Redes informáticas para el siglo XXI

La ola de informatización social y la ola de economía del conocimiento nos han empujado a un nuevo proceso histórico en el siglo XXI. ¿Qué tipo de características económicas y de época tendrá la sociedad humana en el siglo XXI? varios análisis y propuestas Hay varios puntos de vista, como sociedad de la información, economía de la información, era de la economía del conocimiento, sociedad de la información global, economía integrada global, era de los bits, economía digital, era digital, era de las redes, economía de las redes, etc. Aunque existen opiniones diferentes, la informatización, la digitalización, la globalización y la creación de redes deberían ser características importantes de la sociedad humana en el siglo XXI, y parecen haberse convertido en conocimiento común. Entre ellos, las redes formadas por el rápido desarrollo de las redes informáticas son la base y el núcleo para promover la informatización, la digitalización y la globalización, porque el sistema de redes informáticas es un sistema de información integral digital y globalmente abierto. Este tipo de sistema de aplicación de red conecta más a la sociedad humana. estrechamente a escala global a través de la recopilación, almacenamiento, transmisión, procesamiento y utilización integral de información digital en la red, y tiene un impacto irresistible en la política y la economía de la sociedad humana, el trabajo militar y diario y todos los aspectos de la vida. Por tanto, las redes informáticas estarán destinadas a convertirse en la infraestructura más importante de la sociedad global de la información en el siglo XXI. El desarrollo de la tecnología de redes informáticas también constituirá una nueva revolución de la tecnología de la información en el siglo XXI con sus ventajas especiales de integrar todas las tecnologías de la información avanzadas modernas y promover aún más el desarrollo de la informatización social y la economía del conocimiento. Los sistemas de redes informáticas y las tecnologías relacionadas también se desarrollarán más rápido y en mayor medida en la ola de informatización social y economía del conocimiento en el siglo XXI.

Sobre la base de la comprensión anterior del papel especial e importante de las redes informáticas modernas en el proceso de informatización de la sociedad global, el análisis de las tendencias de investigación y desarrollo de la tecnología de redes informáticas también debe elevarse a un nivel sistemático y entendido con el punto de vista de los sistemas a analizar. La gente suele utilizar C&C para describir redes informáticas. Desde el punto de vista del sistema, esto ya no es suficiente (C+C>2C). Aunque las computadoras y los sistemas de comunicación son elementos básicos muy importantes en los sistemas de redes informáticas, las redes informáticas no son computadoras. La simple combinación con el sistema de comunicación no es una simple expansión o extensión de la computadora o sistema de comunicación, sino un nuevo sistema con nuevas cualidades y nuevas funciones que integra todas las tecnologías de información avanzadas, como la recopilación, el almacenamiento, la transmisión, el procesamiento y la utilización de la información. La gente también suele utilizar el modelo de sistema de comunicación en capas OSI y los protocolos de comunicación correspondientes para describir las redes informáticas. Desde el punto de vista del sistema, esto tampoco es suficiente. El sistema de comunicación en capas de red es realmente muy importante para los sistemas de redes informáticas, pero básicamente. solo se utiliza para resolver el problema de cómo comunicarse entre computadoras en un sistema de red. Está lejos de representar la connotación más amplia y rica de un sistema de red de computadoras. Solo puede ser un elemento básico de un sistema de red de computadoras. el sistema de mando es a un sistema informático. Por lo tanto, para la investigación y el análisis de las redes informáticas modernas, se debe poner especial énfasis en la idea de que la red informática es un sistema (La Red es el Sistema), y guiarse únicamente por las teorías y métodos de la ciencia de sistemas y la ciencia de la información. Entonces, ¿podemos ser capaces de situarnos en un Desde una perspectiva más elevada, podemos volver a comprender muchas cuestiones importantes en la estructura del sistema de redes informáticas, el rendimiento, la tecnología de ingeniería de redes y las aplicaciones prácticas de redes, y también es más fácil comprender la tendencia de desarrollo de las computadoras? sistemas de red. Esto es de gran importancia para la investigación de nuevas tecnologías de red, el desarrollo de nuevas aplicaciones de red y el diseño y fabricación de nuevos productos de red. A continuación intentamos analizar la dirección básica del desarrollo de los sistemas de redes informáticas modernos en el siglo XXI desde una perspectiva del sistema:

