14 лет назад 20 октября 2004 в 0:11 87

Совсем недавно мы мечтали о стабильной модемной связи (лишь бы не оборвалась). А ныне в центральных городах России становится обычным делом недорогой доступ в интернет со скоростью соединения 1 мегабит в секунду. Впрочем, скоро и этот вид коннекта станет архаизмом.

Соединением с Сетью посредством мобильного телефона уже никого не удивишь, а точки беспроводного доступа в столичных кафе вызывают интерес уже не столько самим фактом своего существования, сколько ценами в меню на подаваемые блюда. Продажа в России сетевых адаптеров для соединения с гигабитной скоростью наводит на мысль, что мы стоим на пороге нового витка эволюции скоростного доступа. Все вопросы сводятся лишь к одному – когда?..

Грядущий переход на новые интернет-технологии связан отнюдь не с желанием увеличить скорость соединения ради самой скорости. Дело в том, что по многочисленным прогнозам (отнюдь не надуманным), интернет вскоре рухнет под колоссальным давлением новых пользователей и растущего трафика. Стремительное развитие интернета дает все основания для таких предположений: если в 1981 году в Сети насчитывалось всего около 200 узлов, то в марте 2000 года – более 75 миллионов. Другими словами, в настоящее время новый сетевой узел появляется каждые 30 секунд.

Но есть и другие проблемы: неограниченный рост маршрутных таблиц, неэффективность механизмов поддержки мобильных устройств и отсутствие встроенных механизмов автоконфигурации хостов и обеспечения “качества обслуживания”, а также средств безопасности.

Разумеется, нельзя сбрасывать со счетов практический интерес крупных компаний. В быстром переходе на новый протокол заинтересованы операторы мобильной цифровой телефонной связи. Им будут нужны миллионы IP-адресов для устройств, используемых при организации передачи данных в Сети. Большая длина IP-адреса позволяет поддерживать адресацию практически каждого электронного устройства в мире. Так что же нас ждет в ближайшем будущем? Интернет-2, вот что.

ИНТЕРНЕТ-2
Интернет-2 (Internet, Chapter 2, www.internet2.edu) – это не только более высокая скорость. Это, прежде всего, совершенно новая концепция интернета, подразумевающая полную смену существующей инфраструктуры и протоколов на более современные и мощные. Интернет-2 является проектом UCAID (University Corporation for Advanced Internet Development). Его реализация должна обеспечить технологическое лидерство США в области сетей и телекоммуникаций.

Руководство разработками возложено на OARnet (www.oar.net/internet2/index.shtml), подразделение Суперкомпьютерного центра Огайо (OSC). В исследованиях принимают участие университеты Огайо и ряд корпоративных партнеров (Технологический институт ВВС США, университеты Огайо, Кента и Цинциннати, компании Qwest и Battelle и другие). Проект создается на деньги коммерческих и государственных организаций из различных стран.

В основу работы новой сети положен протокол нового поколения – IPv6 (см. врезку), который позволит подключить к интернету будущего не только компьютеры, но и бытовые приборы, оснащенные специальными микрочипами. Телевизоры, холодильники, кофеварки, мобильные коммуникаторы и прочие устройства обретут собственные IP-адреса, благодаря чему хозяева смогут передавать им команды через сеть.

При этом новый протокол способен работать параллельно с существующим ныне протоколом Ipv4: двойные стеки позволяют каждому узлу IP поддерживать как IPv6, так и IPv4. Все это позволит подключить к Сети свыше 1 квадриллиона компьютеров в 1 трлн. сетей. На одного человека будет приходиться около сотни адресов (правда, пока сложно сказать, как будет развиваться в России эта новая технология).

До недавнего времени интернет-2 было принято считать “технологией на бумаге”. Но с начала 2004 года американские вооруженные силы стали использовать для организации связи частей и подразделений, коммуникации со спутниками и т. д.стандарт IPv6. К достоинствам “военного интернета” относится его большая безопасность и способность передавать большие массивы информации за более короткое время. Безусловно, это одни из самых важных характеристик для американского сегмента Сети. В 2008 году вооруженные силы США должны полностью перейти на новый интернет-стандарт.

