Жергілікті компьютер желісінің тарихы мен дамуы

Кіріспе

Шектелген аумақта құрылғыларды байланыстыратын компьютерлік желі.

Жергілікті желі (LAN) – тұрғын үй, мектеп, зертхана, университет кампусы немесе кеңсе ғимараты сияқты шектеулі аумақта компьютерлерді бір-бірімен байланыстыратын компьютерлік желі. Ал кең аумақтық желі (WAN) үлкен географиялық қашықтықты ғана емес, көбінесе жалға алынған телекоммуникациялық арналарды да қамтиды. Жергілікті желілерде ең көп қолданылатын екі технология – Ethernet және Wi-Fi. Тарихи желі технологияларына ARCNET, Token Ring және AppleTalk кіреді.

Тарих

1960-шы жылдардың соңында университеттер мен ғылыми-зерттеу зертханаларында компьютерлерге деген сұраныс пен қолданудың артуы компьютер жүйелері арасындағы жоғары жылдамдықты өзара байланысты қамтамасыз ету қажеттілігін тудырды. 1970 жылы Лоренс радиациялық зертханасының "Октопус" желісінің өсуін егжей-тегжейлі баяндаған есебі жағдайды жақсы көрсетті. 1970-ші жылдары бірқатар тәжірибелік және алғашқы коммерциялық LAN технологиялары жасалды. Этернет 1973 және 1974 жылдар аралығында Xerox PARC-те жасалды. Кембридж сақинасы Кембридж университетінде 1974 жылдан бастап жасалды. ARCNET 1976 жылы Datapoint Corporation әзірледі және 1977 жылы жарияланды. Оның алғашқы коммерциялық орнатылуы 1977 жылдың желтоқсан айында Нью-Йорктегі Chase Manhattan банкінде болды. 1979 жылы Еуропалық Парламент үшін электрондық дауыс беру жүйелері жүздеген (420) микропроцессормен басқарылатын дауыс беру терминалдарын бірнеше тамшылы шинамен (технология) шеберлік/құлдық (төрелік) арқылы дауыс беру/таңдау орталық бірлігіне жалғайтын LAN-ның алғашқы орнатылуы болды. 1970-ші жылдардың соңында CP/M операциялық жүйесін қолданатын дербес компьютерлердің дамуы мен таралуы, ал кейін 1981 жылдан бастап DOS негізделген жүйелер көптеген сайттардың ондаған немесе тіпті жүздеген компьютерлерге дейін өскенін білдірді. Желіге қосылудың алғашқы қозғаушы күші сол кездегі қымбат болатын сақтау құрылғылары мен принтерлерді ортақтастыру болды. Бұл идеяға үлкен қызығушылық туды, және бірнеше жыл бойы, шамамен 1983 жылдан бастап, компьютер индустриясының сарапшылары әдетте келе жатқан жылды "LAN жылы" деп жариялады. Іс жүзінде, бұл тұжырымдама физикалық қабаттың үйлеспеушілігі мен желілік протоколдардың әртүрлі нұсқалары, сондай-ақ ресурстарды бөлісудің көптеген әдістерімен қиындыққа тап болды. Әдетте, әрбір жеткізушінің желілік картасының, кабельдік желісінің, протоколының және желілік операциялық жүйесінің өз түрі болады. Бұл мәселенің шешімі Novell NetWare компаниясының пайда болуымен келді, ол ондаған бәсекелес карталар мен кабель түрлерін қолдады және бәсекелестерінің көпшілігіне қарағанда әлдеқайда күрделі операциялық жүйе ұсынды. NetWare-ге бәсекелес компаниялардың ішінде тек Banyan Vines ғана салыстырмалы техникалық күш-қуатқа ие болды, бірақ Banyan ешқашан берік негізге ие болмады. 3Com 3+Share-ді және Microsoft MS Net-ті шығарды. Бұл Microsoft пен 3Com арасындағы ынтымақтастыққа негіз болды, нәтижесінде LAN Manager және оның туысы IBM-нің LAN Server қарапайым желілік операциялық жүйесі құрылды. Бұлардың ешқайсысы ұзақ уақытқа созылған табысқа қол жеткізе алмады; Netware 1983 жылы енгізілгеннен бастап Microsoft Windows NT енгізгенге дейін 1990-шы жылдардың ортасына дейін дербес компьютерлік LAN бизнесіне үстемдік етті. 1983 жылы TCP/IP тұңғыш рет Рестон қаласында орналасқан қорғаныс байланыс агенттігінің LAN сынақ алаңында қорғаныс департаментінің нақты қосымшаларын қолдауға қабілетті екені көрсетілді. TCP/IP негізделген LAN Telnet, FTP және Қорғаныс департаментінің телеконференциялық қосымшасын сәтті қолдады. Бұл бүкіл АҚШ-тағы командалық орталықтардағы Дүниежүзілік әскери командалық және бақылау жүйесінің (WWMCCS) компьютерлерін өзара байланыстыру үшін TCP/IP LAN-ды қолданудың мүмкіндігін көрсетті. Алайда, WWMCCS-тің орнын Global Command and Control System (GCCS) алды. Осы кезеңде Unix жұмыс станциялары TCP/IP желісін пайдаланды. Жұмыс станциялары нарығының сегменті қазір едәуір қысқарғанмен, бұл аймақта әзірленген технологиялар Интернетке және желілердің барлық түрлеріне әсер етуді жалғастыруда, ал TCP/IP протоколы IPX, AppleTalk, NBF және ертедегі PC LAN-дерде қолданылатын басқа да протоколдарды алмастырды. Econet - Acorn Computers компаниясының арзан бағадағы жергілікті желісі, оны мектептер мен шағын бизнес пайдалану үшін ойластырылған. Ол 1981 жылы Acorn Atom және Acorn System 2/3/4 компьютерлері үшін алғаш рет жасалды. 1980 жылдары LAN үшін бірнеше токендік сақина желісі іске асырылды. IBM 1985 жылы token ring бағдарламасын шығарды. IBM олардың токендік сақина жүйелері Ethernet-тен жоғары, әсіресе жүктеме астында, бірақ бұл талаптар талқыланды. IBM-нің токендік сақинаны іске асыруы IEEE 802.5 стандартының негізі болды. Токен-рингтің 16 Мбит/с нұсқасын 802.5 жұмыс тобы 1989 жылы стандарттады. IBM Token Ring-тің нарығында басымдыққа ие болды, мысалы, 1990 жылы IBM жабдықтары Token Ring желілері үшін ең көп пайдаланылды. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) LAN стандарты 1990-шы жылдардың басында және ортасында кампустың сүйек желісі технологиясы ретінде қарастырылды, өйткені қолданыстағы Ethernet желілері тек 10 Мбит/с деректерді беру жылдамдығын ұсынды, ал Token Ring желілері тек 4 Мбит/с немесе 16 Мбит/с жылдамдықтарын ұсынды. Осылайша, ол сол дәуірде салыстырмалы түрде жоғары жылдамдықпен, мысалы, 100 Мбит/с жылдамдықпен ерекшеленді. 1994 жылға қарай, жеткізушілерге Cisco Systems, National Semiconductor, Network Peripherals, SysKonnect (Marvell Technology Group компаниясымен сатып алынған) және 3Com кірді. FDDI орнатылымдарының көп бөлігі Ethernet орнатылымдарымен алмастырылды.

