Глобальные вычислительные сети предназначены для объединения территориально распределенных компьютерных сетей. Благодаря им пользователи и компьютеры могут взаимодействовать друг с другом независимо от местонахождения.
Наиболее известной глобальной сетью является Интернет. Это информационное пространство, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров по всему миру.
Определение и особенности глобальных вычислительных сетей
Глобальные вычислительные сети (ГВС) - это распределенные компьютерные сети, охватывающие большие географические регионы и объединяющие значительное количество узлов. В отличие от локальных сетей, ГВС рассчитаны на неограниченное число пользователей и большие расстояния между узлами. Для связи в ГВС часто используются уже существующие каналы связи невысокого качества, поэтому скорость передачи данных в них обычно ниже, чем в локальных сетях.
Основными задачами ГВС являются объединение территориально распределенных локальных сетей и предоставление им удаленного доступа к различным информационным ресурсам. Главная цель создания ГВС - обеспечить связность сети и возможность взаимодействия пользователей независимо от их местоположения. Наиболее известной глобальной сетью в настоящее время является Интернет.
Для построения ГВС используются различные технологии, протоколы и оборудование. Ключевыми компонентами являются маршрутизаторы, коммутаторы, модемы, выделенные и коммутируемые линии связи. В качестве протоколов применяются TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk и др. Без ГВС современный мир с его распределенными информационными ресурсами был бы просто невозможен.
Сеть Интернет как самая популярная глобальная сеть
Сеть Интернет является наиболее известной и доступной глобальной вычислительной сетью в мире. Она объединяет около 15 миллионов пользователей более чем в 150 странах. Ежемесячно количество пользователей и размер сети Интернет увеличивается на 7-10%.
Интернет формирует своего рода ядро, которое обеспечивает связь между различными информационными сетями организаций по всему земному шару. В более широком смысле Интернет представляет собой глобальное информационное пространство, распределенное среди миллионов компьютеров, которые постоянно обмениваются данными.
Основной задачей Интернета является обеспечение связи. Его можно рассматривать как совокупность миллионов узлов (компьютеров и локальных сетей), которые соединены между собой с помощью различных каналов передачи данных. Обмен информацией между этими узлами происходит по специальным сетевым протоколам.
Главной особенностью Интернета является отсутствие централизованного управления. Это обеспечивает абсолютную свободу в информационном пространстве сети. Каждый пользователь Интернета может не только получать, но и публиковать любую информацию.
Структура и принципы функционирования сети Интернет
С точки зрения структуры, Интернет представляет собой иерархическую систему, состоящую из множества взаимосвязанных сетей. На вершине этой иерархии находятся магистральные сети, которые объединяют сети более низкого уровня.
Магистральные сети Интернет имеют самую высокую пропускную способность и охватывают территории целых континентов и стран. Например, магистральная сеть NSFNET объединяет все академические и научно-исследовательские сети США.
С помощью магистральных сетей Интернета между собой соединяются региональные, государственные, корпоративные и кампусные сети. Они имеют меньшую пропускную способность по сравнению с магистральными, но все вместе составляют основу всемирной глобальной вычислительной сети.
В свою очередь, региональные и государственные сети объединяют локальные сети отдельных организаций и предприятий. А те, в свою очередь, состоят из компьютеров конечных пользователей.
Таким образом, Интернет представляет собой сложную многоуровневую структуру, которая не имеет единого центра управления и контроля. Каждая сеть сама отвечает за свою работу в пределах своей зоны ответственности.
Основными принципами функционирования Интернет являются:
- Использование единых открытых сетевых протоколов (TCP/IP), которые обеспечивают взаимодействие разнородных сетей;
- Применение системы доменных имен (DNS) для идентификации сетевых узлов;
- Маршрутизация данных на основе IP-адресов получателей с использованием специальных маршрутизаторов.
Благодаря этим принципам любые сети, поддерживающие протокол TCP/IP, могут быть подключены к Интернету. При этом пользователи из разных сетей получают возможность обмениваться информацией друг с другом.
История создания и развития сети Интернет
Идея создания глобальной компьютерной сети, получившей впоследствии название Интернет, возникла в 1960-х годах в США. Ее авторами считаются Джозеф Ликлайдер и Роберт Тейлор, которые разработали концепцию «Галактической сети» – сети, соединяющей людей и компьютеры по всему миру.
Реализацией этой идеи занялась Advanced Research Projects Agency (ARPA) – передовое научно-техническое подразделение Министерства обороны США. В 1969 году была создана экспериментальная компьютерная сеть ARPANET, объединившая 4 узла.
В 1971 году были разработаны основные протоколы TCP/IP, которые до сих пор лежат в основе функционирования глобальной вычислительной сети Интернет. А в 1972 году состоялась публичная демонстрация работы сети ARPANET.
В 1980-х годах началось активное расширение и наполнение сети. Была реализована концепция доменных имен, создана Всемирная паутина (World Wide Web), разработаны протоколы передачи гипертекста HTTP и язык гипертекстовой разметки HTML.
К концу 1980-х ARPANET эволюционировала в международную научно-исследовательскую сеть, объединявшую десятки тысяч пользователей. А в 1990 году ARPANET прекратила свое существование, уступив место международной глобальной вычислительной сети Интернет.
С начала 1990-х годов начался бурный рост Интернета. Количество пользователей удваивалось каждые 1-2 года. Появились миллионы веб-сайтов и веб-страниц, множество онлайн-сервисов – электронная почта, файловые архивы, форумы, мессенджеры, социальные сети и так далее.
К 2000 году Интернет превратился в по-настоящему глобальную сеть, доступную пользователям большинства стран мира. Произошла «всемирная паутинизация», когда огромные массивы информации стали доступны online в любой точке планеты.
