Анализ современных тенденций в развитии компьютерных сетей

Анализ современных тенденций в
развитии компьютерных сетей
Соболева Татьяна Валентиновна
Кафедра компьютерных технологий и систем
НИР 2011–2015 гг.
«РАЗВИТИЕ
КОМПЬЮТЕРНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ,
МЕТОДОВ,
АЛГОРИТМОВ,
ПРОГРАММНЫХ
И
СОДЕРЖАТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА»
ЭТАП 2011 г.
«Исследование и проектирование инструментальных
средств поддержки учебного процесса в условиях
информатизации. Анализ современных тенденций в
развитии компьютерных сетей»
2
К основным направлениям и путям развития
компьютерных сетей можно отнести следующие:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Развитие топологии сетей.
Создание новых, более совершенных протоколов обмена
информацией и управления сетями.
Совершенствование существующих и создание новых аппаратных
средств передачи и обработки информации.
Развитие программного обеспечения сетей.
Повышение надежности сетей.
Развитие методов и средств обеспечения более высокого уровня
безопасности информации.
Расширение перечня предоставляемых информационновычислительных услуг.
Рациональное сочетание различных организационных форм
использования средств вычислительной техники и информатики в
рамках компьютерных сетей.
Рациональная организация обслуживания очередей запросов
пользователей сети.
Перспективы развития компьютеров
К технологиям, способным экспоненциально увеличивать
обрабатывающую мощность компьютеров, следует отнести:
•молекулярные технологии;
•ДНК и другие биологические материалы;
•трехмерные технологии;
•технологии, основанные на фотонах вместо электронов;
•квантовые технологии.
Суперкомпьютеры
Суперкомпьютер- рекордсмен 2011 года (K computer; Япония)
Компьютер содержит в себе 672 стойки и 68544 Sujitsu
SPARC64 VIIIfx процессорных восьмиядерных модулей с 8
блоками памяти каждый (тактовая частота 2,2 ГГц). Хотя эта
машина закончена лишь наполовину, она достигла
производительности (по LINPACK) 8,162 петафлоп/c. К
моменту завершения сборки и отладки в 2012 году эта
супер‐ЭВМ будет содержать 800 стоек (80000 процессоров) и
достигнет производительности 10 петафлоп/c.
Попытки разработки искусственного
интеллекта:
22-го сентября 2011 г.
появилась
заметка
компании
IBM
о
компьютере Watson.
Watson
поможет
докторам
принимать
решения,
обрабатывая
данные
и
быстро
обеспечивая
принятие
решение о диагнозе.
Квантовые компьютеры
D‐Wave Orion: первый квантовый
компьютер
Квантовый
процессор
D‐Wave
зафиксирован в нижней части блока
фильтрации и заморозки; вся структура
погружается
в
жидкий
гелий,
охлаждённый до 3 кельвинов, а затем
блок охлаждения снижает температуру
чипа до 10 милликельвинов.
Компьютер занимает площадь 10 кв.
метров.
Он
умеет
распознавать
фотографии
известных
достопри‐
мечательностей.
Теоретически
производительность
квантовых
компьютеров
может
достигать квадрильона операций в
секунду.
• Молекулярные компьютеры
Ученые из НР и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе
объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана
переходить из одного состояния в другое - по существу, это означает
создание молекулярного элемента памяти.
• Биокомпьютеры
Биологические компьютеры, состоящие из нейроподобных элементов, в
отличие от кремниевых устройств, смогут искать нужные решения
посредством самопрограммирования.
• Оптические компьютеры
Ученые из университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов,
управляющие светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они
считают возможным создание оптических ключей и проводников,
способных выполнять все функции электронных компьютеров.
Эволюция последовательных интерфейсов
thunderbolt — удар молнии
Новый интерфейс Thunderbolt (раньше назывался Light Peak)
сможет заменить USB, SCSI, SATA и Firewire для внутренних и
внешних обменов. Скорость обмена составляет 10 Гбит/c и
более, передача возможна по оптоволокну или проводам. Этот
интерфейс позволяет передать HD-фильм за 30 секунд.
Волоконно-оптические кабели
Использование на магистралях:
•Высокая пропускная способность оптического волокна
позволяет передавать информацию на высокой скорости,
недостижимой для других систем связи.