The increasing demand and usage of computers in universities and research labs in the late 1960s generated the need to provide high speed interconnections between computer systems. A 1970 report from the Lawrence Radiation Laboratory detailing the growth of their "Octopus" network gave a good indication of the situation. A number of experimental and early commercial LAN technologies were developed in the 1970s. Ethernet was developed at Xerox PARC between 1973 and 1974. Cambridge Ring was developed at Cambridge University starting in 1974. ARCNET was developed by Datapoint Corporation in 1976 and announced in 1977. It had the first commercial installation in December 1977 at Chase Manhattan Bank in New York. In 1979, the Electronic voting systems for the European Parliament was the first installation of a LAN connecting hundreds (420) of microprocessor controlled voting terminals to a polling/selecting central unit with a multidrop bus with Master/slave (technology) arbitration. The development and proliferation of personal computers using the CP/M operating system in the late 1970s, and later DOS based systems starting in 1981, meant that many sites grew to dozens or even hundreds of computers. The initial driving force for networking was to share storage and printers, both of which were expensive at the time. There was much enthusiasm for the concept, and for several years, from about 1983 onward, computer industry pundits habitually declared the coming year to be, "The year of the LAN". In practice, the concept was marred by the proliferation of incompatible physical layer and network protocol implementations, and a plethora of methods of sharing resources. Typically, each vendor would have its own type of network card, cabling, protocol, and network operating system. A solution appeared with the advent of Novell NetWare which provided even handed support for dozens of competing card and cable types, and a much more sophisticated operating system than most of its competitors. Of the competitors to NetWare, only Banyan Vines had comparable technical strengths, but Banyan never gained a secure base. 3Com produced 3+Share and Microsoft produced MS Net. These then formed the basis for collaboration between Microsoft and 3Com to create a simple network operating system LAN Manager and its cousin, IBM's LAN Server. None of these enjoyed any lasting success; Netware dominated the personal computer LAN business from early after its introduction in 1983 until the mid 1990s when Microsoft introduced Windows NT. In 1983, TCP/IP was first shown capable of supporting actual defense department applications on a Defense Communication Agency LAN testbed located at Reston, Virginia. The TCP/IP based LAN successfully supported Telnet, FTP, and a Defense Department teleconferencing application. This demonstrated the feasibility of employing TCP/IP LANs to interconnect Worldwide Military Command and Control System (WWMCCS) computers at command centers throughout the United States. However, WWMCCS was superseded by the Global Command and Control System (GCCS) before that could happen. During the same period, Unix workstations were using TCP/IP networking. Although the workstation market segment is now much reduced, the technologies developed in the area continue to be influential on the Internet and in all forms of networking—and the TCP/IP protocol has replaced IPX, AppleTalk, NBF, and other protocols used by the early PC LANs. Econet was Acorn Computers's low cost local area network system, intended for use by schools and small businesses. It was first developed for the Acorn Atom and Acorn System 2/3/4 computers in 1981. In the 1980s, several token ring network implementations for LANs were developed. IBM released their own implementation of token ring in 1985, It ran at 4. IBM claimed that their token ring systems were superior to Ethernet, especially under load, but these claims were debated. IBM's implementation of token ring was the basis of the IEEE 802.5 standard. A 16 Mbit/s version of Token Ring was standardized by the 802.5 working group in 1989. IBM had market dominance over Token Ring, for example, in 1990, IBM equipment was the most widely used for Token Ring networks. Fiber Distributed Data Interface (FDDI), a LAN standard, was considered an attractive campus backbone network technology in the early to mid 1990s since existing Ethernet networks only offered 10 Mbit/s data rates and Token Ring networks only offered 4 Mbit/s or 16 Mbit/s rates. Thus it was a relatively high speed choice of that era, with speeds such as 100 Mbit/s. By 1994, vendors included Cisco Systems, National Semiconductor, Network Peripherals, SysKonnect (acquired by Marvell Technology Group), and 3Com. FDDI installations have largely been replaced by Ethernet deployments.

