Компьютеры каких двух европейских стран первыми подключились к интернету по подводному кабелю
Количественный и качественный рост современных технологий удивляет нас с каждым годом всё больше и больше. В своё время появление сети Интернет стало невероятным рывком в развитии всех отраслей. К настоящему моменту практически каждый человек ежедневно использует доступ к всемирной сетке. Для некоторых это рабочая необходимость, кто-то общается и делится подробностями своей жизни в Сети. Многие используют Интернет для просмотра фильмов, участия в онлайн играх, а ещё на просторах Сети открываются безграничные пространства для тех, кто хочет научиться чему-то новому.
В нашей сегодняшней статье мы разберемся, что же из себя представляет Интернет, когда он появился и как развивался, а также узнаем, в каком году Россия подключилась к всемирной сетке. Также мы узнаем, откуда в глобальной сети появляются деньги и информация по любому заданному нами вопросу.
Этапы развития Интернета
Для начала разберемся, что собой представляет Интернет. По сути это определенное количество дата-центров, находящихся в разных точках планеты. От этих точек к различным распределителям и провайдерам протягиваются оптоволоконные сети, по которым и передается сетевой ресурс. А теперь немного углубимся в историю появления и развития Интернета.
В 1961 году появились первые технологии, которые позволяли передавать данные с одного компьютера на другой. Эти технологии были первыми аналогами известной нам сети Интернет. С течением времени учёным удалось достичь желаемой цели, и передача данных стала реально осуществимой и достаточно отлаженной процедурой. Тот проект, ставший прародителем глобальной сети назывался — ARPANET. К 1972 году были разработаны и запущены в использование протоколы с названием TCP/IP. Они, кстати, широко используются и по сей день.
С течением времени TCP/IP прекратил своё существование, а на смену ему пришёл известный нам проект Internet. Невероятное множество различных мелких сеток всего мира объединилось под крылом грандиозного проекта. Таким образом Интернет стал для всех сетей связующим элементом. В 1994 году на просторах всемирной сети начали производиться торговые операции и были совершены первые хакерские атаки.
В 1995 году к Сети было подключено уже более 6 млн. серверов. Говоря «сервер», мы подразумеваем оборудованные точки хранения информационных данных. К настоящему времени их, конечно же, в десятки раз больше. Теоретически, при имеющемся желании и технической возможности из личного компьютера можно сделать сервер. Проще говоря, ты сделаешь из своего компьютера домашнюю мини-версию дата-центра, с которого любой желающий сможет скачивать интересующую его информацию. Также на сервере можно устанавливать различные сайты.
Не ARPANETом единым
Уже в 1983 ARPANET состояла из 4000 хостов. Несмотря на изначальную сугубо военную направленность проекта, многие другие организации посчитали его крайне удобным. Среди них были университеты, предприятия, городские службы и многие, многие другие. Таким образом, ARPANET был разделен на две части: одноименную для гражданских нужд и военную MILNET. Несмотря на произошедшее разделение, Министерство обороны США продолжало поддерживать ARPANET, пусть даже военные организации более не использовали эту сеть для своих нужд.
Ранее мы не упоминали о еще одном «брате-близнеце» ARPANET – сети, созданной Национальным научным фондом для проведения научных исследований. Это позволило многим учреждениям, которые ранее не имели возможности подключиться к ARPANET, общаться по «собственным» каналам. CSNET начала работу в 1981 году и стала предшественницей высокоскоростной NSFNET, объединившей национальные научные фонды и ставшей основой современного интернета.
К слову о скорости. Прежних 50-56 кбит/с было крайне мало для эффективной коммуникации внутри постоянно растущей сети компьютеров. Благодаря компании MCI Corporation, сеть была существенно модернизирована путем внедрения новых линий T-1. Они позволяли передавать данные на скорости до 1,5 Мбит/с. В свою очередь, IBM разработали более совершенные маршрутизаторы, а компания Merit взяла под свой контроль все вопросы по управлению сетью. Уже к концу 1980-х в разработке находилась линия T-3, которая позволяла разогнать сети до 45 Мбит/с.
О существенной части дальнейшей истории интернета мы уже рассказывали ранее. 6 августа 1991 года свет увидела Всемирная паутина, знаменитая World Wide Web, и интернет официально «встал на крыло», а к 1993 году, появился первый графический браузер Mosaic.
/ Браузер Mosaic, сыгравший важную роль в популяризации интернета
60-е: предпосылки появления интернета и ARPANET
Как и многие другие передовые технологии, интернет в его первичной форме зародился в военных штабах Америки. Холодная война грозила США множеством бед, в том числе, и запуском межконтинентальных ядерных ракет. Советские технологии внушали страх и трепет, а запуск первого автономного летательного аппарата в 1957 году не только подарил всему англоязычному миру неологизм «sputnik», но и заставил оборонную промышленность работать на опережение.
Одним из следствий этой работы стало создание ARPA, агентства перспективных исследовательских проектов. В компетенции агентства была разработка технологий, которые могли бы дать США весомое преимущество в Холодной войне и возглавить гонку вооружений, а в случае открытой конфронтации — помочь в защите страны.
К 1962 году агентством были сформированы первые тезисы о некой взаимосвязанной сетевой системе, которую Дж.К.Р. Ликлайдер из Массачусетского технологического института назвал «галактической сетью». Вкратце, галактическая сеть предполагала мгновенное получение доступа к любой информации в электронном виде, находящейся на множестве взаимоудаленных компьютеров. Теперь требовалось понять, как именно эти компьютеры будут связаны.
/ Дж.К.Р. Ликлайдер, гений, инноватор и крестный отец интернета
В то же самое время, благодаря исследованиям ВВС США, заказанным с целью определить, каким образом вооруженные силы смогут сохранять командование в случае ядерного удара, к «галактической сети» прибавился еще один кирпичик будущего интернета: технология коммутации пакетов (packet switching).
Поскольку США требовалось построить децентрализованную модель командования, при которой, независимо от степени нанесенного врагом ущерба, ВС не теряли бы контроль над собственным оружием, самолетами и бомбардировщиками и могли продолжать оборону, внедрение технологии коммутации пакетов решало эту задачу.
В 1968 году в США началось строительство ARPANET, сети-предшественника современного интернета, которой было суждено стать плацдармом для обкатки множества технологий, которые мы используем и по сей день.
В 1969 году, 29 октября, состоялся первый успешный сеанс связи между двумя компьютерами. Первый находился в Массачусетсе, второй – в Калифорнии, оба принадлежали местным техническим университетам. Расстояние между компьютерами составляло порядка 640 км.
В 21:00 по местному времени Чарли Клайн попытался подключиться к компьютеру Стэнфорда и передать 5 символов, слово ”LOGIN”, однако сеть оборвалась, и удалось ввести только два первых символа. В 22:30 соединение было восстановлено, и вторая попытка увенчалась успехом. Кстати, успешность передачи фиксировалась в ходе прямого телефонного разговора с Биллом Дюваллем. С третьей попытки все символы слова были получены, и интернет, можно сказать, наконец «родился».
