Когда-нибудь в дальней (а возможно, и в среднесрочной) перспективе функции произведения вычислений, хранения и автоматического резервирования данных окончательно примет на себя глобальное облако, однако уже и сейчас такая тенденция более чем очевидна.
Конторские будни недавнего прошлого
Путь к нынешнему положению дел занял немало времени – и начался примерно в те же годы, когда на свет появились электронно-вычислительные машины и появилась возможность организовать первые системы телеобработки данных – в середине прошлого века они представляли собой электромеханические пишущие машинки, с которых ЭВМ принимала команды отдельных пользователей и на которые выводила результаты расчетов. В те годы закладывались основы локального сетевого строительства; достаточно лишь упомянуть, что всем известный интерфейс последовательного порта RS-232C был стандартизован уже в 1969 г. После того как в начале 1970-х гг. локальные пользовательские терминалы стали представлять собой вполне функциональные компьютеры, способные к работе в автономном режиме, произошло отделение их от «материнских» ЭВМ – зародилась потребность в налаживании информационных каналов для перекрестного обмена. Владельцы терминалов нуждались в возможности соединяться при необходимости с нужными им вычислительными центрами, в идеале полностью абстрагируясь от того, какие конкретные разновидности ЭВМ и ОС там установлены. Появились все предпосылки для образования Сети сетей, однако происходило это постепенно – на уровне локальных сетевых кластеров, формировавшихся в США прежде всего вокруг ВЦ научных институтов. Так, одной из первых систем с возможностью произвольного подключения терминальных клиентов к различным ее узлам стала в начале 1970-х гг. локальная радиосеть ALOHANET университета Гавайских островов. Первой по-настоящему универсальной архитектурой вычислительных сетей с полным основанием можно считать SNA (System Network Architecture), предложенную компанией IBM в 1974 г… А в 1976 г. состоялось принятие в качестве стандарта межкомпьютерного взаимодействия семейства протоколов X.25, который определял метод передачи данных в системах с коммутацией пакетов.
Развитие же ЛВС шло по несколько иному пути. Ведь офисные ПК располагались поблизости один от другого в одном и том же здании, да еще и были однотипными. Так что наиболее популярным способом организации офисной «локалки» представлялась система с детерминированным доступом; прежде всего – работающая по принципу маркерного кольца. Технология Token Ring компании IBM и созданная позже на ее базе FDDI родом именно из того времени. К 1988 г. скорость передачи данных в локальной сети Token Ring достигала 16 Мбит/с – огромная по тем временам величина. Однако закрепиться в качестве глобального стандарта организации локальных сетей суждено было все же технологии, основанной на произвольном доступе к ресурсам ЛВС.
Как и во множестве других случаев в компьютерной истории, удачная идея родилась в недрах исследовательского центра PARC компании Xerox – у Боба Меткалфа, в 1972 г. решившего задачу совместного использования принтеров. Для передачи информации между двумя рабочими станциями Xerox Alto, одна из которых непосредственно взаимодействовала с принтером, Меткалф разработал протокол, в 1973 г. получивший название Ethernet. Использование системных часов Xerox Alto в качестве тактирующего устройства определило частоту передачи битов информации – она составила 2,94 Мбит/с. Информационной средой здесь выступал 75-Ом коаксиальный кабель длиной до 1,5 км, что позволяло строить довольно разветвленную офисную инфраструктуру.
Меткалф в 1978 г. основал компанию 3Com, которая четыре года спустя представила первый в мире серийный Ethernet-адаптер для вездесущего персонального компьютера Apple (тогда как адаптеры для шины ISA IBM-совместимых ПК появились на полтора года позже). А в 1980 г. объединение DEC–Intel-Xerox (DIX) выработало первый вариант стандарта Ethernet (IEEE 802), определивший скорость передачи данных 10 Мбит/с, а затем (при использовании кабелей с витой парой) и 100 Мбит/с.
Провода, разъемы, протоколы
Говоря сейчас «сетевой кабель», мы подразумеваем чаще всего витую пару Ethernet 5-й или 6-й категории с штекерами RJ-45 на концах. Однако на заре развития офисных ЛВС передавать высокочастотный сигнал по жильному кабелю еще не научились и использовали коаксиальный провод; сначала «толстый» (около 12 мм в диаметре, дорогой и негибкий), а затем «тонкий» (около 6 мм, отлично гнущийся, обеспечивавший скорость обмена данными до 10 Мбит/с на расстоянии до 185 м).
Именно появление «тонкого» кабеля с недорогими адаптерами для обмена данными по нему привело к распространению локальных сетей во множестве организаций по всему цивилизованному миру. «Толстый» требовал существенно более солидного оборудования (так, в 1986 г. адаптер Ethernet для мини-ЭВМ VAX стоил 3200 долл.) и связывал компьютеры на расстоянии до 1,5 км – его имело смысл использовать для налаживания межсетевых соединений.