Dirección de desarrollo abierta y de gran capacidad

La apertura del sistema es la clave para Mantener una fuerte vitalidad para cualquier sistema y características importantes del sistema que puedan sostener el desarrollo, por lo que también debería ser una dirección importante para el desarrollo de sistemas de redes informáticas. La estructura de Internet basada en estándares de protocolos de comunicación de red unificada es la encarnación de la apertura de los sistemas de redes informáticas. El estándar de arquitectura en capas de red unificada es la condición básica para interconectar computadoras heterogéneas. La razón por la que Internet se ha vuelto popular en todo el mundo es que la pila de protocolos TCP/IP en la que se basa se ha convertido gradualmente en el estándar internacional de facto para las computadoras. Arquitectura de comunicación de red. Se pueden conectar a Internet varios tipos de dispositivos de red grandes, medianos, pequeños, micro y otros para trabajar juntos siempre que el software de red instalado siga los estándares de la pila de protocolos TCP/IP.

La competencia inicial entre las principales empresas por arquitecturas de redes dedicadas está siendo reemplazada gradualmente por el dominio TCP/CP. Esto está determinado por la tendencia general de apertura en los sistemas de redes informáticas. La estructura de Internet se refiere a la estructura que realiza la interconexión de diferentes subredes de comunicación bajo la gestión unificada de la función de enrutamiento y conmutación de la tercera capa del sistema de comunicación de red. Refleja la apertura de bajo nivel del sistema de capas de red que admite múltiples. Debido a que esta estructura de Internet, varias tecnologías de comunicación y sistemas de comunicación, como la red de comunicación de área local de alta velocidad, la red de comunicación pública de área amplia, la comunicación por fibra óptica, la comunicación por satélite y la comunicación móvil inalámbrica, se pueden conectar orgánicamente al gran sistema de computadora. red para formar un sistema de soporte de datos y cobertura global. Una gran plataforma de comunicación que proporciona acceso flexible y conveniente a Internet para cientos de millones de personas. En los últimos años, el vigoroso desarrollo de diversos dispositivos y tecnologías de Internet también refleja la tendencia de desarrollo de una apertura de bajo nivel de la red. Los estándares de protocolo unificados y la estructura de Internet forman un sistema de red informática abierta global representado por Internet. La estandarización siempre ha sido una medida básica para desarrollar la apertura de las redes informáticas. Además de los estándares de protocolos de comunicación de red, existen muchos otros estándares relacionados, como estándares de interfaz de programación de sistemas de aplicaciones, estándares de interfaz de bases de datos, estándares de interfaz de sistema operativo de computadora y sistemas de aplicación. Los estándares de interfaz de usuario, etc., también están relacionados con una integración más conveniente de las nuevas tecnologías de la información en los sistemas de redes informáticas y una mayor apertura. La apertura global de la red informática no solo la hace abierta a miles de millones de usuarios en todo el mundo, sino que también aumenta rápidamente una mayor cantidad de recursos. Esto inevitablemente provocará un enorme aumento en la demanda de capacidad del sistema de red y empujará el sistema de red informática a un nivel superior. Amplia área de desarrollo hacia la gran capacidad. La gran capacidad aquí incluye capacidades de transmisión de información de alta velocidad de gran capacidad, capacidades de procesamiento de información de alta velocidad, capacidades de acceso y almacenamiento de información de gran capacidad en la red y recopilación de información de gran capacidad. y controlar las capacidades de rendimiento Los requisitos de gran capacidad para los sistemas de red También promoverá el desarrollo de la arquitectura de comunicación de red, los sistemas de comunicación, las computadoras y las tecnologías de Internet en la dirección de alta velocidad, banda ancha y gran capacidad. La dirección de la red de banda ancha, alta velocidad y gran capacidad está estrechamente relacionada con la dirección de la apertura de la red. La red informática moderna del siglo XXI seguirá integrando diversas tecnologías de la información nuevas, tendrá recursos extremadamente ricos y se abrirá aún más al mundo. velocidad de internet.

