Основные этапы становления глобальной сети Интернет и их характеристика, перспективы развития глобальных сетей

Введение

Актуальность. В современном обществе, почти каждый человек является активным пользователем сети Интернет. Порой мы уже не можем себе представить жизнь без интернета, ведь ежедневно мы посвящаем ему массу времени развиваясь, общаясь и просто проводя свой досуг. Однако далеко не каждый из нас знает историю происхождения интернета, как он развивался и как в итоге стал настолько популярен в обществе. Конечно, мы понимаем, что интернет это уже точно и прочно влившееся в нашу жизнь явление, которое навряд ли исчезнет в будущем, и именно поэтому хочется знать, а каким же интернет был раньше, что с ним происходит сейчас и каким предположительно он станет после. Появление интернета нельзя ознаменовать точной датой, поскольку та "всемирная паутина", которую мы привыкли видеть сейчас, формировалась долгое время и претерпевала множество перестроек и изменений.
Влияние информационно-компьютерных технологий начинает приобретать столь всеохватывающий характер, что, по мнению исследователей, от них зависит технологический, социальный прогресс государства, место в мировой экономике и экономическая конкурентоспособность страны, эффективная реализация роли в международном распределении труда, развитие демократических институтов. Все это сопровождается становлением нового мировоззрения, новой мировой культуры.
Основным главным источником в работе выступила статья Е.Ю. Кравченко "Развитие глобальной сети Интернет и его использование в малом предпринимательстве" [1].
В статье рассматривается развитие глобальной сети Интернет, обозначается стадия развития интернета на данный момент времени. Раскрываются проблемы пользователей сети Интернет и положительные аспекты.
Целью данной работы является обобщение основных этапов становления глобальной сети Интернет и их характеристика, выявление дальнейших перспектив развития глобальных сетей.
Основными направлениями в работе являются информационные технологии, компьютерные сети, технологии Блокчейн и интернет вещей.
Для достижения поставленной цели предлагается решить следующие задачи:
провести теоретический обзор истории и этапов становления глобальной сети Интернет;
выявить существующие и дальнейшие перспективы глобавльной сети Интернет.
Основные методы исследования: описание, анализ, обобщение, системный подход, синтез.
Предметом исследования являются основные аспекты, факты, этапы развития и становления глобальной сети Интернет.
Объектом исследования является глобальная сеть Интернет.
Ограничения и допущения:
Интернет - глобальная компьютерная сеть;
Интернет построен на базе стека протоколов;
Интернет вещей и технология Blockchain -технологии будущего развития глобальной сети Интернет.


1. История и этапы становления глобальной сети Интернет

История развития глобальной сети интернет, происходившая и продолжающая свое развитие, дает право считать интернет если не уже состоявшимся социальным институтом, то по крайней мере находящимся в стадии завершения его образования [2].
Появление Интернета дало толчок развитию новых информационных технологий, ведущих не только к изменению сознания людей, но и мира в целом. Его развитие и внедрение в общество во многом напоминает развитие его предшественников: телеграфа, телефона и радио.
Интернет — всемирная система объединенных компьютерных сетей для хранения и передачи информации. Построена на базе стека протоколов TCP / IP. На основе интернета работает Всемирная паутина (WWW) и множество других систем передачи данных [3]. Ключевые уровни развития сети интернет представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Ключевые уровни развития сети Интернет