Уже в 1985 г. в США в эксплуатацию были запущены оптоволоконные линии передачи данных, годом позже компания StrataCom начала эксплуатацию первых линий T1 1,54 Мбит/с с коммутацией пакетов, а пару лет спустя AT&T приступила к продаже каналов Fractional T1. Проблема с магистралями и подключением к ним крупных компаний практически была решена.
Средним же и мелким предприятиям приходилось в 1980-х гг. непросто – их сотрудники если и располагали компьютерами, то, как правило, никак между собой не связанными. На рынке только-только начинали появляться компании, которые несколько лет спустя произведут подлинную революцию в организации цифровой офисной инфраструктуры, заполонив рынок доступным и эффективным коммуникационным оборудованием. Достаточно сказать, что именно в 1985 г. на свет появилась компания Cisco, созданная Леном Босаком и Сэнди Лернер, академической семейной парой из Станфордского университета.
Стандарт IEEE 802.3i определял порядок передачи пакетов Ethernet по витой паре (10Base-T) с использованием принципиально нового устройства – Ethernet-концентратора. Главное достоинство совместного применения концентраторов и витой пары – избавление от чрезвычайно низкой надежности сетей на коаксиальном кабеле (неисправность любой сетевой платы или обрыв кабеля приводили к «падению» сети целиком – вследствие физической специфики распространения высокочастотного сигнала в таком кабеле).
Другой же стандарт, IEEE 802.1D, описал понятие Ethernet-«моста» (bridge), этакого соединителя небольших участков локальных сетей, который позволил эффективно сегментировать межкомпьютерные соединения. Если прежде, в рамках коаксиальных ЛВС, все узлы по необходимости фактически напрямую связывались со всеми, то теперь появилась возможность выстраивать физическую иерархию межсоединений, не покушаясь при этом на информационную связность локальной сети как целого.
Универсалии сетевой локальности
Ближе к середине 1990-х гг. (и уже буквально на глазах читателей PC Magazine/RE) ЛВС новейшего стандарта – витая пара, концентраторы, мосты – начинают вытеснять с рынка коаксиальные кабельные сети и соответствующее им оборудование. Тем более что в стане витой пары и новых стандартов Ethernet – пополнение; первые полноценные коммутаторы (фактически многопортовые «мосты»), а также двухуровневые сети.
Едва локальные вычислительные сети приобрели структурный характер (точнее, возможность структурирования и тем самым дальнейшего наращивания и расширения), как стремительно образовался широкий и емкий рынок соответствующего оборудования, услуг и компетенций. Особенно динамично складывалась ситуация на рынке коммуникационного оборудования. Летом 1990 г. первые коммерческие коммутаторы представила американская компания Synernetics, а уже в 1993-м ее поглотила 3Com (вместе с разработками универсальных коммутаторов, способных объединять сегменты разных сетевых технологий). Чуть позже свою коммутаторную аппаратуру предложила компания Kalpana, а уже в 1994 г. ее приобрела Cisco Systems. Последняя поглотила и Crescendo Communications, выпустившую в 1991 г. первый коммутатор с FDDI на витой паре для тех, кому необходимо было «что-то посерьезнее Ethernet» (до 100 Мбит/с уже в те годы) для объединения нескольких зданий, в каждом из которых развернута «магистраль в точке».
В отличие от вялотекущих патентных войн наших дней, в начале 1990-х ИТ-компании состязались, полагаясь на свои продукты, а не на своих адвокатов. Так, уже в 1992 г. молодая компания Grand Junction объявила о разработке варианта Ethernet со скоростью 100 Мбит/с – эта технология была стандартизована три года спустя. Тогда же Grand Junction была поглощена Cisco Systems, а спрос на технологию FDDI моментально пошел на спад – ИТ-специалисты уже успели распробовать сладостный вкус всеобщей стандартизации. Даже великой и ужасной Hewlett-Packard не удалось привлечь внимание к своей неплохой разработке 100VG-AnyLAN, поскольку та, в отличие от Fast Ethernet, не была обратно совместимой со множеством уже имевшегося и отлично себя зарекомендовавшего Ethernet-оборудования.
Последним оплотом «неуниверсальности» в локальных вычислительных сетях можно считать технологию ATM (Asynchronous Transfer Mode), которую в начале 1990-х гг. сразу несколько солидных на тот момент фирм предложили использовать в качестве высокоскоростной магистрали локальных сетей. Дело в том, что нагрузка на сетевые коммутаторы в «полевых» условиях все возрастала, и справиться с традиционными потоками Ethernet-трафика (даже в 100-Мбит сетях) их процессоры часто оказывались не в состоянии.
Здесь свою роль сыграло не просто увеличение числа компьютеров в организациях, но и кардинальная смена парадигмы их применения в локальной вычислительной сети. Получали все большее распространение централизованные хранилища данных и серверы электронной почты; появлялся весьма специфический трафик, который необходимо доставлять со строго определенной скоростью («живой» видеопоток, например).