NSFNET

автоперевод из английской википедии

NSFNET — одна из ранних компьютерных сетей, ставших базой для интернета, см. статью «История Интернета».

Сеть Национального научного фонда (NSFNET) была программой скоординированных, развивающихся проектов, спонсируемых Национальным научным фондом (NSF) с 1985 по 1995 год для продвижения передовых исследовательских и образовательных сетей в Соединенных Штатах. Программа создала несколько общенациональных магистральных компьютерных сетей в поддержку этих инициатив. Она была создана для связи исследователей с финансируемыми NSF суперкомпьютерными центрами. Позже, с дополнительным государственным финансированием, а также с частными промышленными партнерствами, сеть превратилась в основную часть магистрали Интернета.

Национальный научный фонд разрешал использовать сеть только правительственным учреждениям и университетам до 1989 года, когда появился первый коммерческий поставщик услуг Интернета. К 1991 году NSF снял ограничения на доступ, и бизнес коммерческих провайдеров услуг Интернета быстро рос.

История

После развертывания в 1981 году Computer Science Network (CSNET), сети, которая предоставляла интернет-услуги академическим кафедрам компьютерных наук, Национальный научный фонд США (NSF) поставил перед собой цель создать академическую исследовательскую сеть, облегчающую доступ исследователей к суперкомпьютерным центрам, финансируемым NSF в Соединенных Штатах.

В 1985 году NSF начал финансировать создание пяти новых суперкомпьютерных центров:

• Центр Джона фон Неймана в Принстонском университете
• Центр теории Корнелла в Корнелльском университете
• Питтсбургский суперкомпьютерный центр (PSC), совместный проект Университета Карнеги-Меллона, Питтсбургского университета и Westinghouse
• Национальный центр суперкомпьютерных приложений (NCSA) при Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне
• Суперкомпьютерный центр Сан-Диего (SDSC) на территории кампуса Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD)

Трехуровневая сетевая архитектура NSF

Также в 1985 году под руководством Денниса Дженнингса NSF создала Национальную сеть научного фонда (NSFNET). NSFNET должна была стать исследовательской сетью общего назначения, хабом для соединения пяти суперкомпьютерных центров вместе с финансируемым NSF Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) друг с другом и с региональными исследовательскими и образовательными сетями, которые в свою очередь соединяли бы университетские сети. Используя эту трехуровневую сетевую архитектуру, NSFNET обеспечивала бы доступ между суперкомпьютерными центрами и другими сайтами по магистральной сети бесплатно для центров или к региональным сетям с использованием открытых протоколов TCP/IP, изначально успешно развернутых в ARPANET.

56 кбит/с магистральная линия

56K NSFNET Backbone, ок. 1988 г.

Магистраль T1 NSFNET, ок. 1991 г.

Магистраль T3 NSFNET, ок. 1992 г.

Трафик NSFNET 1991 г., магистральные узлы NSFNET показаны вверху, региональные сети — внизу, объем трафика обозначен цветом от фиолетового (ноль байт) до белого (100 миллиардов байт), визуализация NCSA с использованием данных о трафике, предоставленных Merit Network.

NSFNET начал работу в 1986 году с использованием TCP/IP. Шесть его магистральных узлов были соединены арендованными 56- кбит/с каналами, созданными группой, включавшей Национальный центр суперкомпьютерных приложений Иллинойсского университета ( NCSA ), Теоретический центр Корнеллского университета, Делавэрский университет и Merit Network. Миникомпьютеры PDP-11/73 с программным обеспечением для маршрутизации и управления, называемые Fuzzballs, служили сетевыми маршрутизаторами, поскольку они уже реализовали стандарт TCP/IP.

Эта оригинальная магистраль на 56 кбит/с контролировалась самими суперкомпьютерными центрами под руководством Эда Крола из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне. Маршрутизаторы PDP-11/73 Fuzzball были настроены и запущены Гансом-Вернером Брауном в Merit Network , а статистика была собрана Корнельским университетом.

