FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita PV109: Historie a vývojové trendy ve VT Historie počítačových sítí Luděk Matýska a Eva Hladká podzim 2020 Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 1/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Potřeba komunikace na velké vzdálenosti Pokládání transatlantického kabelu ■ 550 p.n.L: poštovní služby v Persii ■ Až do novověku - kouřové signály, semaforová abeceda (vlajky) ■ 1837/8: vynález telegrafu (Samuel Morse) ■ 1844: První zpráva odeslaná mezi Washingtonem a Baltimorem: What hath Got wrought 1866: položení transatlantického kabelu ■ 1865: potrubní pošta ■ 1876: vynález telefonu (Alexander Graham Bell) ■ 1910: vynález dálnopisu (viz 6. přednáška) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • jpodzim 2020 Zdroi: httD: //comDuterhi 2/43 storv.ora FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Podmořský kabel v Národním muzeu americké historie Transatlantic telegraph cable souvenir 1858 made and sold by Tiffany & Co., New York Long before the internets network of undersea telegraph cables allowed almost-instantaneous communication around the world, Cyrus Field's Atlantic Telegraph Company completed the first transatlantic cable in 1858, then sold twenty miles of surplus cable to Tiffany & Co. tc make souvenirs. Although this first cable failed, within twenty years over 100,000 miles had been laid beneath the seas. Gift of Silver Creations Ltd.and Lenello Reserves, Inc. The laying of the Atlantic telegraph captured popular imagination, as seen in this sheet music commemorating the event. Zdroj: National Museum of American History, Washington DC Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 3/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Komunikace po telefonních Linkách MOduLátor-DEModuLátor analogových na digitální data Vynalezen v roce 1949 v Lincoln Labs na MIT Až do 60. let hlavní forma komunikace Přepojování okruhů (circuit switching) 1958 - AT&T zahajuje výrobu počítačových modemů nazvaných Digital Subset, rychlost 110 b/s 1953-1962: Projekt SAGE (Semi-Automatic Ground Environment) ■ Systém vzdušné obrany USA ■ 23 Lokalit propojených telefonními linkami a komunikující přes modemy Modem ADC-300 Zdroj: http: //computertiistory. org Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 4/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Metalická přenosová média I. ■ Telefonní kabeL ■ Původně jeden vodič (neizolovaný) ■ S rozvojem MHD ve městech nutnost řešit problém rušení —>> přechod na kroucené dvoulinky ■ Kroucená dvouLinka ■ 1881: Vynález Alexandra G. Bella ■ Varianty: FTP, STP, UTP (Foiled/Shielded/Unshielded Twisted Pair) ■ Koaxiální kabel ■ 1880: patent Olivera Heavysidea ■ Pro počítačové sítě využíván např. IBM ■ Ethernet 10Base2 (Thin Ethernet) a 10Base5 (Thick Ethernet) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 5/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Metalická přenosová média 185m max. (5Imľ 50 termination T-connector 50 Ohm termination 10Base2 Ethernet - schéma zapojení Zdroj: http: //www. linuxf ocus . org/ Terminators Transceiver RG-11 Coax 10BASE5 - "Thicknet" 10BASE2 - "Thinnet" 10BASE-T Zdroj: http://learn-networking.com 10Base5 Ethernet - schéma zapojení Luděk M^U^^k^iá^^W^Míi^^io^é trendy ve VT • podzim 2020 6/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Optická vlákna Technologie známá již od 2. poloviny 19. století 1966: První funkční demonstrace přenosu dat optickým vláknem vTelefunken Research Labs, ULm V 70. Letech Charles K. Kao a George A. Hockham dokázali snížit útlum v kabelu pod 20 dB/km —► optické kabely byly použitelné pro přenos dat Charles Kuen Kao f1933) - Father of Fiber Optic Communications, nositel Nobelovy ceny za fyziku (2009) ... - ■ Charles Kuen Kao Zdroj: http://en.wikipedia.org Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 7/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita ALOHA (1971) První bezdrátová sít vznikla na University of Hawaii Vývoj je spojen zejména se jménem Norman Abramson CíLem byLo propojit jednotlivé ostrovy Hvězdicová topologie; využívala 2 kanálů (inbound / outbound) Koncepční základ dnešních bezdrátových sítí Více o ALOHA v předmětech doc. Staudka PV169,PA151 Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 8/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Ethernet (1973/4) ■ Vyvinut v Xerox PARC, v rámci projektu „Kancelář budoucnosti" ■ Vůdčí osobností byl Robert MetcaLfe ■ V roce 1976 nasazen v PARC, standardizován až v roce 1985 ■ Inspirace v