализована поддержка IPv6, считает аргумент со стремительно заканчивающимся адресным пространством не главным, а наиболее часто упоминаемым в публикациях, ориентированных на массовую публику. "В то же время действительно существует ряд сценариев дальнейшего развития сети, при которых расширение адресного пространства становится весьма актуальным. Это и подключение к Интернету бытовых устройств, и распространение технологии peer-to-peer, и конвергенция различных инфокоммуникационных технологий на базе протокола IP, и многое-многое другое", - добавил он в интервью "Независимой газете".
Лариса Юркина, руководитель отдела IP-REG компании RU CENTER, подчеркнула, что проблема с исчерпанием адресного пространства в Интернете ненадуманная. По прогнозам, адреса IPv4 в ближайшее время могут закончится. На конференции RIPE в Амстердаме в октябре 2007 года форум рекомендовал провайдерам заняться модернизацией оборудования и инфраструктуры, необходимой для внедрения IPv6, и призывал правительства оказать поддержку в таком "обновлении Интернета". "Технических преимуществ IPv6, по сравнению с IPv4, не имеет.
Есть количественные преимущества: число пользователей у провайдера, имеющего минимально маршрутизируемый блок IPv6, может быть бесконечно большим. Проблема в том, что блоков таких не много, гораздо меньше, чем количество желающих иметь их (и тем самым проводить самостоятельную маршрутную политику). Не говоря уже о том, что проблема провайдеро-независимых адресов никак не будет решаться. Другими словами, переход на IPv6 - это вынужденный шаг", - считает Лариса Юркина.
Россия в деле внедрения IPv6, увы, не впереди планеты всей. Пока поддержку шестой версии внедрили научные сети – некоммерческая FREEnet, Российская Опорная Сеть Rbnet (Russian Backbone Network), федеральная университетская сеть РоссииRUNnet. На карте Российского IPv6 - форума совсем немного точек: кроме Москвы и Санкт-Петербурга, IPv6-сервисы доступны в некоторых регионах (Казань, Ярославль, Курган, Рязань), в основном, в рамках тех же научно-образовательных проектов.