ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.12.2020
Просмотров: 1683
Скачиваний: 1
312
технический
потенциал
,
готовясь
к
неизбежной
,
как
тогда
казалось
,
третьей
мировой
войне
.
Сначала
в
гонке
вооружений
лидировали
США
,
они
первыми
создали
ядерное
оружие
и
развернули
вокруг
СССР
сеть
военных
баз
,
откуда
американские
бомбардировщики
могли
за
считанные
часы
доставить
атомные
бомбы
до
любого
советского
города
.
Сама
же
территория
США
,
отделенная
океанами
от
остального
мира
,
ка
-
залась
недосягаемой
для
вторжения
.
Поэтому
,
когда
вечером
в
пят
-
ницу
4
октября
1957
года
американцы
узнали
о
запуске
первого
со
-
ветского
спутника
,
они
были
потрясены
.
Ракета
,
доставившая
в
кос
-
мос
мирный
спутник
,
могла
с
таким
же
успехом
сбросить
на
Нью
-
Йорк
или
Вашингтон
все
испепеляющую
водородную
бомбу
.
Бла
-
гополучие
нации
в
одночасье
оказалось
под
угрозой
.
В
США
все
пришло
в
движение
.
Понимая
,
что
в
гонке
вооруже
-
ний
выиграет
та
сторона
,
у
которой
лучше
поставлены
образова
-
ние
и
наука
,
правительство
коренным
образом
перестроило
свою
политику
в
этой
области
.
Уже
в
феврале
1958
года
были
созданы
два
мощных
ведомства
,
сыгравших
ключевую
роль
в
истории
«
хо
-
лодной
войны
».
Первое
занимаось
непосредственно
космосом
и
называлось
Национальным
управлением
по
аэронавтике
и
иссле
-
дованию
космического
пространства
(National Aeronautics and Space
Administration – NASA),
перед
вторым
была
поставлена
более
об
-
щая
задача
обеспечить
стратегическое
превосходство
США
в
сфе
-
ре
высоких
технологий
.
Оно
работало
при
министерестве
обороны
(Department of Defence –DoD)
и
называлось
Управлением
перспек
-
тивных
исследований
(Advanced Research Projects Agency – ARPA).
Управление
подключило
к
военным
программам
крупнейшие
уни
-
верситеты
и
исследовательские
центры
,
тратя
на
них
громадные
деньги
.
Шестидесятые
годы
–
это
время
,
когда
в
США
,
подкармли
-
ваемые
военным
бюджетом
,
расцветали
кибернетика
,
информати
-
ка
,
прикладная
математика
и
другие
точные
науки
,
а
профессора
внушали
студентам
: «
Ради
вашего
собственного
благополучия
,
ради
благополучия
нации
,
делайте
домашние
задания
!..».
В
самый
разгар
«
холодной
войны
»,
в
дни
кубинского
кризиса
октября
1962
года
,
в
ARPA
была
организована
дирекция
компью
-
313
терных
программ
и
ее
первым
руководите
-
лем
был
назначен
Дж
.
Ликлайдер
( Licklider,
Joseph Carl Robnett; 1915-1990)
из
Массачус
-
сетского
технологического
института
(MIT),
незадолго
до
этого
написавший
серию
заме
-
ток
о
«
Галактической
сети
»,
связывающей
множество
компьютеров
в
глобальных
мас
-
штабах
и
дающей
свободный
доступ
пользо
-
вателям
к
программам
и
данным
(
примерно
то
,
что
мы
видим
сегодня
в
интернете
).
Хотя
его
деятельность
на
высоком
посту
была
не
-
долгой
,
идея
Сети
уже
захватила
умы
руко
-
водства
ARPA.
Преемники
Ликлайдера
Иван
Сазерленд
(Ivan Sutherland),
которого
счита
-
ют
родоначальником
компьютерной
графика
,
и
Боб
Тейлор
(Bob
Taylor)
стали
прорабатывать
вопросы
реализации
этого
фанасти
-
ческого
проекта
.
Эксперименты
,
проведенные
в
1964 - 1966
годах
по
заказу
ARPA
в
MIT
под
руководством
Лоуренса
Робертса
(Roberts,
Lawrence)
продемонстрировали
принципиальную
возможность
свя
-
зи
нескольких
ЭВМ
,
но
в
то
же
время
показали
,
что
для
крупномас
-
штабной
и
надежной
вычислительной
сети
принцип
коммутации
каналов
неприемлем
.