La dirección de desarrollo de integración y facilidad de uso

La integración es un concepto de optimización del sistema. Su significado básico es: rediseñar y construir el sistema desde la perspectiva de la integridad del sistema para lograr La. El propósito es mejorar aún más las funciones del sistema, mejorar el rendimiento del sistema, reducir los costos del sistema y facilitar el uso del sistema. La estructura integrada es una estructura optimizada del sistema. En los primeros días del desarrollo de las redes informáticas, de hecho se lograba mediante la simple interconexión entre computadoras a través de sistemas de comunicación. Las funciones de esta primera red eran relativamente simples (principalmente el intercambio remoto de recursos informáticos, las computadoras y los sistemas de comunicación básicamente todavía). Mantener la estructura básica de la red. Con la expansión continua del alcance de las aplicaciones de redes informáticas y la mejora continua de la función del sistema de red y los requisitos de rendimiento, muchos componentes de la red se redividirán y recombinarán de acuerdo con los requisitos de optimización general del sistema, e incluso pueden producir nuevos componentes. . Por ejemplo, la estructura cliente/servidor es una división informática del trabajo y una relación de colaboración dentro de un sistema de red: los clientes están diseñados para ser más simples y más convenientes de usar para los clientes, como varios navegadores dedicados, clientes ligeros, computadoras en red, estaciones de trabajo sin disco. , etc.; servidores Los servicios para compartir redes están diseñados para ser más especializados y eficientes, como varios servidores web, servidores informáticos, servidores de archivos, servidores de disco, servidores de bases de datos, servidores de video, servidores de buzones de correo, servidores de acceso, servidores de impresión, etc. . La división del trabajo y la colaboración C/S se han convertido en realidad en una estructura básica y un modo de trabajo de los sistemas de redes informáticas. Además, la función de comunicación en la red se separa de los nodos informáticos para formar varios equipos de comunicación de interconexión de red dedicados, como varios enrutadores, puentes, conmutadores, concentradores, etc., lo que también es un reflejo de la división integrada del trabajo y colaboración del sistema de red. La división del trabajo entre la red troncal y la red de acceso en Internet internacional y el surgimiento de varios proveedores de servicios de red como ISP, ASP, IPP, ICP e IDC también son una división del sistema a mayor escala y de mayor nivel. Trabajo y colaboración en Internet. Otro camino hacia la integración de sistemas se basa en la tecnología virtual, que construye varios sistemas virtuales de red mediante la reorganización del hardware y el reempaquetado del software para optimizar el rendimiento del sistema.

Servicios de aplicaciones distribuidas de varios nodos transparentes en la red, como sistemas de archivos distribuidos, sistemas de bases de datos distribuidas, sistemas de consulta de hipertexto distribuidos, etc. Lo que los usuarios ven es un sistema de archivos virtual, un sistema de base de datos virtual y un sistema de consulta de información virtual, y pueden convenientemente Utilice estos sistemas virtuales sin tener que preocuparse por la estructura interna y los detalles operativos de la red. Además, varios sistemas de aplicaciones específicas de la red, como sistemas de automatización de oficinas, sistemas automáticos de cambio bancario, sistemas automáticos de emisión de billetes, sistemas automáticos de comando y control, sistemas de automatización de procesos de producción, etc., son en realidad sistemas virtuales de red de nivel superior que se adaptan a Una gama más amplia de usuarios puede utilizar la red de manera más conveniente y los servicios que los usuarios reciben de la red reflejan mejor los resultados integrales de las diversas tecnologías de la información dentro de la red. La tecnología virtual es en realidad un enfoque sistemático de caja negra. La red informática moderna del siglo XXI optimizará aún más la división del trabajo dentro de la red y permitirá a los usuarios fuera de ella utilizarla de forma más cómoda y transparente.