ALOHANETu - použití stejného přístupu pro kabelová média ■ KabeLáž se tak stává pouze pasivním médiem mezi stanicemi ■ Protokol umožňuje odeslat zprávu vždy, když na lince neprobíhá jiná komunikace; při kolizi zpráv jsou obě odeslány později znovu ■ Název Ethernet byl převzat z domnělého Robert Metcaife média (éteru), které mělo přenášet světlo http://daiiytexanomine.com k zemi Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 9/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Před vznikem ARPANETu - 40. a 50. léta ■ Zásadní vLiv Vannevara Bushe ■ profesor MIT, vizionář ■ viz 3. přednáška ■ Od 40. let budoval spolupráci ministerstva obrany a předních univerzit, např. Harvard či Berkeley ■ 1945: Vizionářská esej As We May Think - memex ■ 1957: Vypustení družice Sputnik 1. následované obavami o bezpečnost země (USA) vedly vládu k založení Advanced Research Projects Agency (ARPA) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 10/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Před vznikem ARPANETu - 60. léta ■ V 60. Letech byLo na světě cca 10000 počítačů; nebyly propojeny ■ 1962: Vzniká projekt počítačového výzkumu agentury ARPA ■ 1965: První WAN - propojení dvou počítačů (MIT-Santa Monica) po dedikované telefonní Lince ■ 1968: První WAN s paketovým přepínáním - v National Research Laboratory ve VeLké Británii (PauL Baran) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 11/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita ARPANET I. Motivace: decentralizovaná síť, která by byla funkční i při jadernému útoku 1969: 4 uzly ■ SDS Sigma 7 - University of California, Los Angeles ■ IBM 360/75 - University of California, Santa Barbara ■ SDS 940 - Stanford Research Institute, Menlo Park ■ DEC PDP-10 - University of Utah, Salt Lake City Interface Message Processor (IMP) - rozhraní mezi počítačem a sítí ARPANET Pro komunikaci používán Network Control Program (NCP) ARPANET na konci roku 1969 Zdroj: http: //www.computerhistory.org Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 12/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita ARPANET II. ■ Od roku 1983 pak TCP/IP ■ Postupně byLy vyvinuty služby telnet, e-maiL, FTP a NVP (Network Voice Protocol) ■ Popsané v dokumentech RFC - Request for Comments ■ Největší rozmach počátkem 80. Let, více než 200 uzLů ■ ARPANET byL vypnut 28.2.1990 ■ V té době bylo zapojeno více než 100 uzlů ■ Dalších cca 70 bylo v odštěpené sítí MILNET (Military Network) pomed do nitra imp Zdroj: Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • po5zřífi'2V2^W'COmpUterhÍSt<Í%y/3S9 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Logická struktura ARPANETu v roce 1977 PpP-10 j pop lo.l Epc?' UOfffTT CDÍB6DŮ ARPANET LOGICAL MAP, MARCH 1977 IFDP-WI hP-lí) l\ j prjr-n] I PDP-111 PDP-il " IPPP-TO (PLEASE HQTE THAT WHILE 'HI5 M APV10W4 THE HOST POPULATION OF THE HE'WOBPt ACCOflOlNO Tfl THE BEST INFORMATION 0BTAIKA6L E , HO CI. 4lM CAN BE UtH KJRiTS ACCURACY ! NAMES SHOWH ARE IMP *AME<. NOT lhfCESSAftH.il MOST NAUCS Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: H^sFori^a^výv^j^ě 2020 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita TCP/IP ■ Autoři: Vinton Gary Cerf (*1943) a Robert ELLiot Kahn f1938) - Otcové Internetu ■ CÍL: skrýt odlišnosti jednotlivých sítí, za spolehlivost ručí uzly ■ Předávání paketů mezi sítěmi zajišťuje router ■ Vývoj začal v roce 1973 ■ 1978: Zveřejnění první verze protokolů TCP a IP ■ Celkem vznikly 4 verze; poslední se používá dodnes ■ Pro testování „v terénu" byla nasazena i speciálně upravená dodávka Zdroj: http: //en . wikipedia. org Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 15/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Fathers of the Internet Bob Kahn Vint Cerf Zdroj: http: //en . wikipedia. org Zdroj: http: //battlemedia. com Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 16/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita IPv6 ■ Obavy o vyčerpaní adresního prostom IPv4 vedLy k práci na vývoji IPv6 ■ 3.2.2011 byly rozděleny poslední bloky adres IPv4 - den vyčerpání IPv4 adres ■ IPv6 ■ problémy s nasazováním ■ nejistá budoucnost v ■ čeká se na významný impuls (např. Cína) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 17/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Další rodiny síťových protokolů ■ DECNet (1975) ■ Skupina protokolů vyvinutá firmou DEC původně určená k propojení počítačů PDP-11 ■ Postupně jedna z prvních peer-to-peer síťových architektur ■ 5 vývojových fází, původně 4vrstevná architektura ■ Poslední Phase V ľvrstevná, kompatibilní