Сегодня Интернет продолжает стремительно развиваться. Растут скорости передачи данных, улучшается технологическая инфраструктура, появляются новые сервисы и возможности. Уже сейчас Интернет оказывает колоссальное влияние на все сферы человеческой деятельности, а в будущем его роль будет только возрастать.
Перспективы развития глобальных вычислительных сетей
Несмотря на впечатляющие масштабы современных глобальных вычислительных сетей вроде Интернета, их развитие далеко не завершено. Можно выделить несколько основных направлений, в которых будет происходить эволюция таких сетей в ближайшие десятилетия.
Во-первых, это увеличение скорости передачи данных. С появлением новых технологий вроде оптоволокна скорости будут возрастать в геометрической прогрессии вплоть до терабит в секунду.
Во-вторых, прогнозируется значительный рост числа подключенных к глобальным сетям устройств благодаря концепции Интернета Вещей (Internet of Things). Речь идет о десятках миллиардов «умных» датчиков, приборов и механизмов, которые будут постоянно на связи по сети обмениваясь данными.
В-третьих, появится возможность подключения к глобальной сети в любой точке планеты – так называемый всепланетный Интернет. Это станет возможно благодаря спутниковым системам вроде Starlink, которые обеспечат покрытие даже самых труднодоступных районов Земли.
Также ожидается внедрение нового протокола IPv6. Он расширит пространство IP-адресов, что позволит подключить к сети гораздо больше устройств, чем сегодня.
Кроме развития технической инфраструктуры, глобальные вычислительные сети будут активно эволюционировать и с точки зрения наполнения контентом и сервисами. Уже сейчас активно развиваются технологии дополненной и виртуальной реальности, стремительно набирают популярность облачные сервисы, растет число пользователей социальных сетей.
Можно предположить, что в будущем глобальные вычислительные сети станут еще более мультимедийными. Большая часть контента будет существовать в видео-формате с элементами 3D графики. При этом, с одной стороны, будут совершенствоваться алгоритмы анализа больших объемов данных, а с другой – технологии искусственного интеллекта для персонализации контента.
Так что в целом перспективы развития глобальных сетей впечатляют. Мы движемся к миру, в котором практически любой человек и устройство будут иметь мгновенный доступ к всемирной базе знаний практически из любой точки планеты.
Преимущества и возможности глобальных сетей
Глобальные вычислительные сети дали человечеству поистине уникальные возможности по обмену информацией и знаниями. Основные преимущества таких сетей заключаются в следующем.
Во-первых, это скорость передачи данных на любые расстояния. Если раньше на доставку сообщения по всему миру уходили недели и месяцы, то теперь это вопрос секунд.
Во-вторых, глобальные сети обеспечивают мгновенный доступ к огромным массивам информации. Весь накопленный человечеством объем данных теперь доступен из одной точки – компьютера, подключенного к Интернету.
- Это тексты, видео, аудио, программы – все, что только можно оцифровать.
- При этом поисковые системы позволяют находить нужную информацию среди этого океана данных за доли секунды.
В-третьих, глобальные компьютерные сети позволяют людям общаться друг с другом, несмотря на любые расстояния и государственные границы.
В-четвертых, на базе этих сетей появляется возможность предоставлять и потреблять различные интерактивные онлайн-сервисы, будь то почта, покупки, игры или профессиональные услуги.
Наконец, глобальная вычислительная сеть Интернет способствует культурной и социальной глобализации планеты. Люди из любых, даже самых отдаленных уголков мира, теперь могут общаться, делиться идеями, знакомиться с чужими культурами – и это колоссальный прорыв в историческом масштабе.
Разумеется, наряду с большими возможностями глобальные сети несут и определенные риски, о которых тоже стоит помнить при их использовании. Но в целом их позитивное влияние на общество и отдельного человека сегодня превышает любые потенциальные опасности.
Вызовы и проблемы, связанные с глобальными сетями
Несмотря на огромные преимущества, глобальные вычислительные сети порождают и ряд серьезных проблем, с которыми приходится иметь дело как обществу в целом, так и отдельным пользователям.
Одной из основных проблем является киберпреступность, масштабы которой в последние годы растут лавинообразно. Хакерские атаки, вирусы, фишинг, кражи персональных данных – это далеко не полный список угроз с которыми приходится сталкиваться пользователям.
Еще одна опасность – это возможность цензуры и тотальной слежки в глобальных сетях со стороны государств и корпораций. Уже сейчас есть примеры стран, где подобные практики применяются в той или иной форме.
Также серьезной проблемой является цифровое неравенство между богатыми и бедными регионами планеты, между различными слоями общества в рамках отдельно взятых стран. Далеко не каждый человек имеет возможность пользоваться благами глобальных сетей в силу экономических и инфраструктурных ограничений.
Нельзя не упомянуть и о психологической зависимости от гаджетов и соцсетей, которая все чаще диагностируется у подростков и молодежи. Перманентное пребывание online отражается на умственном и эмоциональном здоровье.
На уровне общества вызовом является и феномен фейковых новостей, которые в эпоху соцсетей и всеобщей информационной перенасыщенности могут распространяться еще быстрее, чем правдивые.
Наконец, развитие глобальной вычислительной сети Интернет влечет за собой ряд технологических, юридических и экономических проблем – от нехватки IP-адресов до правового регулирования цифровых прав.
Подводя итог, можно сказать, что перечисленные и другие вызовы, связанные с глобальными компьютерными сетями, являются оборотной стороной тех колоссальных возможностей, которые они открыли перед человечеством. Задача заключается в том, чтобы свести риски к минимуму и извлекать максимум пользы из этих достижений научно-технического прогресса.