Поддержка конечных пользователей NSFNET предоставлялась Центром сетевых услуг NSF (NNSC), расположенным в BBN Technologies, и включала публикацию «Телефонной книги интернет-менеджера» в мягкой обложке, в которой была указана контактная информация для каждого выпущенного доменного имени и IP-адреса в 1990 году. Кстати, Эд Крол также является автором « Путеводителя по Интернету для путешествующих автостопом», чтобы помочь пользователям NSFNET понять его возможности. «Путеводитель по Интернету» стал одним из первых справочных руководств для Интернета.

По мере роста региональных сетей 56- килобитная магистраль NSFNET испытывала быстрый рост сетевого трафика и стала серьезно перегруженной. В июне 1987 года NSF выпустила новое ходатайство о модернизации и расширении NSFNET.

1,5 Мбит/с (T-1) магистральная линия

В результате награды NSF в ноябре 1987 года Merit Network, сетевому консорциуму государственных университетов в Мичигане, первоначальная сеть со скоростью 56 кбит/с была расширена и к июлю 1988 года включала 13 узлов, соединенных между собой на скорости 1,5 Мбит/с ( T-1 ). Были добавлены дополнительные связи для формирования многопутевой сети, а также был добавлен узел, расположенный в Атланте. Каждый из магистральных узлов был маршрутизатором, называемым Nodal Switching System (NSS). NSS представляли собой набор из нескольких (обычно девяти) систем IBM RT PC, соединенных локальной сетью Token Ring. ПК RT работали под управлением AOS, версии Berkeley UNIX от IBM, и были предназначены для определенной задачи обработки пакетов.

В рамках соглашения о сотрудничестве с NSF сеть Merit Network была ведущей организацией в партнерстве, в которое входили IBM, MCI и штат Мичиган. Merit обеспечивала общую координацию проекта, проектирование и инжиниринг сети, сетевой операционный центр (NOC) и информационные услуги для поддержки региональных сетей. IBM предоставляла оборудование, разработку программного обеспечения, установку, обслуживание и поддержку эксплуатации. MCI предоставляла каналы передачи данных T-1 по сниженным ценам. Штат Мичиган предоставлял финансирование для объектов и персонала. Эрик М. Опперле, президент Merit, был директором проекта NSFNET, а Ханс-Вернер Браун был соруководителем-исследователем.

С 1987 по 1994 год Merit организовала серию встреч «Regional-Techs», на которых технический персонал региональных сетей встречался для обсуждения друг с другом и инженерно-техническим персоналом Merit оперативных вопросов, представляющих общий интерес.

В течение этого периода, помимо поддержки магистральной сети NSFNET, NSF финансировал:

• Программа NSF Connections, которая помогла колледжам и университетам получить или модернизировать подключения к региональным сетям;
• региональные сети для получения или модернизации оборудования и каналов передачи данных;
• NNSC и преемник Network Information Services Manager (он же InterNIC) информационные справочные службы;
• Менеджер международных связей (ICM), задача, выполняемая Sprint, которая поощряла связи между магистральной сетью NSFNET и международными исследовательскими и образовательными сетями; а также
• различные специальные гранты таким организациям, как Федерация американских исследовательских сетей (FARNET).

NSFNET стала основной магистральной сетью Интернета, начиная с лета 1986 года, когда MIDnet, первая региональная магистральная сеть NSFNET, начала функционировать. К 1988 году, в дополнение к пяти суперкомпьютерным центрам NSF, NSFNET включала подключение к региональным сетям BARRNet, JVNCNet, Merit/MichNet, MIDnet, NCAR, NorthWestNet, NYSERNet, SESQUINET, SURAnet и Westnet, которые в свою очередь подключили около 170 дополнительных сетей к NSFNET. Три новых узла были добавлены в рамках обновления до T-3: NEARNET в Кембридже, Массачусетс; Argone National Laboratory за пределами Чикаго; и SURAnet в Атланте, Джорджия. NSFNET подключилась к другим федеральным правительственным сетям, включая NASA Science Internet, Energy Science Network ( ESnet ) и другие.