La dirección del desarrollo de las redes multimedia

El texto, la voz, las imágenes, etc. llamados multimedia no son en realidad medios materiales, pero siguen siendo algunas formas de expresión de información. La llamada tecnología multimedia debería ser esencialmente la tecnología de cómo recopilar, transmitir, procesar, almacenar, controlar y utilizar de manera integral estas diversas formas de información. También es una tecnología de información integral. La tecnología de la información es una tecnología que mejora y amplía las funciones de información naturales de las personas. La comprensión inicial del mundo objetivo es a través de la vista (información de la imagen, como la forma y el color), el oído (información del sonido) y el tacto (información de atributos físicos), y el olfato. , gusto de la lengua (información de atributos químicos) para formar una comprensión perceptiva de algo. Se puede ver que el proceso más básico de comprensión del mundo objetivo por parte de las personas es exactamente un proceso de recopilación de información multimedia. Debido a que los atributos de las cosas objetivas se expresan de manera integral en diversas formas de información, sólo recopilando de manera integral estas diferentes formas de información las personas pueden formarse una comprensión relativamente completa e integral de las cosas objetivas. Se puede ver que la comprensión del mundo objetivo almacenado en el cerebro es en realidad una especie de información multimedia integral. Además, el proceso de pasar del conocimiento perceptivo al conocimiento racional es también una especie de procesamiento de información multimedia. Por tanto, el conocimiento es también un tipo de información multimedia integral. Hoy en día, las aplicaciones de redes informáticas que integran en gran medida todas las tecnologías de la información avanzadas y modernas han penetrado cada vez más en todos los aspectos de la vida social. Cuando las personas reciben diversos servicios de sistemas de redes informáticas, naturalmente esperan tener una experiencia integral de múltiples formas de información, como texto, gráficos, imágenes y sonidos, tal como observan directamente el mundo objetivo e interactúan directamente con las personas. Es la demanda natural de información multimedia de los órganos de información naturales humanos lo que promueve la combinación de diversas tecnologías de la información y tecnologías multimedia, especialmente la combinación de redes informáticas, una tecnología de la información integral y tecnologías multimedia. En cierto sentido, esto es como un fenómeno de retorno a la naturaleza cuando la tecnología de la información se desarrolla hasta cierto punto. Por lo tanto, la combinación e integración de tecnología multimedia y redes informáticas es una tendencia inevitable en el desarrollo tanto de la tecnología multimedia como de la tecnología de redes informáticas. En la actualidad, se utilizan diversas tecnologías de adquisición multimedia, como entrada de escritura a mano, entrada de control de voz, entrada de cámara digital, discos ópticos de gran capacidad, tarjetas IC, escáneres, etc., y tecnologías de transmisión de información multimedia, como presión de medios de compresión, asignación de canales y control de flujo. , sincronización espacio-temporal, control de QoS, etc. Tecnologías de almacenamiento multimedia como almacenamiento de voz, almacenamiento de vídeo, bases de datos orientadas a objetos y consultas hipermedia, tecnologías de procesamiento multimedia como chips MMX y procesadores de medios Mpact, y tecnologías de control de utilización multimedia como pantalla en color de alta precisión, impresión en color, realidad virtual VR y robots. El vigoroso desarrollo de las redes informáticas multimedia proporciona un sólido apoyo técnico para la formación y el desarrollo de redes informáticas multimedia. La integración de redes de telecomunicaciones, redes de televisión y redes informáticas también refleja la tendencia de desarrollo de la integración de sistemas y redes informáticas multimedia a un nivel superior. Aunque todavía existen muchos problemas técnicos e institucionales en la integración de tres redes, la tendencia general se ha ido aclarando gradualmente, incluida la fibra óptica hasta el hogar, los aparatos de información domésticos, las redes de cableado doméstico, el vídeo VOD a la carta, la telefonía IP, las conferencias en red, La enseñanza en redes multimedia, los edificios inteligentes y otras tecnologías y productos relacionados se están desarrollando rápidamente. Las redes informáticas modernas del siglo XXI deben integrar aún más una gama más amplia de funciones, como las telecomunicaciones y la televisión, e incorporarse a las redes informáticas multimedia en miles de hogares.