Нужна
была
принципиально
новая
схема
пе
-
редачи
данных
,
и
эта
схема
нашлась
.
Она
называется
коммутацией
сообщений
(message switching).
Принцип
коммутации
сообщений
и
пакетов
Принцип
коммутации
сообщений
был
разработан
почти
одновременно
и
совершенно
независимо
друг
от
друга
в
трех
местах
.
Основополагающие
теоретические
исследова
-
ния
в
этом
направлении
принадлежат
Леонарду
Клейнроку
(Kleinrock, Leonard;
р
. 1934),
который
,
будучи
аспирантом
MIT,
пред
-
ложил
базовые
принципы
пакетной
технологии
,
опубликовал
в
1961
году
пионерскую
статью
,
а
в
1964
году
–
первую
монографию
по
коммутации
пакетов
.
В
1963
году
,
получив
ученую
степень
,
Клейн
-
рок
стал
работать
в
Калифорнийском
университете
в
Лос
-
Андже
-
лесе
(University of California Los Angeles – UCLA),
где
организовал
Джозеф
Ликлайдер
314
исследовательский
сетевой
центр
.
Параллельно
похожие
принципы
развивались
в
знаменитой
не
-
коммерческой
фирме
RAND Corporation (
расшифровывается
как
Research ANd Development –
Исследования
и
разработки
).
Эта
не
-
большая
по
численности
исследовательская
организация
,
располо
-
женная
в
живописном
месте
на
берегу
Тихого
океана
,
прослави
-
лась
выдающимися
достижениями
в
области
анализа
сложных
си
-
стем
,
прикладной
математики
,
исследования
операций
.
В
частно
-
сти
,
по
заказу
министерства
обороны
там
создавался
проект
систе
-
мы
связи
для
управления
вооруженными
силами
и
страной
в
слу
-
чае
ядерной
войны
.
В
1964
году
под
руководством
Пола
Бэрэна
(Baran, Paul)
вышел
отчет
,
в
котором
предлагалась
самоорганизую
-
щаяся
компьютерная
сеть
,
сохраняюшая
работоспособность
даже
при
уничтожении
некоторых
узлом
коммутации
и
линий
связи
.
Третья
группа
исследователей
трудилась
за
океаном
,
в
Вели
-
кобритании
,
где
в
Национальной
физической
лаборатории
(National
Physical Laboratory – NPL)
под
руководством
Дональда
Дэвиса
(Davies, Donald)
была
создана
экспериментальная
компьютерная
сеть
с
коммутацией
сообщений
.
В
системе
с
коммутацией
сообщений
узлы
сети
,
в
отличие
от
коммутации
каналов
,
не
занимаются
простым
переключением
ли
-
ний
.
Каждый
узел
представляет
собой
настоящий
компьютер
с
про
-
цессором
и
памятью
.
В
первых
сетях
эти
коммуникационные
ком
-
пьютеры
обозначались
как
IMP –– Interface Message Processor,
а
позже
стали
называть
ся
маршрутизаторами
(router).
Когда
от
або
-
нента
приходит
сообщение
,
маршрутизатор
запоминает
его
в
своей
памяти
,
определяет
,
какому
из
соседних
узлов
нужно
отправить
со
-
общение
дальше
,
и
,
как
только
нужный
канал
освободится
,
переда
-
ет
его
следующему
маршрутизатору
.
Если
от
соседнего
узла
прихо
-
дит
подтверждение
о
благополучном
прибытии
сообщения
,
то
оно
стирается
из
памяти
,
а
если
произошла
ошибка
,
то
передача
сооб
-
щения
повторяется
до
тех
пор
,
пока
не
придет
положительная
кви
-
танция
.
Так
,
передаваясь
по
эстафете
от
маршрутизатора
к
марш
-
рутизатору
,
сообщение
за
несколько
прыжков
(hops)
дойдет
до
ад
-
ресата
.
315
Как
видим
,
принцип
коммутации
сообщений
имеет
следующие
отличительные
особенности
:
•
соединительный
канал
занимается
конкретным
сообщением
только
на
время
передачи
и
сразу
же
освобождается
.