Еще один пример – магистральная сеть Abilene (abilene.internet2.edu), где проходит испытания протокол IPv6. Abilene связывает между собой более 100 американских университетов. Совсем недавно ее полоса пропускания составляла 2,4 Гбит/с. Сеть была создана совместными усилиями Университетской компании перспективных интернет-разработок (University Corp. for Advanced Internet Development, UCAID) и компаний Cisco Systems, Nortel Networks и Qwest.

Для проверки функциональных возможностей протокола IPv6 в сети Abilene созданы четыре узла, которые преобразуют сетевые адреса между протоколами IPv4 и IPv6. В итоге на сайте сети нас встречает деловито-будничная информация о том, что “переход сети ABILENE на скорость 10 Гбит/с завершен” (рис. 1). Свершилось…

WI-FI И WIMAX
Главным застрельщиком новой технологии WiMAX является некоммерческая организация WiMAX Forum (www.wimaxforum.org), объединяющая более 67 компаний, так или иначе связанных с коммуникациями: Airspan Networks, Alvarion Ltd, Aperto Networks, Fujitsu Microelectronics America, OFDM Forum, Proxim Corporation и Wi-LAN Inc. WiMAX (рис. 2). WiMAX создана для широкополосного беспроводного доступа и базируется на стандарте IEEE-802.16 (www.wireless.ru/wireless/857).

Технология обеспечивает широкополосный доступ в тех случаях, когда цифровые линии DSL (Digital Subscriber Line) не могут использоваться по техническим или экономическим причинам (вот они, наши родные условия!). WiMAX может применяться операторами голосовой и широкополосной связи для решения проблемы “последней мили”, а также для мобильного доступа, дополняющего технологии GSM/Edge, Wi-Fi и 3G.

У WiMAX есть три главных преимущества, позволяющих считать данную разработку технологией ближайшего будущего. Первое – радиус действия одной точки составляет 50 км. Второе – скорость передачи данных будет увеличена с 11 Мбит/с (нынешний Wi-Fi) до 70 Мбит/с. Это позволит одновременно передавать голос и видео, а значит, у нас появится реальная возможность организации сотовых сетей с параллельным обменом аудиовизуальными данными. И, наконец, третье – информация будет передаваться вне зоны прямой видимости.

Помимо решения упоминавшейся проблемы “последней мили” использование WiMAX позволит существенно сократить расходы и время на подключение одной компании к интернету, а также на организацию корпоративной сети.

В практическом аспекте интересен пример Швеции, правительство которой решило осчастливить всех пользователей интернета в стране с помощью нового стандарта. Швеция – государство относительно небольшое, но даже там разброс населенных пунктов по территории страны настолько велик, что не позволяет обеспечить повсеместный качественный и быстрый доступ к интернету. Зато WiMAX, не признающий проводов, которые пришлось бы тянуть на десятки километров, будет очень кстати. Уже подготовлен проект “WiMAX-города”, позволяющий создать единое беспроводное информационное пространство внутри одного населенного пункта.

Американцы же в лучших традициях всеобщего равенства внедряют проект, благодаря которому индейцы племени кордален, проживающие в резервации на территории штата Айдахо, получат широкополосный доступ в интернет (www.cdatribe-nsn.gov/tcbgp/). При этом цены на подключение к интернету будут сравнимы со среднеамериканскими тарифами на пользование кабельными и DSL-каналами.

Еще один пример из американской WiMAX-жизни: компании Intel, Siemens Business Services и Alvarion осуществили пилотный проект по развертыванию технологии широкополосного беспроводного доступа WiMAX в городе Уорнер-Робинс, Джорджия, и округе Хьюстон. Прием беспроводного широкополосного сигнала был протестирован в пяти точках округа. Одна базовая станция широкополосного беспроводного доступа на вышке охватывает половину округа – около двухсот квадратных миль.