Эксперимент показал, что компьютеры не только могут быть физически соединены друг с другом, но и способны обмениваться данными и программами. Тем не менее, способ связи с помощью низкоскоростной телефонной сети уже тогда не мог считаться надежным и приемлемым.
ARPANET был построен на базе четырех миникопьютеров Honeywell DP-516, оснащенных 24 кбайт оперативной памяти и расположенных в университетах Санта-Барбары, Лос-Анджелеса, Стэнфорда и Юты. Данные передавались со скоростью до 56 Кбит/с.
/ DDP-516
/ Один из первых IMP, выполнявших функцию маршрутизаторов и использовавшихся в ARPANET с конца 60-х по 1989 год
Команда, работающая над IMP, назвала себя «IMP Guys».
/ Команда IMP (слева направо): Трутт Тэтч, Билл Бартелл, Дейв Уолден, Джим Гейсман, Роберт Кан, Фрэнк Харт, Бен Баркер, Марти Торп, Уилл Кроутер и Северо Орнштейн. Берни Козелла на фото нет.
Связь с Россией
С точки зрения надёжности оптимально размещение сервера возле крупнейшей точки обмена трафиком, которая связывает Россию с мировым интернетом.
России в каком-то смысле повезло. Рядом с российским сегментом интернета располагаются крупнейшие в мире сетевые хабы. Самая близкая географически и, по стечению обстоятельствам, самая крупная в мире из точек обмена трафиком — DE-CIX во Франкфурте. Сюда подключены три крупнейших российских оператора обмена трафиком MSK-IX (2 Тбита/с), Data-IX (2 Тбита/с), W-IX (1 Тбит/с), со средней нагрузкой 3,2 Гбита/с.
На карте магистральных сетей «Ростелекома» и карте международного магистрального оператора RETN показано, по каким каналам российский сегмент подключается к крупнейшим мировым точкам обмена. Обозначена и новая быстрая линия «Ростелекома» из Москвы во Франкфурт.
Карта магистральных сетей «Ростелекома»
Карта магистральных сетей RETN
Для обмена трафиком операторы могут заключать соглашения друг с другом или выбрать более продвинутый пиринг вроде W-IX. Эта система работает внутри одного города на втором уровне, и связь между участниками осуществляется, как и в любом другом пиринге, напрямую. В то же время, через роут-сервер осуществляется связь со всеми другими точками обмена трафиком, в которых W-IX является участником.
W-IX
W-IX имеет свои международные каналы между крупнейшими точками обмена трафиком.
W-IX
Эксперты отмечают, что в последние годы наметилась некоторая тенденция к локализации трафика, когда серверы размещают внутри национальных границ той страны, где находится основная аудитория. В пользу локализации играет распространение CDN-сервисов и меры информационной безопасности, связанные с угрозой утечек конфиденциальной информации. Сейчас не только Россия, но и другие страны рассматривают законы, обязывающие хранить конфиденциальную информацию (в том числе финансового и медицинского характера) только внутри страны.
К счастью, требования локализации затрагивают только ограниченное количество веб-сайтов, так что интернет-компании по-прежнему могут выбрать место хостинга исходя из собственных потребностей. Размещение серверов рядом с глобальными сетевыми хабами делает серверы доступнее для глобальной аудитории и выходит гораздо дешевле, потому что вокруг хабов концентрируется вся соответствующая сетевая инфраструктура, в том числе дата-центры и хостинг-провайдеры.
Сейчас в обжитой части планеты практически не осталось точек, где не найдется ни одного, даже самого завалящего способа подключиться к интернету. И речь идет вовсе не о конечных устройствах пользователей, а о том, что практически весь земной шар опутан коммуникационными линиями, а там, где возможности проложить кабель нет, приходят на помощь спутники.
Но Москва не сразу строилась, и язык не всегда до Киева доводил. История становления всемирной паутины, начавшаяся более полувека назад, многогранна и интересна. Мы решили продолжить наш рассказ о развитии интернета, и сегодня хотим разобраться, пробежавшись по десятилетиям, как именно происходило становление инфраструктуры, как одни технологии сменялись другими, и мир телекоммуникаций становился таким, каким мы знаем его сегодня.
Двадцатый век с точки зрения информации вполне можно определить как эпоху, когда люди научились транслировать данные из одного источника миллионам удаленных устройств. В качестве источника выступали радио- и телевещательные станции, а получателями были все, кто имел доступ к радио или телевизору.
В то же самое время активно развивались и телефонные сети. К середине XX века практически любой человек мог запросто позвонить в любую точку родного города или страны, а компании могли собирать телефонные конференции для нескольких абонентов одновременно.
Где берут Интернет отечественные провайдеры?
В настоящее время существует несколько вариантов передачи данных. Наиболее распространенным является соединение с оптоволоконной сетью через кабель. В местностях, где нет возможности проложить оптоволокно, сигнал сети передается с помощью спутников. Деятельностью по организации технической стороны вопроса приёма-передачи данных занимаются компании-провайдеры.
Суть их деятельности заключается в первую очередь в установке необходимого количества серверов на обслуживаемой территории. Серверы между собой соединяются радиоканалами и проводами, и далее вся сетка подключаются к более крупным компаниям-провайдерам, находящимся в других городах. Таким образом получается, что у крупных и гигантских компаний часть Интернета идёт к более мелким провайдерам.
Благодаря оптоволоконным кабелям информация может передаваться на очень большие расстояния. Вот например из США в Россию интернет «идёт» по оптоволокну, проложенному на дне Атлантического океана. И диаметр этого глубоководного кабеля составляет около 70 миллиметров. Все оптоволоконные кабели, соединяющие серверы, и, соответственно, передающие Интернет, представляют собой всемирную паутину (web, что с английского является вторым названием Сети).
Крупнейшие хабы
На физическом уровне интернет представляет сеть хабов (точек обмена трафиком), связанных магистральными каналами. В точках обмена трафиком концентрируется не только трафик, но и сетевая инфраструктура (дата-центры, хостинг и т.д). Крупнейшие точки обмена находятся во Франкфурте, Амстердаме, Лондоне и Париже. В каком-то смысле эти города можно считать столицами мирового интернета. По крайней мере, точно крупнейшими сетевыми узлами, вместе с Нью-Йорком, который тоже входит в пятёрку основных хабов.
В списке крупнейших точек обмена трафиком в мире лидируют DE-CIX (пиковая пропускная способность 5178 Гбит/с), AMS-IX (4270 Гбит/с). Российская MSK-IX находится на 5-м месте (2135 Гбит/с).
Совокупная пропускная всех международных каналов связи составляет 180 Тбит/с (на 2015 год).
По количеству международных каналов Европа долгое время была абсолютным лидером, превосходя любой другой континент. Но сейчас примерно столько же у Северной Америки (читай — у США), далее Азия, Южная Америка и Африка. Ещё десятилетие назад более половины международных каналов связи на планете приземлялись в Европе. Сейчас уже меньше половины, но Европа всё равно остаётся ключевым узлом в глобальной Сети.
