Интернет — это огромная сеть, объединяющая миллионы компьютеров по всему миру. Скорее всего, вы уже не сможете представить свою жизнь без интернета — да и мы тоже. Интернет сегодня помогает решать большинство задач и сильно упрощает жизнь. Каким был интернет несколько десятков лет назад и какое будущее ждёт всемирную сеть? Рассказываем в рамках проекта БУМ науки.
Интернет как идея
Концепция интернета начала формироваться в 1950-е годы — в разных странах, в первую очередь в США, Великобритании и Франции, начались разработки компьютеров и глобальных вычислительных сетей. В 1962 году Джозеф Ликлайдер опубликовал работу «Galactic Network», ставшую первой детально разработанной концепцией компьютерной сети. В 1969 году была создана сеть ARPANET, которая считается предшественницей современного интернета.
В СССР существовали военные вычислительные сети, но проект гражданской сети ОГАС не был реализован. В 1978 году в СССР появилась совместимая с интернетом гражданская Академсеть.
Первые сети
Принципы, лежащие в основе интернета, впервые были применены в сети ARPANET, созданной в 1969 году по заказу американского военного агентства DARPA. Со временем к ней начали подключаться гражданские учреждения, и в 1984 году Национальный научный фонд США (NSF) создал сеть NSFNET для связи между университетами и вычислительными центрами.
В 1990-х годах произошло организационное и техническое объединение интернета, когда опорная сеть NSFNET была передана в коммерческое использование и соединена с другими сетями. Ключевыми технологиями стали TCP/IP и DNS. Про эти и другие протоколы расскажем дальше.
До 1980-х годов компьютерные сети были доступны в основном специалистам, но с распространением персональных компьютеров начался массовый спрос на сети. Это привело к появлению Usenet в 1980 году и других популярных сервисов, таких как электронная почта и сетевые игры.
Интернет прошел путь от военных и научных экспериментов до глобального средства коммуникации и обмена информацией, которым он является сегодня.
Протоколы передачи данных
Интернет — в первую очередь про передачу данных. Поэтому существует множество протоколов для разных задач.
- IP (Internet Protocol) — основной протокол, обеспечивает маршрутизацию пакетов данных между компьютерами в сети.
- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — стек протоколов, включающий в себя TCP для обеспечения надежной передачи данных и IP для маршрутизации.
- UDP (User Datagram Protocol) — протокол, предназначенный для быстрой передачи данных без гарантии их доставки.
- FTP (File Transfer Protocol) — протокол для передачи файлов между компьютерами.
- DNS (Domain Name System) — система доменных имён, позволяющая преобразовывать имена сайтов в IP-адреса.
- HTTP (HyperText Transfer Protocol) — протокол для обмена данными между веб-сервером и клиентом, используемый для просмотра веб-страниц.
- HTTPS (HTTP Secure) — защищённый вариант HTTP, использующий шифрование для обеспечения безопасности передаваемых данных.
Сегодня практически не осталось сайтов http://, так как они небезопасны. Если видите в поисковой строке http:// без приставки «s» — сайт ненадёжный.
- NTP (Network Time Protocol) — протокол для синхронизации времени на компьютерах в сети.
SSH (Secure Shell) — протокол для безопасного удалённого управления компьютерами и передачи данных.
Бум доткомов
Интерес к компьютерам и сетям, появление персональных компьютеров и распространение интернета привели к массовому интересу к интернет компаниям.
С 1995 по 2001 год резко вырос интерес и инвестиции в интернет-компании. Это было связано с быстрым развитием интернета и появлением новых технологий, которые обещали революционизировать бизнес и повседневную жизнь людей. Акции интернет-компаний, включённых в индекс NASDAQ Composite, выросли более чем на 400%.
В последствии феномен назвали бумом доткомов (от английского dot com — точка com, имеется в виду международный домен .com).
10 марта 2000 года индекс NASDAQ достиг своего пика. Но вскоре после этого пузырь лопнул, и стоимость акций интернет-компаний начала быстро падать. Это привело к банкротству многих компаний и потере доверия к акциям высокотехнологичных фирм.
Кстати, крах доткомов не затронул нынешних титанов рынка — Apple и Alphabet, материнскую компанию Google. Первая компания стала публичной и разместила свои акции в 1980 году, а вторая — в 2004 году.