La dirección de una gestión de red eficiente y segura

La red informática es un sistema y, en muchos casos, es un sistema grande y complejo. Su aplicación está cada vez más extendida, su escala se amplía y su estructura es cada vez más compleja.

Al igual que un país necesita una gestión sólida, si un sistema grande, como una red informática, no cuenta con el apoyo y la cooperación de métodos de gestión, sistemas de gestión y sistemas de gestión eficaces, será difícil mantener el funcionamiento normal y, por lo tanto, será difícil para garantizar la implementación de su funcionalidad y rendimiento. Las tareas básicas de la gestión de redes informáticas incluyen la gestión de la configuración del sistema de red, la gestión del rendimiento, la gestión de fallas y la gestión de la seguridad. Obviamente, todas estas tareas de gestión de red implican características importantes del sistema, como integridad, colaboración, confiabilidad, controlabilidad, disponibilidad y mantenibilidad del sistema de red informática. Por lo tanto, las cuestiones de gestión de redes son una cuestión general importante en los sistemas de redes informáticas. El diseño, la planificación y la implementación de ingeniería de cualquier sistema de red deben tener en cuenta una consideración general integrada de las cuestiones de gestión de la red. Los diseñadores de sistemas a menudo necesitan sopesar y llegar a un acuerdo entre las contradicciones entre la seguridad del sistema, los indicadores de confiabilidad y otros indicadores de calidad. El tipo de métodos de gestión de red y soluciones de sistema que se adoptan no solo afectan las funciones y el rendimiento del sistema de red, sino que también afectan directamente la estructura del sistema de red. Aunque las funciones básicas de servicio de aplicaciones y las funciones de gestión de red de las redes informáticas son diferentes y tienen una división del trabajo, están estrechamente relacionadas. En la estructura interna de la red, las entidades de software y hardware que implementan estas dos funciones están estrechamente integradas o incluso integradas. Por lo tanto, los sistemas de gestión de redes se han convertido en una parte integral de los sistemas de redes informáticas modernos. La gestión de la red debe centrarse en la gestión de las funciones generales y el rendimiento del sistema de red, y tender a adoptar un sistema de gestión centralizado y distribuido que se adapte a las características de los sistemas grandes. En la situación actual de rápido desarrollo de la globalización de las redes, varios factores que ponen en peligro la seguridad de la red, como virus, piratas informáticos, spam, delitos informáticos, etc., también están proliferando y tienen las características de propagación global. Los sistemas de red, pero también tienen las características de difusión global. El uso seguro de los sistemas de trabajo y aplicaciones de red puede incluso amenazar la supervivencia de los sistemas de red. Por lo tanto, una mayor investigación y desarrollo de diversas tecnologías avanzadas de seguridad de la información de sistemas de red, como control de acceso, firewalls, antivirus, cifrado de datos y autenticación de información, se han convertido en una garantía indispensable e importante para el desarrollo de los sistemas de redes informáticas. Las redes informáticas modernas del siglo XXI deberían gestionarse de manera más eficiente y ser redes más seguras y confiables.