Европейский узел отличается от остальных континентов ещё одной деталью: около 70% международного трафика перемещается между городами внутри континента. Для сравнения, у Южной Америки и Африки прямо противоположная картина: 80% каналов уходят к другим континентам, Кстати, 60% внешних каналов Южной Америки подключены к одному зарубежному городу: Майами. Так что если в Майами случится блэкаут, из интернета частично выпадет Южная Америка.
Почти все каналы связи между континентами прокладываются по дну океана.
70-е: взрывной рост интернета
/ Логическая схема ARPANET, март 1977
К 1971 году количество компьютеров, подключенных к ARPANET, выросло почти в 6 раз: теперь основу сети составляли 23 хоста. Люди ступали на новые, еще неизведанные земли, и каждый новый шаг был инновацией. Так, в первые же дни работы ARPANET был придуман и внедрен протокол NCP, Network Control Protocol. Однако еще одно изобретение стало, как сейчас это принято называть, киллер-фичей интернета: электронная почта.
Тем не менее, энтузиастам из США со временем стало тесно в пределах родной страны. Требовалось расширить горизонты коммуникации и установить связь со странами по ту сторону Атлантики. Здесь стоит сделать небольшое отступление и поговорить о том, каким образом была впервые налажена прямая «кабельная» связь между Америкой и Европой.
Как в Интернете появляется та или иная информация?
Что мы делаем, когда нам нужно найти информацию по интересующему нас вопросу в интернете? Вводим запрос в поисковую строку. И поисковик выдает нам массу информации по заданному вопросу. Но как весь этот объем информации, а он часто очень велик, появляется на просторах Сети? Всё очень просто. Вся эта информация — дело рук человеческих. Один человек создал свой сайт, написал для него статью и опубликовал. А мы её нашли в соответствии с собственным запросом. С развитием Сети развивалась и её наполняемость. В наше время здесь можно найти ответ на любой вопрос.
При создании сайтов многие их владельцы обращаются за услугами хостинг провайдеров. Суть оказываемых услуг заключается в сохранности сайтов. Благодаря супер современному и мощному оборудованию провайдеры сохраняют всю информацию сайта (от фона и текста до меню и настроек) с открытым доступом для пользователей Сети. Каждый переход на сайт автоматически подключает твой компьютер к серверу, на котором этот сайт закреплён.
Откуда в Интернете деньги?
Изначально финансы в интернете появились благодаря рекламе. Заказчики рекламных публикаций оплачивали переводами её создание и размещение. Увеличение рекламных публикаций повлияло на увеличение количества предлагаемых к исполнению платежных систем. Всем известная компания Webmoney, которая ввела в пользование транзакционные операции, начала свою работу с 1998 года.
В наши дни в интернете крутятся огромные суммы денег. С каждым днём их объем увеличивается, ведь пользователи регулярно осуществляют переводы денежных средств, оформляют покупки в онлайн магазинах, погашают кредиты.
Инфографика TeleGeography
Google запускает рой воздушных шариков в стратосферу, а Facebook — армию беспилотников на солнечных батареях. Но это лишь маленькие игрушки гиков, которые мечтают покрыть связью всю планету. Их амбициозные сервисы станут крохотным дополнением к мощной базовой инфраструктуре Всемирной сети — разветвлённой сети наземных и подводных магистральных каналов. Вот где настоящая кровеносная система современной цивилизации. Именно здесь бьётся её пульс.
Через океан
Первый телеграфный кабель был проложен по дну Атлантического океана более чем за 100 лет до описываемых событий, в 1857 году. Тем не менее, по ряду причин (отсутствие опыта у участников экспедиции, несовершенная изоляция и пр.) уже через несколько недель этот кабель приказал долго жить. Спустя 10 лет по дну Атлантики было проложено уже несколько телеграфных кабелей с куда лучшей изоляцией, а к 1919 году их общее число увеличилось до 13.
/ Фрагмент первого телеграфного трансатлантического кабеля
К середине ХХ века возникла объективная надобность в прокладке уже телефонных кабелей. Первый телефонный кабель, ТАТ-1, был проложен в 1956 году и прослужил чуть более 20 лет.
/ Фрагмент TAT-1
/ Первые маршруты пролегания трансатлантических кабелей
До прокладки кабелей из Европы было вполне возможно позвонить в США путем длинноволновой радиосвязи. Тем не менее, эти услуги стоили весьма немало, а качество связи все равно оставляло желать лучшего.
Именно с помощью телефонного кабеля была впервые налажена связь США и Норвегии со скоростью 2,4 Кбит/с по ARPANET.
Таким образом, проект, разработанный военными для военных, стал чем-то большим и постепенно обрел независимость. Спутники, с помощью которых уже в конце 1970-х было налажено трансатлантическое соединение (SATNET), принадлежали уже не ВС США, а консорциуму стран, подключенных к сети.
Еще одним изобретением 70-х стал стандарт Ethernet, разработанный для более удобной организации локальной сети и передачи данных между компьютерами на высокой скорости. Этот стандарт в практически неизменном виде используется и сегодня.
Помимо Ethernet, еще одним важным нововведением 1970-х стал протокол UUCP (Unix to Unix Copy). Он позволял быстро обмениваться файлами между компьютерами под управлением Unix и со временем «превратился» в Usenet, сеть, с помощью которой миллионы людей до сих пор обмениваются новостями, отправляют электронную почту и файлы.
Переломный момент случился уже в следующем десятилетии и фактически создал тот интернет, которым мы сейчас пользуемся. Достаточно будет сказать, что в 1977 году к сети было подключено около 111 компьютеров, а в 1989 их число превысило 100 000.
Виртуализация x86 и облака
Впервые аппаратная виртуализация была реализована в 386-х процессорах и называлась V86 mode. Режим позволял запускать параллельно несколько DOS-приложений.
В 2005-2006 году компании Intel и AMD представили решения аппаратной поддержки виртуализации — INTEL VT и AMD-V. Были введены дополнительные инструкции для предоставления прямого доступа к ресурсам процессора из гостевых систем, набор которых назывался Virtual Machine Extensions (VMX).
Уже в 2008 году в нашей стране стали появляться облачные провайдеры. Именно тогда была основана компания ИТ-ГРАД, а также запущено корпоративное облако IaaS. В 2020-ом ИТ-ГРАД — это 12 площадок в России и СНГ, а также более 2000 успешно реализованных проектов миграции в облако.
История интернета поистине необъятна, поэтому мы искренне будем рады вашим дополнениям и комментариям. В следующей статье мы расскажем о становлении сетей в СССР и проектах, которые так и не увидели свет.