Тем
самым
обеспечивается
высокий
коэффициент
использования
дефицитных
соединительных
каналов
;
•
передача
сообщения
между
соседними
узлами
происходит
по
процедуре
с
переспросом
.
Более
того
,
если
соседний
узел
или
соединительный
канал
вообще
окажутся
неработоспособными
,
маршрутизатор
отправит
сообщение
по
обходному
пути
.
Тем
самым
,
даже
при
ненадежных
каналах
связи
и
разрушении
отдельных
узлов
,
обеспечивается
высокий
уровень
надежности
всей
сети
.
Таим
образом
,
схема
коммутации
сообщений
оказывается
из
-
бавленной
от
главных
пороков
схемы
с
коммутацией
каналов
,
од
-
нако
это
достигается
не
даром
,
а
ценой
других
проблем
.
Во
-
первых
,
маршрутизаторы
–
это
не
простые
соединители
,
по
-
добные
телефонным
реле
на
АТС
,
а
полнофункциональные
компь
-
ютеры
.
Поэтому
на
практике
коммутация
сообщений
не
могла
реа
-
Абонент
1
Абонент
3
Абонент
2
Абонент
4
D
A
B
C
Принцип
коммутации
сообщений
316
лизоваться
раньше
,
чем
появились
относительно
дешевые
мини
-
ЭВМ
,
то
есть
в
середине
60-
х
годов
(
как
мы
знаем
,
первая
массо
-
вая
мини
-
машина
PDP-8 ,
была
выпущена
в
1965
году
).
Во
-
вторых
,
повторные
прием
и
передача
приводят
к
задерж
-
кам
,
которые
могут
достигать
значительных
величин
,
если
путь
со
-
общения
проходит
через
длинную
цепочку
узлов
.
Этот
недостаток
является
принципиальным
,
от
него
невозможно
избавиться
совсем
,
можно
только
постараться
уменьшить
задержку
,
повышая
быстро
-
действие
каналов
связи
и
самих
маршрутизаторов
.
В
чистом
виде
коммутация
сообщений
затруднительна
еще
по
одной
причине
.
Если
необходимо
передавать
длинные
сообщения
,
порядка
нескольких
мегабайт
,
то
на
каждом
узле
приходится
хра
-
нить
и
повторно
передавать
такие
массивы
данных
.
Это
долго
и
дорого
,
работа
сети
блокируется
длинными
сообщениями
.
Для
борь
-
бы
с
этой
проблемой
была
предложена
идея
пакетной
коммутации
.
Пакет
(packet)
–
это
сообщение
ограниченной
длины
,
обычно
до
1500
байт
.
Длинные
сообщения
у
источника
разбиваются
на
паке
-
ты
,
которые
независимо
друг
от
друга
проходят
через
сеть
,
и
у
по
-
лучателя
опять
собираются
в
целостные
сообщения
.
Сети
,
органи
-
зованные
по
такому
принципу
называются
сетями
пакетной
ком
-
мутации
(packet switching).
Между
прочим
,
разбиение
сообщения
на
пакеты
позволяет
уменьшить
время
задержки
за
счет
так
называемого
водопроводно
-
го
эффекта
.
На
рисунке
схематически
изображена
передача
сооб
-
щений
от
абонента
А
до
абонента
D
через
цепочку
узлов
B
и
C.
Если
сообщение
передается
целиком
(
левая
диаграмма
),
то
транс
-
ляция
его
на
следующем
узле
может
начаться
только
после
оконча
-
ния
приема
последнего
байта
(
ведь
нужно
проверить
корректность
приема
и
послать
квитанцию
отправителю
).
В
результате
первый
символ
сообщения
достигнет
получателя
в
момент
времени
t
1
.
Если
же
сообщение
передается
отдельными
пакетами
(
в
нашем
примере
их
четыре
),
то
первый
паке
при
тех
же
скоростях
передачи
и
обра
-
ботки
данных
дойдет
до
конечного
пункта
через
время
t
2
.
Таким
образом
,
теоретически
метод
пакетной
коммутации
сулил
большие
преимущества
по
сравнению
с
коммутацией
каналов
.
Оста
-