Мощный сигнал принимался на расстоянии более 20 км, а скорость связи составляла более 6 Мбит/с, что эквивалентно 20 линиям стандарта xDSL. Оборудование, использовавшееся в данной программе, стоило… менее $20 тыс. Чтобы обеспечить доступ аналогичного качества с помощью проводных технологий, пришлось бы потратить многие миллионы.

Добавим, что, по оценкам специалистов компании Intel, технология WiMAX в ноутбуках будет полностью реализована в 2006 году. Традиционный Wi-Fi не остается в долгу: консорциум WWiSE, куда входят компании Texas Instruments, STMicroelectronics и Broadcom, заявил о скором релизе нового стандарта 802.11n технологии беспроводной связи Wi-Fi (www.reuters.com/newsArticle.jhtml?type=technologyNews&storyID=5959406). Скорость передачи данных в сетях 802.11n составит до 540 Мбит/с!

В части практического применения Wi-Fi американцы еще раз удивили мир, снабдив своих полицейских в крупных городах КПК с поддержкой беспроводного доступа. Стоит ли говорить о невероятной оперативности, с которой стражи порядка получают необходимую для работы информацию?..

РОССИЙСКИЕ РЕАЛИИ
С мая 2004 года в Москве действует совместный проект компаний “Яндекс”, “Ростик Групп”, IBM, Intel и “Таском” под названием “Яндекс.WiFi” – рис. 3 (wifi.yandex.ru). Суть проекта в том, что в сети ресторанов “Ростик Групп” – T.G.I Friday’s, “Американский бар и гриль” и “Санта-Фе” – будут развернуты бесплатные точки беспроводного доступа в интернет на базе технологии Wi-Fi. Эти точки будут работать в открытом режиме, то есть любой посетитель сможет подключиться к интернету, включив принесенный с собой компьютер или наладонник.

Правда, в этом случае доступ в сеть можно будет получить не только в самих ресторанах, но и неподалеку от них (что, собственно, уже и происходит), но участники проекта не считают сей факт серьезной угрозой бизнесу. Как ни странно, главным проводником технологии WiMAX в России выступила компания Intel. Там справедливо полагают, что именно WiMAX способен решить вечную российскую проблему доступности и стоимости скоростного коннекта.

Но, как известно, умом Россию не понять: стандарт WiMAX работает в диапазонах 2,5-2,7, 3,5 и 5 ГГц, у нас же эти частоты давно и плотно заняты под “государственные нужды”. Так что для повсеместного внедрения WiMAX потребуется новый диапазон частот с последующим лицензированием и налаживанием производства необходимого оборудования специально для российских условий.
Впрочем, есть и более радостные вести.

РУНЕТ ИЗ РОЗЕТКИ
В конце февраля 2003 года в подмосковном Зеленограде был проведен ряд успешных испытаний новой технологии, которая позволит московским пользователям выходить в интернет через… обычную электрическую розетку, выдающую напряжение 220 В. Новая технология высокоскоростной сети была испытана на базе 19-го района “Московских кабельных сетей” в Зеленограде. Качество передачи данных по этой технологии по ряду параметров превосходит ныне существующие выделенные линии. Неоценимым преимуществом можно считать то, что такая новация не требует создания дополнительной сети – ведь электропроводка существует в любом здании.

Доступ к информационным и телекоммуникационным сетям будет осуществляться с помощью специальных устройств, трансформирующих сигнал. При этом, как показали первые тесты, передача данных “через розетку” не будет влиять на общую систему энергоснабжения – так называемые “силовой” и “информационный” потоки проходят независимо друг от друга.

Ко всему прочему, “электрическая” технология PLC (Power Line Communications) может использоваться в том числе и для управления технологическими процессами в самой энергосистеме. Результаты тестов показали, что эта технология доступа в Сеть позволяет организовать доступ в интернет на скоростях 2-12 Мбит/сек. При этом абонентский канал эффективно работает на расстоянии до 350 м от трансформаторной подстанции.