Буквально сразу же после появления на свет детища Самуэля Морзе — телеграфа, возникла идея о соединении телеграфной линией Великобритании и Франции. Воздушные линии, уже применяемые в мире, были для этого непригодны — сложно представить себе провода, идущие над разделяющим остров Англия и Европейский континент проливом Ла-Манш, ширина которого составляет несколько десятков километров. Тогда и возник план проложить кабель по дну (рис. 1). Однако, англичанин Уитстон, предложивший этот проект, тут же столкнулся с серьезной проблемой. Для долгого нахождения в разъедающей морской воде кабель нуждался в соответствующей изоляции. Выход искали с 1837 г., и он нашелся, хотя и не сразу — немецкий инженер Вернер Сименс (отец уже известных нам братьев Сименсов) предложил изолировать подводный кабель гуттаперчей — отвердевшим соком тропических деревьев, произраставших в Малайе. До этого были предложения изолировать электрические провода с помощью шелка (американский физик Джозеф Генри) или хлопчатобумажной ткани, покрытой слоем озокерита — воскообразной массой нефтяного происхождения (русский ученый П.Л. Шиллинг).
В 1851 г., со второй попытки (первая провалилась из-за того, что только что проложенный кабель был порван якорем рыбацкой лодки), были соединены французский город Кале и английский Дувр. Между ними по дну Ла-Манша пролегал 30-километровый телеграфный кабель. В те годы кабель укладывался на дно, просто разматываясь с бобины, установленной на корабле. Причем первый кабель был настолько легким, что не желал тонуть, и к нему приходилось привязывать свинцовые грузила.
Первые попытки проложить трансатлантический кабель для телеграфной связи были предприняты еще в 1857 г. «Нью-Йоркской, Ньюфаундлендской и Лондонской телеграфной компанией» (позже переименованной в «Атлантическую телеграфную компанию Великобритании»). Много неудач преследовало этих первопроходцев. Им мешали погодные условия, однажды кабельная медная жила не выдержала нагрузки и порвалась на половине работы; однако все-таки компании и ее неутомимому главе Сайрусу Филду (рис. 2) удалось выполнить эту работу.
Однако кабель, видимо из-за недостаточного качества изоляции, пришел в негодность буквально через несколько недель. По отзывам очевидцев, уже вторая часть поздравительного послания английской королевы президенту США принималась по новому кабелю несколько часов. То, что годилось для мелкого пролива Ла-Манш, не подходило для огромных территорий и глубин Атлантического океана (в некоторых местах кабель укладывали на глубину до 4500 метров). В последующем, несмотря на значительное улучшение качества изоляционного покрытия, история повторялась, и для формирования устойчивой связи приходилось соединять материки сразу несколькими медными телеграфными кабелями. В этой ситуации, при выходе из строя одного, остальные продолжали работать. Ситуация осложнялась тем, что при технологиях XIX в. найти место повреждения на огромной глубине Атлантики было невозможно, не говоря уже о починке.
Такое положение породило, например, грандиознейший проект Нобеля и компании «Вестерн Юнион», по которому они намеревались соединить Европу и Америку телеграфной связью через Россию. Предполагалось, что голые провода, расположенные на воздушных опорах-столбах, будут гораздо дешевле специализированного морского кабеля и, пройдя через Сибирь, свяжут континенты. Относительно небольшой (150 км) подводный участок, который предполагали провести по дну Берингова пролива, трудностей бы не составил — как мы уже знаем, опыт прокладки морского кабеля на небольшие расстояния у европейских инженеров вполне имелся. Однако, проблемы административного и финансового характера не дали реализоваться этому проекту, несмотря на то, что он уже начал осуществляться. По рассказам очевидцев, до сих пор на Чукотке стоят старые столбы той самой линии, провода по которым так и не провели… Через век идея аналогичного проекта, но на сей раз с применением телефонных проводов, возникла на недолгое время и также ушла в небытие. На сей раз к возможным проблемам добавились причины политического характера.
Как создавался в то время кабель для подводной линии (см. рис. 3)? Медные проволоки изолировались хлопчатобумажной пряжей, предварительно вываренной в парафине. Пряжа накладывалась на проволоку методом обмотки в двух противоположных направлениях. Требуемое количество изолированных жил затягивалось в свинцовую трубу, которая затем наматывалась на барабан, и все вместе помещалось в резервуар, заполненный расплавленным парафином. Один конец свинцовой трубы подключался к воздушному насосу, который прогонял через трубу парафин, вытеснявший при этом воздух. Заключительными операциями были перемотка кабеля через резервуар с холодной водой — при этом парафин, заполнивший свободные промежутки в сердечнике, затвердевал — и протягивание через обжимную волоку. Это был первый пример применения заполнителя для защиты от проникновения влаги внутрь сердечника.
В 1852 г. соединены подводным кабелем Англия и Ирландия, в 1854 г. — средиземноморские острова Корсика и Сардиния. В те же годы обязательной деталью подводных кабелей становится броня из нескольких стальных проволок.
В 1869 г. вступила в действие кабельная подводная линия Лондон-Калькутта, длина которой составляла почти 20 тысяч км. В 1872 г. была установлена прямая кабельная связь между Европой и Южной Америкой, а затем между Австралией, Индией и Канадой.
В 1880 г. проведена первая опытная сушка волокнистой изоляции жил под вакуумом. Следующим шагом, по сути переходным от телеграфных к телефонным кабелям, явилось предложение содержать кабельные линии с целью защиты от влаги под избыточным давлением не масла, а воздуха или газа. Смысл идеи состоял в том, что при возникновении дефекта уплотнения в месте сращивания труб находящийся под давлением газ будет препятствовать проникновению влаги из атмосферы внутрь трубы. Это стало решающей ступенью в развитии кабелей, значительно увеличив сроки их эксплуатации.
Россия в XIX в. объективно отставала от самых развитых держав мира в области электротехники, что видно на всемирной карте прокладки кабельных сетей (рис. 6).
В 1891 г. русскими инженерами были проложены подводные кабели «Одесса—Константинополь» и «Севастополь—Варна». Первый морской телефонный кабель соединил в том же году Англию и Францию.
Соединение разных концов Тихого Океана произошло в 1902 г., когда появилась линия Канада—Австралия.
В 1910 г. было получено новое вещество — парагутта. Это была специальным образом обработанная смесь из гуттаперчи, резины и воска, не уступающая гуттаперче по механическим свойствам и превосходящая ее по электрическим. Потери сигнала в таких кабелях уменьшились в несколько десятков раз.
В 1914 г. пошла связь по первому подводному телеграфно-телефонному кабелю между Гельсингфорсом (ныне столица Финляндии Хельсинки) и Петербургом. До этого города соединялись проводной линией по суше.
Жизненную важность связи понимали все стороны в разыгравшейся вскоре Первой Мировой войне. В ноябре 1914 года германский крейсер «Эмден» высадил десант на Кокосовых островах в Индийском океане, который уничтожил ретрансляционную станцию, связывавшую с помощью морского кабеля Южную Африку, Индонезию и Австралию. Кабели были перерезаны.