Историю Интернет начинают с даты – 1962 год, в котором Американское агентство исследовательских проектов Министерства обороны США открыло проект, который позднее получил название ARPANET и значительно позднее — имя Интернет. В 1957 году, после запуска СССР первого искусственного спутника земли, правительство США решило, что в случае войны неплохо бы иметь надежную систему передачи данных. Разработка такой системы была поручена нескольким крупным университетам Америки. Компьютерную сеть в проекте назвали ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network) и уже в 1969 году сеть связала четыре университета: Калифорнийский, Стэндфордский, а так же Университеты Калифорнии и Санта-Барбары. Все работы получали финансирование из средств Министерства обороны США. Позже сеть ARPANET была задействована учёными из разных областей науки – сеть росла [6].
В 1964 году практически одновременно в MIT, RAND Corporation и GBNPL были развернуты работы по надежной передаче информации [4].
В 1967 году модем, изобретенный в начале шестидесятых, был существенно усовершенствован Джоном Ван Гином. Ученый предложил приемник, который мог надежно распознавать биты информации на фоне шумовых помех, создаваемых междугородними телефонными линиями.
Параллельно в то же время английский автор идеи пакетной коммутации Дональд Дейвис занимался теоретическими разработками в британской национальной физической лаборатории. В 1967 году Ларри Робертс собрал научную конференцию, на которой ученый Уэсли Кларк впервые предложил термин «IMP», обозначающий устройства для управления трафиком в сети, которые впоследствии эволюционировали в современные маршрутизаторы.
В 1968 году началась работа по созданию IMP. В 1969 году BBN успешно выполнила условия исторического контракта, в результате которого заработала сеть ARPANET, охватившая все Западное побережье США.
В 1970 - м продолжается рост сети — каждый месяц добавляется новый узел. В 1971 году BBN разработала новую платформу. Так называемые TIP - устройства обеспечили возможность входить на удаленные хосты. В 1975 году Министерство энергетики США создает собственный научный центр по развитию сетевых технологий.
После первой успешной передачи данных в сети ARPANET следующим значимым этапом стала разработка в 1971 году первой программы для отправки электронной почты по сети. Данная программа мгновенно обрела популярность.
К 1973 году в состав сети были включены первые зарубежные организации из Великобритании и Норвегии через трансатлантический телефонный кабель. С этого момента сеть стала считаться международной.
В 1976 году появился суперкомпьютер CRAY 1, вычислительная мощность которого привлекла исследователей из разных частей США. В 1977 году был анонсирован компьютер Apple II, и появляются настольные компьютеры с потенциальной возможностью коммуникаций при помощи модемного подключения. В 1979 году появилась служба USENET, которая стала одним из первых примеров клиент - серверной организации.
В 70-х годах прошлого века основным предназначением сети была пересылка электронной почты. В то же время появляются первые почтовые рассылки, различные доски объявлений и новостные группы. Однако во взаимодействии с другими сетями, построенными на других стандартах, были большие проблемы. Бурное развитие различных протоколов передачи данных, а так же их последующая стандартизация в 1982-1983 годах и переход на «общий», объединяющий протокол TCP/IP решили данную проблему. Этот переход состоялся 1 января 1983 года. Именно в этом году сеть ARPANET закрепила за собой термин «Интернет».
Следующим этапом развития была разработка системы доменных имён (англ. Domain Name System, DNS), которая состоялась в 1984 году.
Так же в этом году появляется серьёзный конкурент сети ARPANET – межуниверситетская сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network). Эта сеть была объединением множества мелких сетей, имела пропускную способность гораздо бо́льшую, чем у ARPANET, а так же высокую динамику подключения новых пользователей (около 10 тысяч машин в год)

. Гордое звание «Интернет» перешло к NSFNet.
В 1981 году IWG в DARPA публикует документ, в котором говорится о полном переходе с протокола NCP на протокол TCP / IP. Окончательный переход к технологии Интернет произошел в январе 1983 года: в этом году протокол TCP / IP принят Министерством обороны США, а сеть ARPANET была разбита на две независимые части. Одна из них сохранила название ARPANET, а вторая, большая по масштабу сеть MILNET отошла к военному ведомству.
В 1988 году Интернет становится международной сетью. В том же году в сети появляется служба BBS. В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat, благодаря чему в интернете стало возможно общение в реальном времени (чат).
В 1989 году в Европе, в стенах Европейского совета по ядерным исследованиям родилась концепция Всемирной паутины. Ее предложил британский ученый Тим Бернерс - Ли, он же в течение двух лет разработал протокол HTTP, язык HTML и идентификаторы URI. В том же году появилась технология FDDI — распределенный интерфейс передачи данных по волоконно - оптическим каналам. В 1989 году Бернерс - Ли высказал идею гипертекста, которая и послужила толчком к созданию World Wide Web [5].
В сети Интернет действует следующее правило: в любой момент времени, любой компьютер, подключенный к сети должен иметь уникальное для сети обозначение. Это обозначение называют IP - адресом. IP - адрес имеет вид: m.n.k.l, где m,n,k,l - целые числа, лежащие в пределах от 0 до 255 (байты).
IPv4 — четвертая версия интернет протокола (IP). Использует 32 - битные адреса, ограничивающие адресное пространство 4 294 967 296 (232) возможными уникальными адресами [6]. IPv6 — новая версия протокола IP, призванная решить проблемы, с которыми столкнулась предыдущая версия (IPv4). Протокол был разработан IETF. Обеспечение безопасности в протоколе IPv6 осуществляется с использованием протокола IPSec.
В 1990 году сеть ARPANET, проиграв в конкурентной борьбе NSFNet, прекращает своё существование. Так же в этом году состоялось первое подключение к сети Интернет по телефонной линии (Dialup access – «дозвон»).
1991 год ознаменовался общедоступностью Всемирной паутины в Интернете.
1993 год – появление знаменитого веб-браузера NCSA Mosaic. Быстрый рост популярности Интернета.
В 1995 году роль маршрутизации всего сетевого трафика Интернета возложили на себя сетевые провайдеры, а суперкомпьютеры NSFNet вернулись к роли исследовательской сети.
В этом же году был образован Консорциум всемирной паутины (W3C), призванный упорядочить веб-стандарты.
С 1996 году Всемирная паутина (WWW) почти полностью подменяет собой понятие интернет, и обгоняет по трафику протокол пересылки файлов FTP.
1990-е годы произошло массовое объединение большинства существовавших сетей под флагом Интернет (хотя такие сети как Фидонет так и остались обособленными). Открытость технических стандартов во много способствовало быстрому росту сети. К 1997 году в Интернете насчитывалось около 10 млн. компьютеров и более 1 млн. доменных имён. Интернет – популярнейшее средство для обмена информацией.
Архитектура современной глобальной сети интернет представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Архитектура глобальной сети Интернет