И все бы хорошо, но внедрение технологии сдерживают два фактора:

а) высокая стоимость оборудования (как внешних (мастер-адаптеров), которые устанавливаются в подстанции, так и конечных клиентских устройств);

б) и это, пожалуй, главное – полная неразбериха с разрешительными органами, так как здесь пересекаются интересы Министерства связи и ведомства г-на Чубайса (Мосэнерго для Москвы).

Увы, в настоящее время крайне сложно запустить коммерческую PLC-сеть для доступа в интернет по разумной цене и, заметьте, с полным комплектом всех разрешительных документов. Возможно, ситуация изменится, когда закончится реорганизация Минсвязи.

Пока же братский Китай вновь оказался “впереди планеты всей”: компания Fibrlink Networks, дочернее предприятие китайской государственной телекоммуникационной компании Power Telecom (www.ptic.com.cn), приступила к экспериментальному предоставлению услуг доступа в интернет с использованием электрических сетей в двух жилых домах Пекина. Подключение осуществляется через обычную электрическую розетку с помощью специального модема Never Wire 14. Абонентская плата за работу в Сети составит около $12 в месяц, причем без ограничения времени и трафика. Реальная скорость подключения – порядка 8 Мбит/с.

БУДУЩЕЕ СЕТЕЙ
С приходом новых скоростных технологий изменятся и сети, будь то “домашние” или пиринговые. За примерами далеко ходить не надо. Специалисты Массачусетского технологического института, Калифорнийского университета и еще нескольких крупнейших американских научных центров начали работу над новым проектом IRIS (Infrastructure Resilient Internet System, iris.lcs.mit.edu) с бюджетом $12 млн. (рис. 4). В течение пяти лет планируется создать одноранговую распределенную пиринговую сеть, которая будет не только лишена недостатков Gnutella и KaZaA, но и, возможно, заменит нынешний интернет. Поиск и доставка информации в такой сети будет осуществляться с невероятной скоростью. Кроме того, эта сеть будет абсолютно неуязвима для DoS-атак.

По замыслу специалистов, данные в IRIS будут распределены по миллионам компьютеров, не объединенных центральным сервером. Информация будет дублироваться на разных машинах по мере роста ее популярности. Поэтому даже если один или несколько компьютеров окажутся недоступны, пользователь сможет получить данные с какого-либо другого узла сети. Кроме того, ученые планируют разработать новый поисковый алгоритм, благодаря которому увеличение объемов информации в IRIS не приведет росту временных затрат на ее поиск.

ПРОГНОЗЫ
Для мировой науки интернет будущего откроет возможности, о которых сейчас можно только мечтать. Так, астрономы смогут работать с крупнейшими телескопами мира не выходя из дома. В этом им поможет сеть интернет-2, которая объединит обсерватории и научные центры в различных точках Земли. Более того, в течение ближайших лет многие из телескопов объединятся в единую глобальную обсерваторию.

Начало ее созданию положит обсерватория Gemini, в состав которой входят сразу два восьмиметровых телескопа-близнеца: один на Гавайских островах, а второй – в чилийских Андах. Проект соединения телескопов высокоскоростным каналом передачи данных разрабатывался на протяжении пяти лет, и в ближайшее время возможности астрономов, работающих с телескопами-близнецами, значительно расширятся (по словам представителя обсерватории, уже сегодня наземная обсерватория Gemini позволяет получать снимки, по ряду показателей превосходящие снимки орбитального телескопа “Хаббл”).

Нетрудно предугадать, какие возможности открываются перед домашними пользователями интернета будущего: скоростной широкополосный беспроводной доступ позволит выходить в Сеть практически из любого населенного пункта, обладающего мало-мальскими признаками цивилизации. За рубежом давно забыли об оплате входящего трафика – безусловно, эта порочная система исчезнет и в России.
Технологии интернета второго поколения превратят наши жилища в ту субстанцию, что принято называть “интеллектуальным домом”, а ехидные сентенции скептиков относительно “интернет-холодильника” забудутся, как модемное соединение по российским телефонным линиям.