Сымсыз желілер

Сымсыз LAN желісінде пайдаланушылар тарап аумағында еркін қозғала алады. Сымсыз желілер орнатудың қарапайымдылығының арқасында үйлерде және шағын бизнестерде кеңінен таралды. Көптеген сымсыз LAN желілері Wi-Fi қолданады, себебі сымсыз адаптерлер әдетте смартфондарға, планшеттерге және ноутбуктерге енгізілген. Қонақтарға көбінесе hotspot қызметі арқылы интернетке қол жеткізу ұсынылады.

Техникалық аспектілер

Желі топологиясы құрылғылар мен желі сегменттері арасындағы өзара байланыстардың орналасуын сипаттайды. Деректер байланысы және физикалық қабаттарда сақина, шина, тор және жұлдыз сияқты әртүрлі LAN топологиялары қолданылған. Қарапайым LAN-дар әдетте кабельдерден және бір немесе бірнеше коммутаторлардан тұрады. Коммутаторды маршрутизаторға, кабельдік модемге немесе ADSL модемге қосып, интернетке қол жеткізуге болады. LAN-ға өрт қабырғалары, жүктемені теңестірушілер және желілік шабуылды анықтау жүйесі сияқты көптеген басқа желілік құрылғыларды қосуға болады. Күрделі LAN-дар артық байланыстарды пайдаланумен, циклдарды болдырмау үшін spanning tree протоколын қолданатын коммутаторлармен, қызмет сапасы (QoS) арқылы әртүрлі трафикті басқару мүмкіндігімен және VLAN-дармен трафикті бөлу мүмкіндігімен сипатталады. Жоғары желілік қабаттарда NetBIOS, IPX/SPX, AppleTalk және басқалар сияқты протоколдар бұрын кең таралған, бірақ Интернет протоколы жиынтығы (TCP/IP) басым стандарт ретінде қалыптасты. LAN-дар жалға алынған желілер, жалға алынған қызметтер немесе виртуалды жеке желілер технологияларын пайдалана отырып, басқа LAN-дармен байланыс орната алады. Қосылыстардың орнатылу және қорғалу жолына, сондай-ақ арақашықтығына байланысты, мұндай байланысты LAN-дар метрополитендік желі (MAN) немесе жақын аралық желі (WAN) ретінде жіктелуі мүмкін.