Также были установлены связи с исследовательскими и образовательными сетями в других странах, начиная с 1988 года, с Канадой, Францией, NORDUnet (обслуживающим Данию, Финляндию, Исландию, Норвегию и Швецию), Нидерландами, и многими другими странами в последующие годы.

Два Федеральных Интернет-обмена (FIXes) были созданы в июне 1989 года под эгидой Федеральной группы инженерного планирования (FEPG). FIX East в Мэрилендском университете в Колледж-Парке и FIX West в Исследовательском центре NASA Ames в Маунтин-Вью, Калифорния. Существование NSFNET и FIXes позволило поэтапно свернуть ARPANET в середине 1990 года.

Начиная с августа 1990 года магистральная сеть NSFNET поддерживала протокол OSI Connectionless Network Protocol (CLNP) в дополнение к TCP/IP. Однако использование CLNP оставалось низким по сравнению с TCP/IP.

Трафик в сети продолжал стремительно расти, удваиваясь каждые семь месяцев. Прогнозы указывали на то, что магистраль T-1 станет перегруженной где-то в 1990 году.

Критическая технология маршрутизации, протокол пограничного шлюза (BGP), возникла в этот период истории Интернета. BGP позволял маршрутизаторам на магистрали NSFNET различать маршруты, изначально полученные через несколько путей. До BGP взаимосвязь между сетями IP была изначально иерархической, и требовалось тщательное планирование, чтобы избежать петель маршрутизации. BGP превратил Интернет в ячеистую топологию, отойдя от центрической архитектуры, на которой делал акцент ARPANET.

45 Мбит/с (T-3) магистральная линия

Пакетный трафик на магистральной сети NSFNET, январь 1988 г. — июнь 1994 г.

В 1991 году была развернута модернизированная магистраль, построенная с 45 Мбит/с ( T-3 ) цепями передачи, для соединения 16 узлов. Маршрутизаторами на модернизированной магистрали были серверы IBM RS/6000, работающие под управлением AIX UNIX. Основные узлы были расположены на объектах MCI, а конечные узлы — в подключенных региональных сетях и суперкомпьютерных центрах. Завершенный в ноябре 1991 года переход от T-1 к T-3 прошел не так гладко, как предыдущий переход с 56 кбит/с DDS на 1,5 Мбит/с T-1, поскольку он занял больше времени, чем планировалось. В результате на перегруженной магистрали T-1 временами возникали серьезные заторы. После перехода на T-3 части магистрали T-1 были оставлены на месте, чтобы действовать в качестве резерва для новой магистрали T-3.

В ожидании модернизации T-3 и приближающегося окончания пятилетнего соглашения о сотрудничестве NSFNET в сентябре 1990 года Merit, IBM и MCI сформировали Advanced Network and Services (ANS), новую некоммерческую корпорацию с более широким Советом директоров, чем базирующаяся в Мичигане Merit Network. В соответствии с соглашением о сотрудничестве с NSF, Merit в конечном итоге оставалась ответственной за работу NSFNET, но передала большую часть инженерных и операционных работ ANS. IBM и MCI взяли на себя существенные новые финансовые и другие обязательства, чтобы помочь поддержать новое предприятие. Аллан Вайс покинул IBM, чтобы стать первым президентом и управляющим директором ANS. Дуглас Ван Хауэлинг, бывший председатель Совета директоров Merit Network и вице-проректор по информационным технологиям в Мичиганском университете, был председателем Совета директоров ANS.

Новая магистральная сеть T-3 получила название ANSNet и обеспечила физическую инфраструктуру, используемую Merit для предоставления услуг магистральной сети NSFNET.