К примеру, интернет-холодильник Digital Dios Refrigerator оборудован цветным жидкокристаллическим дисплеем 15,1″ и сетевым портом. Он может стать центром подключения к интернету, объединив в единую сеть всю домашнюю электронику: микроволновую печь, стиральную машину, кондиционер и т. д. Нет ничего фантастического в том, что стиральные машины, имеющие доступ в интернет, сами будут связыватся с ремонтной мастерской фирмы-производителя, чтобы сообщить о сбоях в работе и вызвать мастера (мастера-ремонтники будут существовать всегда – техника есть техника).

Сети нового поколения обеспечат немедленный доступ к любой информации. Информация станет самоорганизующейся и будет сама находить своего потребителя, как находят его сейчас теле– и радиопередачи. Огромное количество ссылок в поисковых машинах останется в нашей памяти как досадное недоразумение – вместо них будут четко разграниченные информационные магистрали, скользя по которым можно будет быстро и комфортно добраться до нужных ресурсов.

Возможно, даже всем знакомые HTML-страницы отомрут, как осенняя листва, и сменятся живыми виртуально-реальными мирами, которые будут мало отличаться от реальной жизни. Посетитель страниц будущего сможет ходить по виртуальным библиотекам, посещать виртуальные магазины, задавать вопросы и, что немаловажно, получать осмысленные ответы. Все это станет реальностью совсем скоро. Остается лишь запастись терпением и верой в неизбежное торжество новых технологий.

Что такое IPv6

Стандарт IPv6 (Internet Protocol Version 6) позволит создавать практически неограниченное количество IP-адресов, поскольку длина адреса возрастет с 32 до 128 бит. Из-за прогнозируемого дефицита IP-адресов в действующем протоколе IPv4 (максимальное количество в 4,3 млрд., как предсказывают, будет достигнуто уже в 2006 году) массовый переход на IPv6 ожидается в 2005 году. Протокол IPv6 позволит существенно увеличить число доступных в интернете IP-адресов, повысить уровень защиты интернет-соединений и качество связи по сравнению с протоколом IPv4. Новый стандарт позволит присвоить IP-адреса множеству устройств – от бытовых приборов до автомобилей, систем безопасности и идентификационных карт, обеспечивая возможность дистанционного управления всем этим оборудованием.

Однако нынешнее лидерство американцев в области разработок нового протокола только кажущееся: Япония, Китай и Южная Корея ведут переговоры о совместной работе над внедрением интернет-протокола IPv6, стремясь перехватить у США пальму первенства в установлении глобальных стандартов в этой сфере. В новом проекте примут участие компании Hitachi, Fujitsu, NEС, Nippon Telegraph and Telephone Corp., и Matsushita Electric. Вместе с ними в разработках также будут участвовать корейские компании Korea Telecom и Samsung, а также некоторые китайские компании, включая China Telecommunications.

Предполагается, что для начала будут построены национальные сети на базе единого стандарта IPv6, после чего произойдет их объединение в единую международную сеть. Развертывание “азиатского интернета” нового поколения должно начаться с 2005 года, когда начнет ощущаться явный дефицит IP-адресов.

Поддержка интернета-2 и операционные системы

В настоящее время компании Sun, Compaq (Digital), IBM и SCO включили поддержку протокола IPv6 в новые версии своих операционных систем. Ядро ОС Linux теперь также предусматривает поддержку IPv6. Некоторые маршрутизаторы, например Telebit (Ericsson), BayRS (Nortel), GR2000 и NR60 (Hitachi) уже поддерживают протокол IPv6.

Зато компания Microsoft оказалась верна своим принципам: сначала там выказывали явное нежелание экспериментировать с новым протоколом (к слову сказать, в свое время введение этого протокола вызвало разногласия в руководстве компании). Затем благодаря Microsoft Research все-таки появились экспериментальные версии IPv6 для NT 4.0 и Windows 2000 beta.