La dirección de desarrollo de servir aplicaciones

El propósito fundamental de diseñar y construir sistemas de redes informáticas es servir aplicaciones. Desde una perspectiva del sistema, las aplicaciones de red reflejan en última instancia el propósito y las funciones del sistema de red. La demanda de aplicaciones siempre ha sido la fuerza impulsora fundamental del desarrollo tecnológico, y el desarrollo tecnológico proporciona más y mejores servicios de aplicaciones. Ésta es la relación dialéctica básica entre el desarrollo tecnológico y la demanda de aplicaciones. Como red informática que integra en gran medida varias tecnologías de la información avanzadas, se ha desarrollado rápidamente impulsada por la demanda de aplicaciones de informatización en la sociedad humana; y las redes informáticas también reflejan su apoyo a la informatización social a través de varios sistemas de aplicaciones de red específicos. En última instancia, se debe implementar la informatización nacional, la informatización de campo, la informatización regional y la informatización empresarial para establecer varios sistemas de aplicaciones de red específicos para diversas industrias y unidades específicas, como varios sistemas de información de gestión, sistemas de automatización de oficinas y sistemas de soporte de decisiones, sistemas de procesamiento de transacciones. Los diferentes usuarios de todos los ámbitos de la vida necesitan cada vez más sistemas de recuperación de información, sistemas de educación a distancia, sistemas de comando y control, sistemas de colaboración remota y sistemas integrales de fabricación integrados, sistemas de comercio electrónico, sistemas automáticos de reserva de boletos de transporte, etc. en software de aplicación específico para utilizar la red. Por lo tanto, varios sistemas de aplicaciones de red basados ​​​​en la plataforma del sistema de red básico se han convertido en una parte importante e inseparable del sistema de red informática. La integración de sistemas de sistemas de información de red específicos en realidad consiste en utilizar métodos de ingeniería de sistemas para planificar, diseñar y construir específicamente un sistema de aplicación de red específico. En la actualidad, la investigación sobre la arquitectura del sistema de aplicaciones de red, las herramientas de desarrollo de software de aplicaciones de red, las especificaciones y estandarización de sistemas de aplicaciones clasificadas y los métodos integrales de integración de sistemas de aplicaciones son muy activos y han logrado grandes avances, lo que también refleja la computadora La dirección de desarrollo de los sistemas de red como servicios de aplicaciones. La red informática moderna del siglo XXI presentará a la mayoría de los usuarios una variedad de sistemas de aplicaciones de red que se adaptan a una gama más amplia de necesidades de aplicaciones, son más convenientes de usar, pero menos visibles para la red.

La dirección del desarrollo de las redes inteligentes

La tecnología de inteligencia artificial simula aún más la capacidad de actividad de pensamiento del cerebro humano sobre la base de las computadoras tradicionales. Incluye el análisis, la inducción, el razonamiento y el aprendizaje. y otros aspectos de la información. Capacidades avanzadas de procesamiento de información, por lo que la tecnología de inteligencia artificial también es una tecnología de información de nivel superior.

Las computadoras inteligentes les permiten tener una inteligencia avanzada que se acerca más a las capacidades de pensamiento humano y son un desarrollo inevitable de la tecnología informática. Sin embargo, en el proceso de informatización de la sociedad moderna, debido al rápido desarrollo de la tecnología de redes informáticas, las computadoras y la tecnología informática se han integrado cada vez más en el gran sistema de redes informáticas, junto con otras tecnologías de la información, se han integrado en el gran sistema. El entorno de distribución de la red global de información social desempeña un papel. Por lo tanto, la combinación e integración de tecnología de inteligencia artificial, computadoras inteligentes y tecnología de redes informáticas para formar una red informática inteligente con más capacidades de pensamiento no solo es una tendencia inevitable en el desarrollo de la tecnología de inteligencia artificial y las computadoras inteligentes, sino también el desarrollo inevitable de tendencia integral de tecnología de la información de la red informática. En la actualidad, el desarrollo de sistemas distribuidos de toma de decisiones inteligentes, sistemas expertos distribuidos, sistemas de base de conocimientos distribuidos, tecnología de agentes inteligentes distribuidos, sistemas de control inteligentes distribuidos y tecnologías de gestión de redes inteligentes basadas en sistemas de redes informáticas también refleja claramente este tipo de computadora inteligente. La tendencia de desarrollo de Internet. El sistema de redes informáticas moderno del siglo XXI será una red que combine e integre aún más la tecnología de inteligencia artificial y la tecnología de redes informáticas. Hará que las redes de información social no solo sean más ordenadas, sino también más inteligentes.

Autor: Ni Pengyun, Facultad de Ciencias de la Computación, Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de Changsha