•Высокая надёжность оптической среды: оптические
волокна не окисляются, не намокают, не подвержены
слабому электромагнитному воздействию.
•Информационная безопасность — информация по
оптическому волокну передаётся «из точки в точку».
Подключиться к волокну и считать передаваемую
информацию, не повредив его, невозможно.
•Пожаро- и взрывобезопасность при измерении
физических и химических параметров
•Малые габариты и масса
Переход на IPv6 адресацию
IPv6 (также называемый IPng ''IP next generation''
‐ следующее поколение IP) является новой
версией широко известного протокола IP
(называемого также IPv4).
Адресное пространство при переходе на протокол IPv6
будет расширено с прежних 4 миллиардов с небольшим IPv4 до
340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 адресов.
NGN (Next Generation Network)
‐ cети нового поколения
С позиции сетей передачи данных NGN – это сети
Интернет следующего поколения.
Ядром NGN является опорная IP-сеть, поддерживающая
пакетную передачу данных и обеспечивающая полную или
частичную интеграцию (конвергенцию) услуг передачи речи,
данных и мультимедиа.
Внедрение мультисервисных сетей является эволюционным
шагом на пути к конвергенции сетей различных типов
и позволяет реализовать принцип «One Stop Shopping», что
приводит к сокращению расходов и провайдера,
и потребителей услуг.
NGN (Next Generation Network)
‐ cети нового поколения
NGN обеспечивают предоставление широкого набора
инфокоммуникационных услуг:
•голосовые сервисы VoIP;
•видеозвонки;
•видеоконференции;
•интернет;
•корпоративные сети, VPN;
•услуги телевидения IPTV;
•организация передачи данных для муниципальных служб,
служб ЖКХ, для организации контроля общественного
порядка, движения транспорта.
Основные преимущества NGN:
• Надежность (наличие резервных коммутаторов);
• Масштабируемость и модульность (возможно быстрое увеличение
числа элементов сети);
• Удобство (благодаря использованию единой инфраструктуры
передачи трафика и управления услугами);
• Мобильность пользователей (возможно перемещение в пределах сети,
имея свой персональный доступ ко всем услугам благодаря личному
идентификатору);
• Высокое качество голосовой связи и важных приложений передачи
данных (реализуется благодаря поддержке QoS);
• Адаптируемость к передаче любого типа трафика;
• Поддержка оборудования разных производителей;
• Низкая стоимость эксплуатации (за счет эффективного использования
сетевых ресурсов);
• Широкий спектр новых услуг, простота их внедрения
и редактирования.
Развитие мобильных технологий
Появление семейства iPhone и iPad.
ультратонкий
Лазерная клавиатура
Голографический экран
Замена laptop
Предполагается, что процессоры будут встроены в различные
окружающие нас предметы. Изображение экрана будет
проектироваться
с
помощью
специальных
очков
непосредственно на глазное дно, а сенсорная клавиатура будет
проектироваться на любые поверхности, которые окажутся под
рукой.
Технология LTE (Long ‐Term Evolution)
• Технология построения сетей беспроводной связи
поколения, следующего за 3G, на базе IPтехнологий, отличающаяся высокими скоростями
передачи данных.
• Внедрение
LTE
теоретически
позволит
обеспечить скорость передачи данных до 346
Мбит/с в полосе частот 20 МГц, а при
использовании технологии LTE-Advanced –
примерно до 1 Гбит/сек. в полосе 100 МГц.
• LTE полностью совместима с существующими
сетями: звонок или сеанс передачи данных,
инициированный в зоне покрытия LTE,
технически может быть передан без разрыва в
сети GSM/GPRS/EDGE, WCDMA, CDMA2000.
Эволюция и преемственность
технологий мобильного доступа
Технология WiMax
(Worldwide Interoperability for
Microwave Access)
• WiMax – это стандарт ассоциации Institute of Electrical and
Electronics Engineers (IEEE) под номером 802.16.
• Цель технологии WiMAX заключается в том, чтобы
предоставить универсальный беспроводной доступ для
широкого
спектра устройств (рабочих станций,
портативных устройств и мобильных телефонов) и их
логического объединения - локальных сетей.