В конечном итоге новый протокол был воспринят более-менее благосклонно, но, как всегда, обнаружилась очередная прореха: появилось сообщение (www.securityfocus.com/bid/7788/info/) о наличии уязвимости сетевого стека операционных систем Win 2K/XP/2003 в случае включения поддержки IPv6. В этом случае удаленный атакующий может при помощи атаки “ICMP-флуд” выполнить DoS и таким образом остановить работу сетевых служб. Кстати, более подробно о тестировании реализации IPv6 в среде Windows 2000 можно прочитать здесь: cf.viplast.ru/SE/testing/ipv6.

“Крутая страна”

Компания Hewlett-Packard (www.hp.com) создала электронную инфраструктуру под названием Project Cooltown, являющуюся моделью информационной среды города будущего. Фактически это глобальная система электронных коммуникаций с развитой логикой и высокой степенью надежности и безопасности. В ближайшем будущем HP и Hermes Soft Labs (www.hermes-softlab.com) предполагают опробовать новые технологии в масштабах информационной инфраструктуры целой страны. Проект, названный Cool Country, планируется реализовать в Словении.

В основе концепции Cool Country лежат принципы интернета-2 в сочетании с технологией e-speak. Отныне при работе в Сети персональным компьютерам будет отводиться гораздо меньшая роль. Сама же Сеть станет относиться к пользователю намного дружелюбнее. Все соединения будут беспроводными, причем диапазон подключаемых устройств огромен: интеллектуальные приборы в квартире, в автомобиле, в банке и даже на запястье руки. Таким образом, необходимые услуги и информацию можно будет получить практически мгновенно и повсеместно.

Интернет-2 в Словении может стать реальностью уже через несколько месяцев. Дело в том, что примерно половина из 2 млн. словенцев имеют мобильные GSM-телефоны и практически все банки страны предоставляют своим клиентам услуги онлайнового банкинга (eBanking).

Альтернативные проекты

Целью проекта Evergrow, рассчитанного на четыре года, является проектирование интернета будущего: новых сетевых систем, а также новой топологии сети, которая будет справляться с постоянно возрастающей нагрузкой. Проект охватывает 25 университетов Европы, Израиля и Египта, а также ряд телекоммуникационных компаний, и финансируется Евросоюзом (стоимость проекта оценивается в 5,6 млн. евро). Разработчики Evergrow уверены, что к 2025 году благодаря их разработкам интернет изменится до неузнаваемости.

В основе теперешнего интернета лежит сеть ArpaNet, создание которой было профинансировано в свое время правительством США. В основу интернета будущего, по-видимому, ляжет новая инициатива американского правительства – NGI (New Internet Generation). Этот действительно грандиозный проект, в основе которого лежит почти тридцатилетний опыт эксплуатации сначала ArpaNet, а затем и интернета, и на который отпущено $100 млн., планируется реализовать всего за пять лет.

Еще один оригинальный проект Европейского космического агентства может иметь далеко идущие технологические последствия. Разработка Darwin предполагает создание особой космической лаборатории для поиска подобных Земле планет и анализа их атмосферы на предмет обнаружения признаков жизни.

Darwin – это целая флотилия из восьми космических кораблей. Но гвоздем проекта, старт которго намечен на 2014 год, является уникальная технология, именуемая разработчиками интегральной оптикой (по аналогии с интегральными микросхемами). По замыслам ученых, Darwin должен устранить необходимость вывода в космос системы громоздких зеркал и линз, требующих точной юстировки. Вместо этого будет применяться моделирующая оптическая система, которую можно расположить на одном чипе.

Интегральная оптика может использоваться не только для поиска внеземной жизни. Она способна значительно повысить скорость передачи данных в земных компьютерных сетях. Именно поэтому заинтересованность в участии в проекте уже выразили некоторые крупные промышленные компании. К сожалению, пропускная способность оптических каналов ограничивается необходимостью постоянных преобразований оптических сигналов в электрические и наоборот. Использование же в качестве маршрутизаторов систем, основанных на интегральных оптических микросхемах, позволит, по мысли разработчиков, увеличить скорость передачи данных в сотни и даже тысячи раз.