Как появился мобильный интернет
Сначала для доступа в интернет необходимо было устройство, физически подключённое кабелем к сети. Но очень скоро технологии дошли до того, что провода стали не нужны.
Мобильный интернет начал своё развитие в 1991 году с появлением стандарта GSM. Но полноценное использование мобильного интернета для обмена текстовыми сообщениями, электронной почтой, просмотра сайтов, прослушивания музыки и просмотра видео стало возможным благодаря внедрению новых стандартов: WAP в 1997 году и GPRS в 2000 году.
Сегодня мобильный интернет работает благодаря системе взаимодействия между базовыми станциями, мобильными устройствами и операторами связи. Технологии 2G, 3G, 4G и 5G значительно улучшили скорость и качество мобильного интернета. Например, сети 2G обеспечивали передачу данных со скоростью до 384 кбит/с, а современные сети 5G обещают скорости до 20 Гбит/с.
Главные тренды в интернете сегодня
Искусственный интеллект
Искусственный интеллект (ИИ) имитирует интеллектуальные способности человека: обучение, адаптация, решение задач, анализ данных и принятие решений без явного программирования. ИИ включает в себя множество подходов и технологий. Самая известная — нейросети.
Нейросети — это математические модели, состоящие из искусственных нейронов, которые позволяют компьютерным системам обрабатывать информацию и выполнять задачи, имитируя работу мозга человека. Нейросети обучаются путём представления входных данных, вычисления и сравнения выходных данных с ожидаемыми результатами.
Свёрточные нейросети хорошо подходят для обработки данных с пространственной структурой — например, изображений. Генеративные нейросети могут создавать реалистичные и непредсказуемые варианты на основе изученных особенностей распределения данных.
Читайте большую статью БУМ науки про ИИ
Облачные сервисы
Облачные сервисы дают доступ к вычислительным ресурсам, хранению данных и приложениям через интернет. Они базируются на виртуальной инфраструктуре, удалённых серверах и специальном программном обеспечении.
Сегодня облачные сервисы окружают нас повсюду: от простых файлообменников и хранения документов до облачного гейминга (например, недавно бету запустил Яндекс) и доступа к квантовым вычислениям (Azure Quantum от Microsoft).
Интернет вещей
Интернет вещей (internet of things, IoT) позволяет устройствам общаться друг с другом и передавать информацию владельцу или любым выбранным компьютерам. Например, интернет вещей делает устройства умного дома действительно умными: когда вы просите колонку выключить свет — она связывается с определённой лампочкой и передаёт ей определённую команду.
В умных устройствах есть коммуникационный блок: например, Bluetooth, модем 4G или специальный протокол низкого потребления, работающий на одной батарейке годами.
Интернет вещей — это не только умные колонки и пылесосы. При помощи IoT модернизируются производства, происходит управление персоналом, контроль доступа на объекты и много другое. Датчик в кардиостимуляторе тоже относится к IoT!
Блокчейн
Ещё один тренд, который с нами последние несколько лет — технология блокчейна. Блокчейн позволяет хранить и передавать цифровую информацию безопасным и надёжным способом.
Представьте себе большую книгу, в которую записываются все операции с какими-то ценностями. Эта книга разбита на страницы, каждая из которых содержит определённое количество записей. Когда страница заполняется, она закрывается и добавляется в конец книги. Таким образом, книга всегда остаётся полной и точной копией всех операций, которые когда-либо были в неё внесены.
В мире блокчейна вместо книги используется компьютерная сеть, а вместо страниц — блоки. Каждый блок содержит группу записей, и когда он заполняется, создаётся новый блок, который присоединяется к предыдущему. Так формируется цепочка блоков,отсюда и название — блокчейн.
Особенность блокчейна заключается в том, что все участники сети имеют доступ к одной и той же копии книги, и любые изменения в одном блоке должны быть одобрены большинством участников. Это делает блокчейн очень надёжным и безопасным способом хранения и передачи данных.
Блокчейн применяется в различных сферах, где требуется высокая степень защиты данных и быстрая передача информации.
- Криптовалюты. На основе технологии блокчейн функционируют криптовалюты: Bitcoin, Ethereum, Ripple и многие другие. Блокчейн обеспечивает безопасность транзакций и защиту от мошенничества.