Беспроводные сенсорные сети
Беспроводные сенсорные сети – именно тот элемент,
который позволит Интернету выйти на следующий,
качественно новый, этап своего развития. Ведь сенсорные
сети могут быть подключены к Интернету, а каждый из
миллиардов сенсоров может получить IP-адрес.
Беспроводные сенсорные сети – это контроль за:
•состоянием окружающей среды,
•наблюдение и уход за детьми, престарелыми, больными
людьми, за животными,
•биологический и медицинский мониторинг, прогноз
погоды,
•контроль вулканической и сейсмической активности,
сквозной мониторинг транспортных магистралей,
•нефте- и газопроводов, трасс электро- и теплоснабжения,
решение антитеррористических задач.
Многофакторная аутентификация
Радикально улучшить качество аутентификации может
многофакторный
подход.
Собственно
использование
сертификатов можно считать разновидностью такого подхода.
Одним из решений может быть использование специальных карт
допуска (USB-ключи (или смарт-карты)). Но такая карта может
быть утеряна или украдена.
Радикальным решение может стать распознавание отпечатков
пальцев, распознавание по лицу, голосу или по радужке глаз.
Считается, что приемлемый уровень безопасности может дать
трех-четырех
факторная
аутентификация
(например,
имя+пароль+карта+отпечаток пальца).
биометрическая аутентификация.
Cisco Systems Inc. USA – мировой лидер в разработке
сетевых технологий и телекоммуникационного
оборудования
В 1997 году Cisco разработала благотворительную программу
сетевых
академий
Cisco
для
фундаментальной
подготовки
специалистов по теории и практике проектирования, строительства
и эксплуатации локальных и глобальных сетей с использованием
общепринятых стандартов.
Сегодня программа действует в 168 странах.
В 11 тысячах Сетевых академий Cisco прошли обучение более двух
миллионов слушателей.
Направления и уровни
сертификации
Cisco Systems
CAr
Сети
хранения
данных
CCIE
S.N.
Маршрутизация Безопасность
и коммутация
CCIE
R&S
CCIE
Security
Передача
голоса
Беспроводные Проектирова- Сети сервиссети
ние сетей
провайдеров
CCIE
Voice
CCIE
Wireless
CCDE
CCIE
S.P.
Эксперт
CCNP
CCSP
CCVP
CCNP
Wireless
CCDP
CCIP
Профессионал
CCNA
Security
CCNA
Voice
CCNA
Wireless
CCDA
CCNA
Специалист
CCENT
Техник
Сетевые академии Cisco проводят обучение
по курсам:
CCENT – Cisco Certified Entry Network Technician
(сертифицированный Cisco сетевой техник)
CCNA – Cisco Certified Network Associate
(сертифицированный Cisco сетевой специалист)
- CCNA Discovery
- CCNA Exploration
CCNP – Cisco Certified Network Professional
(сертифицированный Cisco сетевой профессионал)
CCNA Security (сертифицированный Cisco сетевой специалист по
безопасности)
Сертификаты Cisco Systems подтверждают квалификацию
сетевых специалистов международного уровня во всем мире.
Сетевая академия Cisco позволяет каждому
получить:
- глубокие систематизированные знания в области построения
локальных, корпоративных, глобальных компьютерных сетей;
- практические навыки настройки телекоммуникационного
оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов) компании Cisco
Systems;
- возможность подготовиться к сертификационному
экзамену;
- возможность существенно улучшить знание
технического английского языка.
D-Link
Подготовка кадров
в области сетевых технологий
Компанией разработаны оригинальные учебные
материалы
«Базовые сетевые технологии»
«Технологии коммутации»
«Беспроводные технологии»
«IP‐телефония»
«Технологии безопасности»
«Технологии последней мили»
D-Link
В состав учебных
материалов входят
• Учебное пособие с описанием технологий,
особенностей
работы
оборудования
и
практическими примерами его использования
• Презентация к учебному пособию
• Методические указания для проведения
лабораторных работ
D-Link
Международная
программа обучения
D‐Link Academy
D‐Link Academy включает в себя учебные
курсы для поддержки сертификационных
программ D‐Link Certified Professional
(DCP), D‐Link Product Specialist (DPS), D‐Link
Certified Specialist (DCS).
Сдав экзамены по требованиям этих программ на
образовательном портале D‐Link Expertise, можно будет
получить международный сертификат