s ISO/OSI ■ AppLeTaLk(1984) ■ Vyvinutý firmou Apple, součást počítačů Macintosh ■ Striktně dodržoval ISO/OSI model, určený pouze pro LAN ■ Snaha o kompletní autokonfiguraci ■ Klíčové protokoly: AARP (Apple ARP) a NBP (Network Binding Protocol) -obdoba DNS ■ IPX/SPX (1985) ■ Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange ■ Využíván v síťovém operačním systému Novell NetWare ■ SPX - využíván zejména v modelu klient-server ■ Tyto a daLší rodiny protokolů byly nakonec vytlačeny TCP/IP Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 18/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Směrování v sítích I. ■ Potřeba přenést data přes více autonomních sítí ■ Přístupy: ■ Distance Vector - Algoritmus Bellman-Ford (1958) ■ Link State - Dijkstrův algoritmus (1956, publikován 1959) ■ Autonomní systémy ■ směrování uvnitř AS ■ směrování mezi AS Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 19/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Směrování v sítích II. Významné DV algoritmy ■ Crowtherův směrovací algoritmus - používán v první dekádě ARPANETu (70. Léta) ■ DRP - DEC Routing Protocol (1975) ■ EGP - Exterior Gateway Protocol, (1984, RFC 904) ■ RIP - Routing Information Protocol, (1988, RFC 1058) ■ BGP - Border Gateway Protocol, (1989, RFC 1105) Významné LS algoritmy ■ OSPF - Open Shortest Path First, první masivně používaný LS algoritmus (1989, RFC 1131) ■ Předchůdcem byl algoritmus SPF ■ IS-IS - Intermediate System To Intermediate System (1987) ■ Vyvinut jako součást DECNet Phase V (viz výše) ■ Standardizován ISO v roce 1992 (ISO 10589) Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 20/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Transportní protokoly ■ UDP - (1981, RFC 768), nezaručený přenos zpráv ■ TCP - (1981, RFC 793), zaručený přenos zpráv ■ RDP-(1984, RFC 1151) ■ též RUDP - Reliable UDP ■ ATP - (1984), AppLeTaLk Transaction Protocol ■ SPX - (1985), Sequenced Packet Exchange ■ Součást protokolové sady IPX/SPX ■ RTP - (2003), ReaL-time Transport Protocol ■ Protokol pro přenos multimediálních dat Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Cesta k Internetu ■ 1975 - Rozdělení ARPANETu ■ ARPANET - zůstává pro akademické účely MILNET - zabezpečuje potreby armády ■ V 80. Letech vznikají další sítě propojující akademické a výzkumné organizace ■ BITNET - Because Iťs Time Network ■ CSNET - Computer Science Network ■ 1986: NSF vytváří vysokorychlostní sít NSFNET ■ Rychlost 56 Kb/s ■ Propojení výzkumných ústavů přes několik center se superpočítači ■ 1987: Vzniká pojem Internet - připojeno 27000 počítačů Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 22/43 FAKULTA INFORMATIKY I Masarykova univerzita Historie Internetu v datech 1969 ARPANET 1971 e-maiL 1972 telnet 1973 FTP 1976 královna Elisabeth posílá e-mail 1977 mailing List 1979 Usenet, uucp 1981 BITNET 1983 TCP/IP 1984 DNS 1986 NSFNET 1990 ARPANET končí 1991 WWW 1992 Veronica 1993 Mosaic (následně Netscape) 1993 Optické sítě Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 23/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita World Wide Web Vznikl v CERN, vývoj začal v roce 1989 Autorem je Sir Tim Berners-Lee Inspirován Bushovou vizí Memexu HTML + URL + HTTP Klíčová je myšlenka hypertextu - vzájemně propojených stránek pomocí odkazů http: //inf o. cern . ch - první webová stránka,spuštěna 6. 8.1991 1993: Představen Mosaic - první webový prohlížeč schopný zobrazovat obrázky spolu s textem Zdroj: http: / /http: //history-computer.com Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 24/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita World Wide Web Počítač NeXT Cube, na kterém byl spuštěn 1. webový server Zdroj:http://http://history-computer.com : Yahoo! - NCSA Mosaic File £dit History Manager View Navigate Tools HoHjsts Help MZ1 Eg|H| #|a| _ [ J Bj fj *\ I BJ»|Q I _ ...I J +raj | Other Doc I http: //www.vahco. com What's New Check Email Yahoo! Auctions Pokemon, Rolex, 'N Sync Personalise Help Win Free Flowers FTD.COM Search advanced search Shopping - Auctions - Yellow Pages - People Search - Maps - Travel - Classifieds - Personals Games - Chat - Clubs Mail - Calendar - Messenger - Companion - My Yahoo! - News - Sports - Weather - TV -__._^ _I I Tus Ó6JD6ÍD0 9:33:04 Prohlížeč Mosaic Zdroj:http://http://history-computer.com Luděk Matýska a Eva Hladká • PV109: Historie a vývojové trendy ve VT • podzim 2020 25/43 FAKULTA INFORMATIKY Masarykova univerzita Vývoj Internetu INTERNET TIMELINE Birth at UCLA emai| '70 OPEN TO PUBLIC Tcp/ip DNS adopted as /