Если хотите углубиться в математические подробности устройства блокчейна — рекомендуем книгу Виталика Бутерина «Больше денег». Виталик — создатель Ethereum, второй по величине криптовалюты после Bitcoin.
- Цифровая валюта. Некоторые страны разрабатывают национальные цифровые валюты, работающие на технологии блокчейн. Они помогут упростить проведение финансовых операций. К таким странам сегодня относятся Сингапур, Южная Корея, ОАЭ, Кувейт, Китай, Япония, Канада и другие.
- Игровая индустрия. В игровой индустрии блокчейн используется для создания GameFi-проектов, которые позволяют игрокам зарабатывать реальные деньги, играя в онлайн-игры.
- Децентрализованные финансы (DeFi). Блокчейн применяется для создания децентрализованных финансовых платформ, которые предоставляют возможность инвестировать в различные цифровые активы без участия посредников.
- Управление данными. Технология блокчейн обеспечивает конфиденциальность и целостность данных.
- Идентификация и аутентификация. Блокчейн может служить основой для создания систем идентификации и аутентификации с высоким уровнем безопасности и защиты личных данных.
- Логистика и цепочки поставок. Блокчейн используется для отслеживания перемещения товаров. Это повышает прозрачность и эффективность процессов.
- Здравоохранение. Блокчейн применяется для защиты медицинских данных пациентов и сохранения их конфиденциальности.
Квантовые вычисления
Квантовые компьютеры могут решать задачи, требующие огромных вычислительных мощностей — и делают это намного быстрее, чем классические компьютеры. Например, они способны разложить число на простые множители за считанные минуты, что классическому компьютеру потребовало бы миллионы лет. Это открывает новые возможности в криптографии, моделировании сложных молекул, оптимизации логистики и других сферах.
Квантовые компьютеры и вычисления считаются самыми мощными из-за принципа суперпозиции, позволяющего им обрабатывать и хранить значительно больше данных, чем классическим компьютерам. Квантовые биты (кубиты) могут находиться в нескольких состояниях одновременно, что позволяет проводить вычисления параллельно, а не последовательно.
Читайте про квантовые технологии в большой статье БУМ науки
Какое будущее ждёт интернет
Будущее интернета обещает быть захватывающим и революционным. Ожидается, что интернет станет ещё более быстрым, доступным, персонализированным и интегрированным в нашу повседневную жизнь.
Скорость интернета продолжит расти благодаря развитию новых технологий, квантовым вычислениям и оптическим сетям. Скачивание фильма или игры будет происходить за несколько секунд.
Доступность интернета улучшится за счёт снижения стоимости оборудования и услуг, а также расширения зон покрытия. Это сделает интернет доступным для людей во всём мире. Важную роль сыграют спутники, которые будут «раздавать» интернет по всему миру прямо из космоса — сейчас Starlink Илона Маска активно развивает эту сферу.
Персонализация интернета будет достигнута благодаря использованию искусственного интеллекта и машинного обучения. Интернет будет адаптироваться к индивидуальным потребностям и интересам каждого пользователя.
Интеграция интернета в нашу повседневную жизнь станет ещё глубже. Мы будем использовать его для всего: от работы и развлечений до общения и образования.
Виртуальная и дополненная реальность станут более распространёнными и доступными. Мы будем использовать VR и AR для работы, развлечений, обучения и общения.
Интернет вещей будет становиться всё более сложным и взаимосвязанным. Мы будем использовать устройства, чтобы управлять домашней средой, отслеживать состояние здоровья, взаимодействовать с окружающим миром.
Конечно, будущее интернета невозможно предсказать точно. Однако, основываясь на текущих тенденциях, можно с уверенностью сказать, что интернет будущего будет гораздо более продвинутым, чем тот, который мы знаем сегодня.
Слушайте наш подкаст БУМ науки и смотрите ролики на YouTube-канале Creative Science Lab, чтобы узнавать всё самое интересное из мира науки и технологий!
Подписывайтесь на телеграм-канал Creative Science Lab — мы создаём БУМ науки и другие интересные проекты.
Проект реализуется при поддержке Президентского фонда культурных инициатив.