В 1918 г. представители ирландской националистической организации «Шинн Фейн» (политическое крыло радикально-террористической Ирландской Республиканской Армии) перерезали подводный кабель, связывающий Ирландию и Англию.
В 1919 г. число трансатлантических телеграфных кабелей приблизилось к двум десяткам, большинство из них принадлежало англичанам. Общая длина подводных линий по всему миру составляла на тот момент около 300 тыс. километров.
В 1927 г. между Европой и Североамериканским континентом создана радиотелефонная связь. Переговоры между Старым и Новым светом осуществлялись с помощью длинноволновой радиосвязи и были довольно дороги. Использовать же для телефонной связи имевшиеся межконтинентальные кабели было невозможно — ими можно было передавать телеграфные сигналы, но невозможно (исключая короткие расстояния) транслировать более сложные, звуковые колебания, составляющие человеческую речь. В 1932 г. в СССР был создан трест «Связьпроект», принявший эстафету создателей систем связи и их традиции.
Новый этап морского кабельного строения начался с изобретением полиэтилена в 1933 г. Он тут же стал новой изоляцией, превосходящей по своим качествам все ее виды, имевшиеся ранее.
К работам по прокладке подводных кабелей были привлечены водолазы Экспедиции Подводных Работ Особого Назначения. Для ВМФ СССР ими были проложены подвод ные кабели связи вдоль побережья Черного моря, в Баренцевом море и Финском заливе. В 1941 г. трест «Связьпроект» преобразовали в Государственный институт по проектированию сооружений связи — «ГИПРОСВЯЗЬ».
В годы Великой Отечественной войны, во время блокады Ленинграда, через Ладожское озеро были проложены как всем известный «кабель жизни», так и две (резервирующие друг друга) линии подводных кабелей ВЧ-связи, созданные на «Севкабеле». Для этого использовалась специально оборудованная кабельная баржа.
В 1943 г. впервые при прокладке телефонного подводного кабеля используется подводный усилитель входящего сигнала (рис. 8). Выравниваясь с помощью направляющих вместе с кабелем по мере движения судна, усилитель надежно укладывался на морском дне (рис. 9).
Сделано это было при соединении островов Англси и Мэн, расположенных в Ирландском море. Вновь, в рамках новой Мировой войны, разыгралась битва на подводных коммуникациях. В первые же часы начала ВМВ обе подводные линии, связывавшие Германию (а точнее город Эмден) с Азорскими островами и Лиссабоном, были перерезаны противником.
Японский флот, памятуя об удачном десанте «Эмдена» тридцать лет назад, обстреливал все ту же ретрансляционную станцию на Кокосовых островах. Англичане не остались в долгу — в 1945 г. подводные лодки перерезали связь на линиях Сайгон—Сингапур и Сайгон— Гонконг. Это было не сложным делом — примерно зная расположение кабеля, судно проводило несколько раз траление подводного грунта в определенном направлении, кабель поднимался на поверхность, а затем осуществлялось его механическое перерубание. Обычно старались сделать это сразу в нескольких местах, дабы затруднить противнику поиски и ремонт повреждения. Лишь с появлением современных приборов разрыв найти не составляет никакого труда.
В 1956 г. наконец-то был проложен по дну океана трансатлантический телефонный кабель между Америкой и Европой. В 60-х годах для прокладки кабелей по морскому дну СССР заказывает в Финляндии специализированные суда.
«ГИПРОСВЯЗЬ» в это время проектирует подводные кабельные магистрали связи на Черном, Балтийском, Баренцевом и Охотском морях.
В настоящее время для подводных линий используются оптико-волоконные кабели. Современные кабели такого типа представляют собой довольно сложную конструкцию — оптоволоконный сердечник окружен несколькими слоями из разных материалов, металлов и полимеров, призванных, в первую очередь, защищать его от воздействия внешней среды. Кроме того, по самому кабелю проходит электрический ток, обеспечивающий питание промежуточных усилителей. Эти усилители располагаются вдоль всего кабеля на расстоянии порядка ста километров друг от друга — ставить их ближе друг к другу не только не нужно, но и вредно, поскольку сами эти усилители могут наводить некоторые искажения в сигнал. Они передают не только телеграфные и телефонные сигналы разного типа, но и обеспечивают Интернет-соединения. В 2004 г. компанией «Сименс» был проложен силовой подводный кабель между австралийской электростанцией и тасманийским городом Джорджтаун. Кабель так же содержит телекоммуникационную компоненту — оптоволоконную линию.
В современном подводном кабельном деле рассматриваются проекты по заглублению кабелей в поверхность дна, во избежание нанесения вреда морской экосистемы и возможного повреждения линии якорями судов и рыболовными тралами. Таковой стала, например, оптико-волоконная линия связи «Дания—Россия», проложенная совместными усилиями российских и датских специалистов в 1993 г.
Существует подводный гусеничный кабелеукладчик с буровой установкой, разработанный российскими учеными из «ГИПРО-СВЯЗИ». Эта машина служит для разработки плотных каменистых и глинистых грунтов на дне.
Современные кабельные суда способны укладывать все типы кабелей в любых погодных условиях с высокой точностью и на больших глубинах.
Несмотря на то, что кабели в наши дни несравнимо превосходят по надежности кабеля ХХ в. (не говоря уже о ХIХ), существует много причин их повреждений и обрывов. Подземные кабели могут быть повреждены при производстве различного рода земляных работ на трассе (например, при строительстве водопровода или газопровода) или в результате оползней почвы; из-за трения о грунт в ходе приливов и отливов.
Были случаи, когда кабели обрывало землетрясение, и когда их повреждали морские животные — в частности отмечены факты нападения на кабельные линии акул и кашалотов. Продолжает наносить ущерб и сам человек — например около трех лет назад в Юго-Восточной Азии местные преступники вырезали секцию кабеля, соединяющего Вьетнам, Тайланд и Гонконг, протяженностью 11 км и пытались сдать как лом цветных металлов. «Лома» кстати набралось около сотни тонн…
Подводные кабели, прокладываемые по дну рек, могут быть повреждены весенним ледоходом или якорями судов.
На сегодняшний день в мире насчитывается более двух сотен активно используемых подводных кабелей, соединяющих разные страны, и еще огромное количество кабельных линий, проложенных по морскому дну отдельными государствами для удовлетворения внутренних нужд. Как показывает опыт, даже спутниковые системы на данный момент не способны заменить подводный кабель — космические системы куда дороже в создании и обслуживании, менее долговечны и часто уступают кабельным линиям в передаваемых мощностях. Подводные кабели, несомненно, ждут долгая жизнь и дальнейшее усовершенствование.
Благодарим В.Н. Тульского, заместителя заведующего кафедрой электроэнергетических систем МЭИ, за предоставленный фотоматериал из журнала «Электричество» (№1, 1890 г.)
Литература
1. Малов О.В. «Краткий экскурс в историю российских подводных кабелей связи»//«Вестник связи» №2, 2009.
2. Артур Кларк. «Голос через океан». М., 1959 г.
