Kompiuterių tinklas - tai tarpusavyje sujungtų savarankiškų kompiuterių aibė, galinti keistis informacija. Šis informacijos perdavimo būdas, nepriklausomai nuo jo fizinės realizacijos - ar tai būtų laidas, infraraudonieji spinduliai, ar mikrobangos - tapo neatsiejama šiuolaikinio pasaulio dalimi. Nuo paprastų asmeninių tinklų (PAN), sujungiančių arti vieno asmens esančius įrenginius, iki plačių globalių tinklų (WAN), apimančių visą pasaulį, kompiuterių tinklai nuolat evoliucionuoja, siūlydami vis spartesnius ir patikimesnius ryšius. Šiame straipsnyje gilinsimės į optinių kompiuterių tinklų pasaulį, jų raidą, ypatingą dėmesį skirdami Lietuvos indėliui ir pozicijai pasauliniame kontekste.
Kompiuterių tinklų tipologija ir pagrindinės konfigūracijos
Prieš pasinerdami į optinių tinklų specifiką, svarbu suprasti bendrą kompiuterių tinklų klasifikaciją. Pagal aprėptį skiriami vietiniai tinklai (LAN), aptarnaujantys nedidelę teritoriją, municipaliniai tinklai (MAN), apimantys didesnes miestų teritorijas, ir globalieji tinklai (WAN), jungiantys nutolusius regionus ar net visą pasaulį. LAN tinklai, dažniausiai naudojami vienos organizacijos viduje, pasitelkia specializuotą ryšio įrangą ir gali apimti keliasdešimt kilometrų atstumą.
Pagal tinklo topologiją, t. y. kompiuterių išdėstymo ir jungimo būdus, išskiriamos kelios pagrindinės konfigūracijos:
- Žvaigždinis tinklas (star network): Visi įrenginiai, vadinami mazgais (nodes), jungiami prie centrinio kompiuterio. Tokia konfigūracija ypač naudinga, kai dideliam vartotojų skaičiui reikia dalytis dideliais skaičiavimo pajėgumais. Kai dauguma mazgų yra terminalai, centrinis kompiuteris vadinamas valdančiuoju kompiuteriu (host computer). Jei mazgai yra asmeniniai kompiuteriai, centrinis kompiuteris paprastai yra mikrokompiuteris su didelės talpos diskais informacijai saugoti.
- Magistralinis tinklas (bus network): Kompiuteriai sujungiami viena bendra magistrale - laidu (pvz., susuktų laidų pora, koaksialiniu arba optiniu kabeliu). Informacija magistralėje gali būti siunčiama tik vieno kompiuterio vienu metu. Vienas plačiausiai naudojamų magistralinių tinklų yra Ethernet.
- Žiedinis tinklas (ring network): Kompiuteriai sujungiami uždara grandine. Kad ryšys nenutrūktų sugedus vienam kompiuteriui, retransliavimo stiprintuvai paprastai atskiriami nuo paties kompiuterio. Yra įvairių žiedinio tinklo variantų, pavyzdžiui, Kembridžo žiedas, kurį sudaro fiksuoto dydžio informacijos minipaketai, ir žymėtasis žiedas (sukurta IBM apie 1986 m.), kuriame keliauja žymė - leidimas perduoti informaciją.
- Mišrusis tinklas (hybrid network): Sudaro mažesnių, skirtingų konfigūracijų tinklų visuma. Vietiniai tinklai, tarpusavyje gali skirtis technine bei programine įranga.
Kompiuterių tinklą apibūdina jo topologija, architektūra (specialūs įrenginiai, tokie kaip tiltai, komutatoriai, maršrutizatoriai) ir bendravimo protokolai (bendravimo taisyklės). Informacija perduodama laidiniu, radijo, optiniu ryšiu ir kitais būdais. Prie tinklo kompiuteris jungiamas per tinklo sąsajos plokštę.
Optinio ryšio atsiradimas ir jo reikšmė
Optinis ryšys, naudodamas šviesolaidinius kabelius, atvėrė naujas galimybes kompiuterių tinklų plėtrai, ypač kalbant apie duomenų perdavimo spartą ir atsparumą trikdžiams. Šviesolaidinis kabelis, lyginant su tradiciniais variniais laidais, leidžia perduoti signalus didesniais atstumais be papildomų stiprintuvų ir yra atsparus elektromagnetiniams trukdžiams. Ši technologija tapo kertine kuriant modernius, didelės spartos tinklus.
XX a. pabaigoje, žengiant į naują tūkstantmetį, Lietuvoje nepraktiškas telefono linijas pradėta keisti optiniais kabeliais. Nors ryšys su užsieniu dar nebuvo įspūdingas - prieš 25 metus duomenų perdavimo sparta iš „Litnet“ į globalų internetą siekė tik 77 Mbps - tai buvo svarbus žingsnis link spartesnio interneto. Šiandien, dėka plačiajuosčio (DSL) ryšio technologijos, taikomos nuo 2001 m., ir vėlesnio perėjimo prie šviesolaidžių, interneto sparta Lietuvoje ženkliai padidėjo, o mūsų šalies interneto ryšys laikomas vienu sparčiausių pasaulyje.