Региональные сети

В дополнение к пяти суперкомпьютерным центрам NSF (которые управляли региональными сетями, например, SDSCnet и NCSAnet ), NSFNET обеспечивала связь с одиннадцатью региональными сетями и через эти сети со многими более мелкими региональными и кампусными сетями. Региональные сети NSFNET были:

• BARRNet, Региональная исследовательская сеть залива в Пало-Альто, Калифорния ;
• CERFnet, Сеть федерации образования и исследований Калифорнии в Сан-Диего, Калифорния, обслуживающая Калифорнию и Неваду;
• CICNet, Комитет по институциональному сотрудничеству через Merit Network в Энн-Арборе, штат Мичиган, а затем в рамках модернизации T-3 через Аргоннскую национальную лабораторию за пределами Чикаго, обслуживающую университеты Большой десятки и Чикагский университет в Иллинойсе, Индиане, Айове, Мичигане, Миннесоте, Огайо и Висконсине;
• JVNCNet, сеть Национального суперкомпьютерного центра имени Джона фон Неймана в Принстоне, штат Нью-Джерси, соединяла университеты, входившие в Консорциум научных вычислений, а также несколько университетов Нью-Джерси. Были соединения со скоростью 1,5 Мбит/с (T-1) с Принстонским университетом, Ратгерским университетом, Массачусетским технологическим институтом, Гарвардским университетом, Брауновским университетом, Университетом Пенсильвании, Питтсбургским университетом, Йельским университетом, Институтом перспективных исследований, Университетом штата Пенсильвания, Рочестерским технологическим институтом, Нью-Йоркским университетом, Университетом Колорадо и Университетом Аризоны.
• Merit/MichNet в Энн-Арборе, штат Мичиган, обслуживающий Мичиган, образован в 1966 году, все еще действует по состоянию на 2013 год;
• MIDnet в Линкольне, штат Небраска, первая региональная магистральная сеть NSFNET, введенная в эксплуатацию летом 1986 года, обслуживающая Арканзас, Айову, Канзас, Миссури, Небраску, Оклахому и Южную Дакоту, позднее приобретенная компанией Global Internet, которая, в свою очередь, была приобретена компанией Verio, Inc.;
• NEARNET, академическая и исследовательская сеть Новой Англии в Кембридже, штат Массачусетс, добавлена ​​как часть модернизации T-3, обслуживающая Коннектикут, Мэн, Массачусетс, Нью-Гемпшир, Род-Айленд и Вермонт, создана в конце 1988 года, эксплуатируется BBN по контракту с MIT, BBN взяла на себя ответственность за NEARNET 1 июля 1993 года;
• NorthWestNet в Сиэтле, штат Вашингтон, обслуживающий Аляску, Айдахо, Монтану, Северную Дакоту, Орегон и Вашингтон, основан в 1987 году;
• NYSERNet, Сеть образования и исследований штата Нью-Йорк в Итаке, штат Нью-Йорк ;
• SESQUINET, Сеть полуторавекового юбилея в Хьюстоне, штат Техас, основанная во время празднования 150-летия штата Техас ;
• SURAnet, сеть Ассоциации исследований юго-восточных университетов в Колледж-Парке, штат Мэриленд, а позднее как часть модернизации T-3 в Атланте, штат Джорджия, обслуживающая Алабаму, Флориду, Джорджию, Кентукки, Луизиану, Мэриленд, Миссисипи, Северную Каролину, Южную Каролину, Теннесси, Вирджинию и Западную Вирджинию, продана BBN в 1994 году; и
• Westnet в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, и Боулдере, штат Колорадо, обслуживает Аризону, Колорадо, Нью-Мексико, Юту и Вайоминг.

Коммерческий трафик

Закон об ассигнованиях NSF уполномочил NSF «способствовать и поддерживать разработку и использование компьютерных и других научных и инженерных методов и технологий, в первую очередь для исследований и образования в области науки и техники». Это позволило NSF поддерживать NSFNET и связанные с ним сетевые инициативы, но только в той мере, в которой эта поддержка была « в первую очередь направлена ​​на исследования и образование в области науки и техники ». А это, в свою очередь, было воспринято как то, что использование NSFNET в коммерческих целях не разрешалось.

Политика допустимого использования

Чтобы гарантировать, что поддержка NSF будет использована надлежащим образом, NSF разработал Политику допустимого использования NSFNET (AUP), в которой в общих чертах изложены разрешенные и запрещенные виды использования NSFNET. AUP несколько раз пересматривалась, чтобы сделать ее более понятной и разрешить максимально широкое использование NSFNET в соответствии с пожеланиями Конгресса, выраженными в законе об ассигнованиях.

П