3. Шухардин С.В., Ламан Н.К., Федоров А.С. Техника в ее историческом развитии. Москва., 1979г.
4. Рузов Л.В. и Яблочкин Ю.Н. Гатчина. Л.,1959 г.
5. Русский кабельный / под ред. М.К. Портнова, Н.А. Арской, Р.М. Лакерник, Н.К. Ламан, В.Г. Радченко. М., 1995.
6. Ламан Н.К., Белоусова А.Н., Кре-четникова Ю.И. Заводу «Электропровод 200» лет. М.,1985.
7. Валеева Н.М. Время оставляет след. М., 2009.
8. Горбунов О.И., Ананьев А.С., Перфилетов А.Н., Шапиро Р.П-А. 50 лет научно-исследовательскому проектно-конструкторскому и технологическому кабельному институту. Очерки истории. СПб., 1999.
9. Севкабель.120 лет / под ред. Л.Улитиной. СПб., 1999.
10. Шитов М.А. Северный кабельный. Л., 1979 .
Интернет — неотъемлемая часть нашей жизни, невероятно сложная сеть, строившаяся на протяжении многих лет, фактически — это сеть кабелей опоясывающих всю Землю, в том числе проходящая через моря и океаны. Человечество прошло долгий путь с момента прокладки первого трансатлантического подводного телеграфного кабеля в 1858 году между Соединенными Штатами и Великобританией. В этой статье мы расскажем о том, как Интернет преодолел «водные барьеры», многокилометровые глубины и подводные катаклизмы, какие сложности были на пути и как невероятно сложно поддерживать эту систему в связанном состоянии в наше время, каких колоссальных затрат средств и энергии это требует.
Подводная Холодная война: операция «Березка»
Ежемесячно американские военные забирали пленки с записями телефонных переговоров советских моряков и устанавливали новые. Они передавались в АНБ США, где обрабатывались, и информация из них передавалась другим правительственным агентствам. Прослушивание первых пленок показало, что советские моряки были так уверены в том, что никто не мог подслушать их телефонные разговоры, что сам телефонный сигнал передавался в незакодированном виде. Содержание разговоров советских высокопоставленных моряков оказалось очень важным для понимания смысла действий военно-морского флота СССР в регионе.
Впоследствии удалось установить усовершенствованное разведывательное оборудование на линиях связи СССР в других уголках мира, например в Баренцевом море. Оборудование было изготовлено американской компанией AT&T. В нем использовалась ядерное энергетическое оборудование, позволяющее автономно работать в течение года.
Операция продолжалась до 1981 года, пока не стало известно о том, что в районе расположения разведывательного устройства появились советские корабли. США сразу отправили подводную лодку USS Parche с заданием забрать устройство, но американцам не удалось его найти.
Человеком, который погубил эту тайную операцию, был Рональд Уильям Пелтон, 44-летний ветеран АНБ США, хорошо владевший русским языком и являвшийся высококвалифицированным специалистом в области связи. Пелтон был азартным человеком и проиграл значительные средства в игровые автоматы, его долг составлял 65 000 долларов США. К тому же он был недоволен своим статусом в АНБ США, получая вознаграждение в 2000 долларов в месяц. За три месяца до увольнения с АНБ Пелтон обратился в суд о признании его банкротом. В январе 1980-го Пелтон обратился в посольство СССР в Вашингтоне и предложил свои профессиональные знания в обмен на деньги от КГБ.
Пелтон не передавал советским разведчикам никаких документов: он все рассказал по памяти. У него была феноменальная фотографическая память. От представителей КГБ Пелтон получил 35000 долларов США. В обмен он передавал все, что знал, с 1980-го по 1983-й год. Пелтон также рассказал об операции «Березка», за что получил от КГБ 5000 долларов США. Все это стало известно только со слов самого Пелтона. Советское руководство не отреагировало на эту информацию.
В июле 1985 года в США бежал полковник КГБ Виталий Юрченко, который был связным Пелтона в Вашингтоне. Юрченко рассказал американцам о Пелтоне, которого впоследствии арестовали. Только после этого советское руководство решило проверить информацию Пелтона об операции «Березка». СССР удалось найти устройство американцев. Впоследствии его выставили в одном из музеев в Москве.
После ареста Пелтон быстро признался в измене и шпионаже в пользу СССР. В 1986-м году он был осужден пожизненно судом присяжных, не смотря на то, что веских доказательств, кроме его признания, против него не было. Сейчас Пелтон отбывает три пожизненных заключения, однако его досрочное освобождение запланировано на ноябрь 2015 года.
Успех операции США в Охотском море стал причиной проведения многочисленных подобных операций в последующие годы. К примеру, экипаж подводной лодки USS Parche в 1985-м году установил еще одно следящее устройство на кабеле в Баренцевом море, которое осталось незамеченым и использовалось вплоть до 1992-го года, а в Средиземном море было установлено следящее оборудование в 1985-м году на подводных кабелях между Европой и Северной Африкой. Эксплуатация USS Parche была завершена лишь в 2004-м году, ей на смену была введена в эксплуатацию USS Jimmy Carter, модифицированная версия подлодки со шлюзом на борту, который позволял дайверам выходить во внешнее пространство для проведения работ с кабелем.
C момента завершения «шпионской» Холодной войны подводные кабели связи получили широкое распространение в геометрической прогрессии по всему миру. По данным, опубликованным TeleGeography, компании, которая ведет учет и исследует рынок телекоммуникационных услуг, на данный момент существует 277 подводных волоконно-оптических кабелей в мире. Эти кабели доставляют 99% всего телекоммуникационного трафика, а их протяженность составляет 986 543 км. Ежедневно по ним передается объем данных, эквивалентный нескольким сотням библиотек Конгресса США. Этот массовый рост коммуникационных систем по всему миру заставляет развивать методы слежения и контроля соответствующим образом.
На изображении, представленном ниже, Вы можете наблюдать рост телекоммуникационных сетей с 1989-й по 2014-й годы.
Особая благодарность TeleGeography, сделавшей эти данные публичными.
Подводный шпионаж: «врезки» в волоконно-оптические кабели
Вернемся в 1970-е. Операция «Березка» стала первой операцией подводного шпионажа в истории. В то время использовались медные кабели, где сигнал передавался при помощи электрических импульсов. Советы были настолько уверены в безопасности своей линии связи, что передавали сигнал без применения какого-либо шифрования, американцам оставалось лишь записывать его и раз в месяц извлекать записи для прослушки.
Современные кабели — волоконно-оптические системы, где сигнал передается при помощи фотонов и шифрован. Современна задача прослушки может быть реализована одним из двух способов: либо путем сплайсинга (сращивания) кабеля и разделения потока фотонов призмой, либо путем изгиба кабеля до точки, когда начнется утечка данных. В документах, попавших в The Guardian в 2012-м году, Эдвард Сноуден показал, как британские и американские спецслужбы «прослушали» более 200 кабелей в рамках продолжающегося обширного шпионского проекта, инициированного в 2008 году, полностью подрывая конфиденциальность обычных граждан по всему миру. В тоже время The Guardian обнародовал, как британское разведывательное агентство GCHQ ежесуточно перехватывает данные в масштабах, эквивалентных 192-м Британским библиотекам.