Сейчас получить доступ в интернет можно через телефон, радио-каналы, сотовую связь, спутники связи, кабельное телевидение, специальные оптико-волоконные линии и даже электропровода.
А с 22 января 2010 года прямой доступ в Интернет появился и на Международной космической станции.
Выводы по главе 1:
В результате теоретического обзора истории возникновения глобальной сети Интернет были выявлены основные этапы его становления.
Ознакомившись с историей зарождения интернета, мы пришли к выводу о том, что в настоящее время Интернет развился до такой степени, что подключиться к нему можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода. Всемирная сеть стала неотъемлемой частью жизни в развитых и развивающихся странах.
Также отметим, что сегодня интернет стал неотъемлемым компонентом жизни. Его использование снимает временны́е и пространственные ограничения общения, доступа к информации и услугам.
Всемирную паутину образуют миллионы веб-серверов сети Интернет, расположенных по всему миру. Веб-сервер является программой, запускаемой на подключённом к сети компьютере и использующей протокол HTTP для передачи данных. В простейшем виде такая программа получает по сети HTTP-запрос на определённый ресурс, находит соответствующий файл на локальном жёстком диске и отправляет его по сети запросившему компьютеру. 


2. Перспективы развития глобальных сетей

В настоящее время новые технологии развиваются с высокой скоростью, создавая всё больше инструментов для решения повседневных задач в различных областях и меняя принципы нашего взаимодействия с миром.
Одними из самых популярных и нашумевших технологий за последние четыре года являются Интернет вещей (англ. Internet of Things) и технология блокчейн (англ. Blockchain). По отдельности эти технологии нашли широкое применение во многих сферах нашего общества, а вот совместное их использование на текущий момент находится на ранних стадиях развития. Структура работы технологии Blockchain представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Структура работы технологии Blockchain (на примере электронных денег)
Сам по себе термин «Интернет вещей» (сокр. IoT) может быть определён достаточно абстрактно: как взаимосвязь между цифровыми технологиями и физическим миром посредством устройств и приборов, которые «передают» информацию из нашего мира в Интернет и взаимодействуют между собой, обрабатывая её. По прогнозам к 2020 году в нашем мире между собой будут взаимодействовать около 20 биллионов устройств [7]. Учитывая такое количество, очень большое внимание стоит уделить грамотному управлению этими устройствами, и главное – их безопасности [8]. Архитектура "Интернета вещей" представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Архитектура "Интернета вещей"

Основными проблемами Интернета вещей, которые связаны с безопасностью, являются централизованное взаимодействие устройств между собой и сетевая клиент-серверная архитектура. В основном все приборы обмениваются информацией между собой через облачные хранилища, являющиеся серверами, которые хранят и обрабатывают эту информацию. Подключение к этим хранилищам проходит через Интернет, и, принимая во внимание неисчислимое количество операций, происходящих за единицу времени и нагружающих сервер, возникает возможность его перегрузки, что делает всю систему и хранимую в ней информацию уязвимыми для различных атак. Даже использование серверов огромной мощности не исключает угрозы.
Возможным перспективным решением данной проблемы может быть децентрализация данных, которая может быть обеспечена технологией блокчейн. Блокчейн – это распределенный, неизменяемый и криптографически защищенный журнал транзакций, принадлежащий всем в сети. Название технологии определяется способом хранения информации: в блоках, которые связаны между собой и образуют цель. Все эти блоки имеют свой уникальный хеш для идентификации, имеют ограниченный размер и связаны друг с другом, указывая на предыдущий блок [9].
В общем, блокчейн является открытой распределённой базой данных для создания, хранения и передачи информации. Копии базы или её части одновременно хранятся на множестве компьютеров и синхронизируются согласно формальным правилам построения цепочки блоков