Lietuvos interneto kelias: nuo akademinių tinklų iki pasaulinio ryšio
Lietuvos interneto istorija prasidėjo 1991 m. spalio 10 d., kai ant Seimo buvo įrengta palydovinio ryšio įranga, suteikusi tiesioginį ryšį su pasaulio kompiuterių tinklais, vengiant tarpininkavimo per Maskvą. Šią dieną galima vadinti Lietuvos interneto gimimo diena. Tuo pat metu, 1991 m., buvo įsteigtas Lietuvos mokslo ir studijų institucijų kompiuterių tinklas „Litnet“. Jo įkūrėjas, prof. Laimutis Telksnys, vadinamas Lietuvos interneto krikštatėviu, prisimena, kad iki tol Vilnius buvo sujungtas tik su Ryga, Talinu, Maskva ir toliau iki Vladivostoko. Po 1991 m. pradėtas kurti Lietuvos tinklas, sparčiai jungiantis įvairias Lietuvos institucijas.
Pradžioje „Litnet“ tinklas jungė tris vietinius tinklus - Mokslų Akademijos, Kauno technologijos universiteto ir Vilniaus universiteto. 1993 m. „Litnet“ kompiuterių tinklu naudojosi jau 6 universitetai, 11 institutų bei daugiau kaip 60 vyriausybių ir ne pelno organizacijų. Tačiau tuomet Lietuvai norvegų dovanoti kompiuteriai „Norsk Data“ buvo jau pasenę. Prof. L. Telksnys atsisakė priimti atgyvenusią įrangą, dėl ko kilo diplomatinis skandalas. Šis principingumas pasiteisino - 1993 m. pabaigoje Lietuvą pasiekė pirmieji „Cisco“ maršrutizatoriai ir kita „TCP/IP“ protokolą palaikanti įranga, įrengti nauji tarpmiestiniai skaitmeninio ryšio kanalai, žymintys naują „Litnet“ etapą.
Pirmasis lietuviškas tinklalapis su domenu „.lt“ buvo užregistruotas 1993 m. vasario 26 d. - tai Matematikos ir informatikos instituto (MII) tinklalapis. Internetui reikalinga įranga Lietuvą aprūpino norvegai, dovanodami pirmąjį kompiuterį, kuris, nors ir sugedo diegiant, buvo sutaisytas vietinių specialistų, pademonstruojant aukštą kvalifikaciją. 1994 m. Atviros Lietuvos fondas (ALF) suteikė galimybę prie interneto nemokamai prisijungti ir didesnei visuomenės daliai.
Vėliau, siekiant didesnio greičio, buvo pereita prie šviesolaidžių. Svarbus postūmis interneto plėtrai buvo 2004 m. pradėtas kaimiškų vietovių tinklo projektas RAIN.
Pasaulinis tinklas: Interneto galimybės ir ateities kryptys
Absoliučiai didžiausias pasaulyje kompiuterinis tinklas yra internetas, jungiantis dešimtis tūkstančių lokalių kompiuterių tinklų, milijonus kompiuterių ir dar daugiau vartotojų. Interneto vartotojai, turintys personalinius kompiuterius ir ryšio priemones, gali tiesiogiai naudotis daugeliu pasaulinio kompiuterių tinklo paslaugų. Kiekvienas kompiuteris ar įrenginys, dirbantis su TCP/IP protokolu, turi savo IP adresą, kuris yra 32 bitų arba 4 baitų ilgio ir susideda iš tinklo bei kompiuterio adresavimo dalių.
Interneto era Lietuvoje prasidėjo 1991 m., o šiandien mūsų šalies interneto ryšys yra vienas sparčiausių pasaulyje. Remiantis „Speedtest.net“ duomenimis, didžiausio pralaidumo interneto ryšio kanalus turi vartotojai Kauno apskrityje. Vidutinė interneto sparta Lietuvoje siekia apie 11 Mbps duomenų gavimo ir 8 Mbps duomenų siuntimo.
Ateities kryptys kompiuterių tinklų srityje susijusios su dar didesniu saugumu ir sparta. Neseniai tarp Vilniaus ir Kauno universitetų buvo išbandytas kvantinio ryšio prototipas. Naudojant kvantinį ryšį, sukuriamas unikalus šifravimo algoritmas, pagrįstas kvantinės mechanikos principais, leidžiančiais siųsti duomenis per jautrias kvantines daleles - fotonus. Šis saugus duomenų perdavimas yra itin svarbus atsižvelgiant į augančias kibernetines grėsmes. Nors Lietuvai dar tenka suvokti kvantinio ryšio technologijų būtinybę ir jas taikyti, šie bandymai rodo akademinę ir mokslo pažangą, gebėjimą žengti koja kojon su pažengusiomis Europos šalimis. Lietuvos mokslų ir studijų kompiuterių tinklas (LITNET) yra sudedamoji Europos akademinio duomenų perdavimo tinklo GÉANT dalis, kuris yra vienas iš kvantinių technologijų diegėjų ir iniciatorių. Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūra (EuroQCI) yra strateginis projektas, siekiantis sukurti saugią kvantinę komunikacijos infrastruktūrą visoje Europos Sąjungoje.
Doktorantas aiškina kvantinių ryšių
Lietuvos IT specialistai ir mokslininkai aktyviai prisideda prie šių technologijų plėtros, užtikrindami, kad šalis išliktų regiono lydere informacinių technologijų srityje. Dėka talentingų ir kūrybiškų žmonių, Lietuva žengia svarbius žingsnius kompiuterių tinklų ir ryšių technologijų evoliucijoje, nuo pirmųjų akademinių tinklų iki inovatyvių kvantinių sprendimų.
tags: #optinis #kompiuteriu #tinklas #pasaulio #penketukas #lietuva