Реакция общественности на эти «откровения» имела далеко идущие последствия. Reuters сообщил, что ЕС пригрозил приостановить соглашения об обмене данными с США до тех пор, пока Вашингтон не предоставит гарантии защиты частной жизни граждан ЕС. Французский поставщик телекоммуникационных услуг Orange намерен подать в суд на АНБ за незаконное использование их подводных кабелей. Он также сообщил, что Privacy International, международная организация-активист по защите приватности, базирующаяся в Британии, недавно подала иск против правительства Великобритании за шпионаж, нарушающий конституционные права граждан.
Более 80% международных волоконно-оптических коммуникаций Латинской Америки в настоящее время проходят через США, а это означает, что законы, принятые в других странах, будут в значительной степени бессильны против прослушки США. Президент Бразилии Дилма Руссефф объявила о планах инвестировать 185 млн. долларов в строительство трансатлантического волоконно-оптического кабеля, соединяющего её страну непосредственно со странами ЕС в обход территории США, которые, как она утверждает, будут «гарантировать нейтралитет» бразильского Интернет-трафика, тем не менее, остаётся неясным, как он будет защищен от американских или английских прослушек.
Сомнительная безопасность планируемого кабеля Бразилия-ЕС заставляет задуматься о гораздо более важном вопросе для сети волоконно-оптических кабелей — защите. Стоимость и материально-технические требования патрулирования таких обширных систем просто астрономические и в большинстве случаев невозможны без международной правительственной поддержки. Даже если частные компании имели бы ресурсы и мотивацию для защиты своих сетей, они по-прежнему могут быть принуждены правительством к «сотрудничеству». В самом деле, как сообщила Washington Post в 2013-м году, многие зарубежные и отечественные телекоммуникационные компании с каналами, ведущими в или из США, уже юридически вынуждены сотрудничать с ФБР, FCC и Департаментом внутренней безопасности, чтобы обеспечить полный доступ к их волоконно-оптическим кабелям.
Мы стараемся поддерживать устремленность в развитии технологий будущего, но иногда стоит оглянуться назад — на инновации прошлого. Мы с Вами живем в удивительном и волшебном мире, сейчас не составляет труда поговорить с собеседником через океан или даже устроить видеоконференцию, но большинство из нас до сих пор не осознает, какие невероятные сложности нужно было преодолеть, чтоб сделать такое общение возможным.
С открытием телеграфной связи и прокладкой первых наземных телеграфных кабелей воображение человека неизменно развивало эту идею, ведь по сути королева Виктория, вступившая на трон в 1837-м году, располагала средствами общения с отдаленными частями своей империи не более быстрыми, чем те, которыми располагал Юлий Цезарь.
Мало кому известно, но первая попытка использовать подводный кабель для телеграфного общения принадлежит Зёммерингу (Samuel T. von Soemmering), в 1811-м году он совершил прокладку через реку Изар, что возле Мюнхена, и провел испытания, которые показали всю важность и сложность изготовления хорошей изоляции. Годом позднее в России Павел Шиллинг успешно использовал еще не телеграфный, но подводный кабель для подрыва с берега снабженных электрическим запалом морских мин. В 1839-м году доктор О’Шонесси, возглавляющий Восточно-Индийскую телеграфную компанию, завершил прокладку телеграфного кабеля по дну реки Хугли, расположенной неподалёку от Калькутты. Успешным был проект или нет — к сожалению сейчас невозможно узнать, с того времени не сохранилось каких-либо записей. Но уже тогда стремительно развивались идея телеграфной коннективности между различными регионами, отделенных морями и даже океанами.
Из-за примитивности кабеля многим в то время его работа под водой казалась маловероятной, что в принципе было недалеко от истины. Однако, его и не пытались сделать прочным, ведь кабель будет спокойно лежать на дне пролива, где с ним ничего не может случиться. Свинцовыми трубами, чтобы защитить кабель от случайных повреждений, решили защитить только выходящие на берег концы.
Скептики изо всех сил пытались омрачить радость предпринимателей, а наиболее активными были те, кто меньше всего разбирался в особенностях данного проекта. Увидев уже подготовленный к прокладке кабель, один джентльмен сказал: «Эти люди не в своем уме: как можно подергивать такой длинный и толстый провод, если он к тому же лежит еще и на неровном морском дне», так как он был искренне убежден, что сигналы с одного берега на другой будут передаваться, как в домах вельмож (подергиванием провода, когда надо вызвать кого-нибудь из челяди).
80-е: BIND и DNS
Практически все технологии, которыми мы пользуемся сегодня, проходят сходный путь от хаоса раннего применения до жесткой стандартизации и упорядочивания.
Одним из важнейших «упорядочивающих» моментов стало создание системы доменных имен, DNS. Коснемся её истории, чтобы доказать важность этого нововведения.
Ранее для хранения числовых адресов компьютеров, подключенных к ARPANET и сопоставления их с именами узлов, использовался текстовый файл HOSTS.TXT на компьютере Стэнфордского исследовательского института. Все адреса назначались сугубо вручную, и для того, чтобы запросить имя хоста и адрес, а также добавить компьютер в файл HOSTS, требовалось позвонить по телефону в сетевой информационный центр.
К началу 80-х стало понятно, что ввиду роста числа подключенных компьютеров такой способ поддержания централизованной таблицы хостов становится чрезвычайно медленным и громоздким. Требовалось автоматизировать систему именования.
Первая версия сервера имен BIND была написана студентами Беркли Дугласом Терри, Марком Пейнтером, Дэвидом Ригглом и Сонгниан Чжоу в 1984 году. В середине-конце 1980-х активно создавались и утверждались новые спецификации DNS, а к 90-м годам BIND был перенесен на платформу Windows NT. BIND до сих пор широко распространен в Unix-системах (и не только) и по-прежнему является одним из самых широко используемых ПО DNS в интернете. Внедрение DNS принесло массу других нововведений, например – принудительное использование протокола TCP/IP для подключения.
Сети в Европе
Если магистральные каналы связи сравнить с кровеносной системой современной цивилизации, то Европа — её сердце.
Примерно в это время сформировалась окончательная структура сетевых магистралей в Европе с четырьмя крупнейшими в мире точками обмена трафиком.
- Франкфурт
- Лондон
- Париж
- Амстердам
Физическое местоположение серверов 100 самых популярных сайтов в некоторых странах, апрель 2015 год. Источник: TeleGeography
Первые «дата-центры»
Отдельно скажем несколько слов о первом «дата-центре» в мире. Если пойти на некоторые допущения, первым дата-центром можно считать компьютер ENIAC (электронный числовой интегратор и вычислитель, Electronic Numerical Integrator and Computer) 1945 года, использовавшийся для хранения боевых кодов ядерного оружия, расчетов траекторий полета бомб, прогнозирования погоды на территории СССР.
По правде говоря, история компьютера началась существенно раньше, в 1942-1943 гг., но ввиду новизны проекта и сложностей с получением одобрения от консервативных военных, строительство завершилось лишь в 1945 году. Разумеется, использовался он также в военных целях для произведения расчетов при разработке термоядерного оружия и таблиц стрельбы (а также для предсказания выпадения ядерных осадков на территории СССР на основании прогнозов погоды). Проект был продемонстрирован публике лишь спустя несколько месяцев после окончания войны и проработал в сумме ровно 10 лет, с осени 1945 по 2 октября 1955, когда состоялось его окончательное отключение. Примечательно, что первыми программистами ENIAC стали девушки:
- Мэрлин Мельцер
- Рут Лихтерман
- Кэтлин Рита Макналти
- Бетти Джин Дженнингс
- Франсис Элизабет Снайдер
- Франсис Билас
В чем-то ENIAC действительно был похож на современные дата-центры: отдельное помещение, оборудованное несколькими степенями защиты, ряды стеллажей с лампами, системы питания с резервированием, большой штат обслуживающего персонала и огромная ответственность перед «заказчиком».
Весил ENIAC приблизительно 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии и имел тактовую частоту в 100 кГц. Первая компьютерная комната в СССР площадью 60м2 появилась в 1951 году, но это, как говорится, уже совершенно другая история, которую мы затронем в одной из следующих статей.
Кстати, в 1995 году была создана кремниевая интегральная микросхема ENIAC-on-A-Chip размерами 7,44 мм × 5,29 мм, в которой с помощью 250 000 (по другим данным — 174 569) транзисторов была реализована логика, аналогичная ламповому ЭНИАКу.
Однако этот компьютер был лишь похож на дата-центры, ни о какой виртуализации в данном случае речи не шло, хотя эпоха уже позволяла о ней говорить.
Подводные бэкбоны
Подводный интернет — наверное, самая интересная (и секретная) часть мировой сетевой инфраструктуры. Секретная, потому что просто так вы не найдёте точную карту прокладки конкретного кабеля. Россия и некоторые другие страны держат эту информацию в секрете, и на то есть веские причины (см. статьи на Хабре «Подводная лодка USS Jimmy Carter, её специальные задачи», «Скрытное подсоединие к оптоволокну: методы и предосторожности»). От постороннего подключения не защищён ни один кабель, где бы он не находился.
Карта подводных кабелей 2016 года
По данным на 2014 год, по дну океана проложено 285 кабелей связи, из них 22 не использовались, это так называемые «тёмные кабели» («тёмное оптоловокно») — такие неиспользуемые кабели в большом количестве есть и на суше. Например, та же компания Google скупает тёмное оптоволокно для связи между дата-центрами. Когда по тёмному оптоволокну пускают сигнал, говорят, что его «зажгли», как лампу.
Расчётный срок службы оптоволокна составляет 25 лет — это чисто теоретическая величина. Предполагается, что в течение такого времени коммерческая эксплуатация канала будет иметь смысл. Соответственно, исходя из такого срока экономисты рассчитывают окупаемость инвестиций. Например, для компании Google выгоднее проложить собственный кабель через Тихий океан, чем 25 лет арендовать чужой.
По мере роста трафика в интернете (он растёт примерно на 37% в год) операторы производят апгрейд оптоволокна — «уплотняют» его, чтобы передавать данные одновременно в нескольких спектральных каналах за счёт спектрального уплотнения. Кроме того, внедряются более эффективные техники фазовой модуляции и устанавливается более современное оконечное оборудование. Соответственно, пропускная способность магистрального канала увеличивается пропорционально полосе частот, на которых передаются данные.
Хорошей иллюстрацией является трансатлантическая информационная магистраль. В 2003-2014 годы здесь не было проложено ни одного (!) нового кабеля, зато пропускная способность действующих каналов увеличилась в 2,4 раза исключительно за счёт уплотнения каналов и апгрейда оборудования. И у этих кабелей ещё остался большой запас на будущее.
Увеличение пропускной способности трансатлантических каналов связи в 2003-2014 годы
Прокладка нового кабеля и ввод его в эксплуатацию — длительная процедура, которая продолжается несколько лет, и довольно дорогостоящая, поэтому несколько корпораций обычно сообща финансируют такие проекты, а потом делят между собой оптоволоконные пары в кабеле. Например, 29 июня 2016 года компания Google с партнёрами (China Mobile International, China Telecom Global, Global Transit, KDDI, Singtel) объявили о вводе в эксплуатацию крупнейшего подводного кабеля в мире — транстихоокеанского кабеля FASTER на 60 Тбит/с. Кабель длиной 9000 км связал Японию и США (здесь Япония выполняет роль хаба между США и Китаем).
FASTER
Этот конкретный кабель состоит из 6 оптоволоконных пар. Каждая пара способна передавать сигнал в 100 диапазонах длины волны по 100 Гбит/с на каждую длину (10 Тбит/с на каждую оптоволоконную пару). Это соответствует 60 Тбит/с максимальной пропускной способности для каждого кабеля — это не теоретическая, а реальная максимальная пропускная способность, продемонстрированная в тестах.
Но в первое время пропускная способность даже близко не приблизится к этому пределу. На первом этапе будут задействованы всего лишь от 2 до 10 каналов, то есть 2-10% максимальной пропускной способности кабеля. В течение 25-летнего срока эксплуатации Google с партнёрами будут постепенно увеличивать его пропускную способность, по мере необходимости.
Google принадлежит один или два из шести оптоволоконных пар в кабеле, точная информация держится в секрете. Хотя стоимость прокладки магистрали FASTER составила $300 млн, для интернет-компании это действительно дешевле, чем арендовать такие же каналы у других. Кроме того, так Google получает больший контроль над линиями связи, которые связывают её дата-центры.
Кстати, Microsoft и Facebook по примеру Google сейчас тоже формируют консорциум для прокладки своего трансатлантического кабеля MAREA.
Зарождение виртуализации
Путь к виртуализации проложили такие устройства, как IBM 7044, Compatible Time Sharing System (CTSS), разработанный MIT на базе IBM 704, и суперкомпьютер Atlas.
IBM признала важную роль виртуализации еще в прорывных 60-х вместе с развитием мейнфреймов. Актуальная тогда System/360 Model 67 виртуализировала все интерфейсы оборудования через Virtual Machine Monitor (VMM). Кстати, на рассвете компьютерной эпохи операционную систему называли супервизором, а возможность запуска одной операционной системы на другой операционной системе положило начало термину «гипервизор». Первая ВМ появилась в супервизоре Atlas'a — суперкомпьютера, созданного в Великобритании совместно Манчестерским университетом Виктории и компаниями Ferranti и Plessey по заказу Правительства Великобритании для использования (а как иначе!) в военных целях.
/ Cуперкомпьютер Atlas
Читайте также: