Historie dálkových komunikačních sítí u nás



EARN


Rozvoj i historie využívání dálkových komunikačních sítí jsou u nás výrazně spojeny s akademickou sférou. První využitelnou komunikační sítí v této oblasti byla u nás síť EARN ( European Academic and Research Network ). Síť EARN byla plně integrována se sítí BITNET , která vznikla v Americe jako (trochu podivná) zkratka Because It's Time Network . Odlišovala se od ní v podstatě jen organizačními záležitostmi. Proto i v Evropě se někdy o EARNu hovořilo jako o síti BITNET .

Síť EARN/BITNET byla charakteristická trvale propojenými linkami s vyžadovanými přenosovými kapacitami pouze 9,6 kbit/sec . Struktura a přenosové cesty byly určeny staticky tabulkami na jednotlivých počítačích (uzlech). Přes relativně nenáročné požadavky na přenosové kapacity linek i snadno instalovatelný software byla síť schopna přenést velká kvanta dat. Proto byla okamžitě u nás značně využívána pro získávání v té době jinak těžko dostupných informací a public domain software(u). Síť EARN/BITNET se zde objevila asi v listopadu 1990, i když oficiálně bylo Československo připojeno od 1.1.1991 .

V Evropě byla tato síť organizována přes jednotlivé státy a v každém z nich byl jeden hlavní (národní) uzel. Tyto uzly pak byly propojeny mezinárodními linkami. Přitom jméno každého počítače začínalo zkratkou toho kterého státu. Postupně národní uzly začaly za zkratkou používat slovo EARN . Národní uzel pro Československo se jmenoval CSEARN a byl umístěn ve Výpočetním centru ČVUT ( dříve Oblastní Výpočetní Centrum vysokých škol ). Nenáročné požadavky na přenosové linky bylo možno i u nás na přelomu 80. a 90. let zajistit pomocí pronajatých telefonních linek a (poměrně snadno) dostupných typů modemů. Potřebný software šlo dokonce provozovat i na počítačích bývalé jednotné řady ( JSEP-II - ovšem s výjimkou operačního systému DOS-4/JSEP z bývalého VÚMS ). Takto byla také do sítě EARN připojena Vysoká škola ekonomická - uzelem CSPGEU11 , kterým byl ruský počítač EC-1045 s východoněmeckým operačním systémem SVM .

Možná nejvýstižněji charakterizují přenosové možnosti sítě EARN/BITNET tyto tři základní příkazy:

TELL uživatel AT počítač zpráva

SENDFILE jméno_souboru uživatel AT počítač

MAIL uživatel AT počítač

Příkazem TELL lze interaktivně zaslat jednořádkovou zprávu ( až 132 znaků ) uživateli na jiném počítači. Není-li příjemce přitom zalogován anebo je komunikační linka mimo provoz, zpráva se nepředá.

SENDFILE je asi nejcharakterističtější příkaz sítě EARN/BITNET . Je schopen (v pozadí) přenést soubor uživateli na jiném počítači. Protože se soubor může kopírovat(=přenášet) postupně z počítače na počítač, má výpadek linky či její přetížení vliv pouze na dobu přenosu souboru. Soubor při cestě sítí čeká (ve frontě) na tom počítači, kde se vyskytl výpadek spojení, případně kde je linka plně vytížena jinými přenosy.

Příkaz MAIL je určen k přenosu (kratších) textových souborů jinému uživateli sítě. Soubor odesílatel obvykle bezprostředně po zadání příkazu MAIL vytváří editorem. Editor vždy připojí k souboru hlavičku, jejíž tvar je shodný s tvarem v (některých) jiných sítí, například s Internetem. Proto i v síti EARN/BITNET lze zadávat adresy pro mail ( nazývaný též E-mail - elektronická pošta ) s použitím znaku @ , tedy: MAIL uživatel@počítač .
Způsob přenosu mailu umožňuje návrat nedoručeného dopisu, ale i snadný přechod do jiných sítí ( včetně přímého zadávání i internetových adres ).





Internet


Od 13. února 1992 od 14 hodin mohou u nás uživatelé pracovat v síti Internet . Spojení bylo otevřeno po pevné telefonní lince do Lince přenosovou rychlostí 19 kbit/sec využívané současně pro síť EARN/BITNET . Prvními uzly s doménou .CS byly počítače ve Výpočetním centru ČVUT .

Pokud chceme srovnávat síť Internet se sítí EARN/BITNET , můžeme k tomu nejlépe využít těchto tří základních příkazů Internetu:

TELNET počítač

FTP počítač

MAIL uživatel@počítač

Příkazem TELNET se uživatel propojí terminálem na počítač uvedeného jména (adresy). Až do ukončení takto vytvořené seance uživatel pracuje se vzdáleným počítačem. Obvykle začíná zalogováním (přihlášením) pod uživatelským jménem a heslem, které musí mít i na onom počítači, a pak dál musí používat ( a znát ) příkazy a programové prostředky tohoto počítače. Veškerá jeho komunikace na obrazovce a klávesnici je prostřednictvím TELNETu s oním vzdáleným počítačem.

Příkaz FTP pak slouží pro přenos souborů. Uživatel se na vzdálený počítač opět musí přihlásit (zalogovat) a pak může jen listovat v souborech ( a adresářích ) a soubory přenášet příkazy GET jméno_souboru anebo PUT jméno_souboru , a to ze vzdáleného počítače k sobě anebo od sebe na vzdálený počítač. Při přenosu například programů je věcí uživatele, zda se přenesené programy dají spustit i na druhém počítači.

Příkaz MAIL pak funguje zcela shodně jako v síti EARN/BITNET . Po napsání a odeslání se (kratší) textový soubor v pozadí přenese kterémukoliv ( v příkazu uvedenému ) uživateli na počítači v síti Internet.


Na tomto místě je třeba připomenout, že počítače ČVUT , které byly zapojeny v síti EARN , a také byly první uzly Internetu u nás - konkrétně počítač CSEARN alias EARN.CVUT.CZ a rovněž CSPUNI12 alias ACI.CVUT.CZ - umožňovaly uživateli kombinovat příkazy obou sítí. Pouze bylo třeba v EARNových příkazech uvádět EARNové jméno počítače, v internetových příkazech pak jméno internetové. Při racionálním použití příkazů TELNET , FTP , SENDFILE , TELL a MAIL se tak dala značně kompenzovat nízká přenosová kapacita linek. Pro uživatele-programátora tato kombinace navíc přinášela snazší a přehlednější práci, než jaká je běžná i dnes v Internetu .





CESNET


V roce 1992 zároveň vrcholily přípravy pro vybudování akademické přenosové sítě v Československu označované jako FESNET ( Federal Education and Scientific Network ), která měla spojovat vysoké školy a ústavy Akademie věd. Z dnešního pohledu je možná trochu nepochopitelné, že se stále váhalo, zda síť FESNET má být provozována na rozhraní TCP/IP charakteristickém pro Internet anebo na odlišném X.25 , i když s podobnými možnostmi pro uživatele ( pokud se pohybujeme v oblasti nižších přenosových rychlostí ).
První přenosová zařízení byla dokonce objednána pro univerzální použití. Je třeba říci, že oproti názorům spíše teoreticky zaměřených pracovníků se podařilo naštěstí prosadit stanovisko praktičtěji zaměřených lidí z VC ČVUT a síť se již od počátku budovala na bázi Internetu.

Rozdělením Československa se z  FESNETu  v roce 1993 stal u nás  CESNET  ( Czech Education and Scientific Network )  a na Slovensku SANET  ( Slovac Academic Network ). CESNET zahájil činnost v polovině roku 1993 a představoval především organizační instituci, které se ve velmi krátké době podařilo rozšířit Internet na všechny významnější vysoké školy u nás. Snad nejstručnější charakteristikou CESNETu by mohlo být, že to bylo pokračování Internetu v Českých zemích. Jednak v letech 1993 i 1994 vlastně jiný významný provozovatel Internetu u nás nebyl, jednak se komerční oblast u nás o Internet tehdy prakticky vůbec nezajímala.

Síť Internet se také někdy charakterizuje jako síť sítí. Právě v tomto duchu byl ( a je ) CESNET pouze pokračováním Internetu. Bylo by možná logické, kdyby CESNET umožnil kromě všeho, co umí Internet, i některé věci navíc, typické pro naše poměry. Například velmi snadnou komunikaci v češtině ( s diakritikou ) v jednom preferovaném kódu. ( V jiných kódech češtiny než v onom preferovaném pak třeba opět s těmi problémy, jako je obvyklé v Internetu. )  Potom by takováto síť  ČESNET  byla typickou podsítí Internetu, kde by ale samozřejmě šlo používat i vše jako v Internetu. K tomu ovšem nedošlo! To byla naopak daň za to, že CESNET byl postupně možná až příliš podřizován jen praktickému pohledu snadné instalace přebíraného softwaru.

Asi by šlo tento problém přejít bez většího povšimnutí, kdyby se o pár let později ( v jiné podobě ) situace neopakovala s databázovými a knihovními systémy. Teoretická oblast se u nás v té době opět zabývala jinými ( spíše nekonfliktními ) problémy místo toho, aby včas alespoň upozornila na problémy při unáhlené domestikaci některých softwarových produktů neřešících národní standardy či jen naše některé zvyklosti. ( Viz například kódy češtiny Windows-1250 a ISO-8859-2 anebo opomíjení zvyklosti používat dotazovací jazyk. ) Jistě je třeba vzít v úvahu omezené možnosti v letech před rokem 1989 a ještě i několik let po něm, ale paradoxně to ukazuje jen na to, že v praktické oblasti měli lidé i přes existenci řady embarg, s nimiž se mimochodem u nás stále potýkal rozvoj Internetu i roce 1992, k vývoji ve světe blíže než lidé z oblasti teorie.





PASNET


Obdobně předchozího bychom mohli PASNET ( Prague Academic and Scientific Network ) symbolicky charakterizovat jako pokračování CESNETu po Praze. Síť byla budována v bezprostřední návaznosti na CESNET s hlavním cílem propojit kapacitními spoji vysoké školy v Praze. Zajímavé je především to, že páteřní část využívá optických kabelů vedených po Praze v tunelech metra.

Síť byla oživena mezi Vánocemi 1994 a Novým rokem 1995. I když podmínky grantu pro vybudování PASNETu byly skoro o celý rok prodlouženy, přesto byla v roce 1995 přenosová kapacita až 155Mbit/sec u nás mimořádná. Je třeba říci, že ještě před Prahou začaly spojení optickými kabely v městské aglomeraci využívat vysoké školy v Brně. Je ovšem nutno poznamenat, že tam byly optické kabely vedeny vzduchem, což by bylo přes historické centrum Prahy asi nerealizovatelné.

Prvními takto propojenými vysokými školami v Praze byly: Areál ČVUT v Dejvicích, MFF na Malé Straně, budovy ČVUT na Karlově náměstí, VŠE (budova na Žižkově), MFF v Karlíně a ÚVT Univerzity Karlovy na Ovocném trhu. Všechna uváděná propojení byla ( a jsou ) realizována spojením každé ze škol na Ovocný trh. PASNET má přitom pronajaty vždy 2 žíly (vlákna) 12-žilového optického kabelu protaženého tunely metra především pro zamýšlenou magistrátní síť.

Síť PASNET byla postupně rozšiřována na další pražské vysoké školy s využitím i mikrovlnných (radioreléových) spojů ve vhodných místech z hlediska viditelnosti. Tak například ze staré budovy VŠE byl veden směrový spoj do vysokoškolského areálu v Suchdole.
Obrázky s mapkami sítí CESNET i PASNET lze nalézt v adresáři cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne přístupném přes anonymní FTP na počítači alfa.vse.cz nebo i přes WWW-server . Přesněji viz tedy URL-specifikace:
  ftp://alfa.vse.cz/pub/cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne/ [1]
  http://alfa.vse.cz/kizi/cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne/ [2]

Topologie jak sítě PASNET tak i sítě CESNET ( viz mapky od roky 1995 ) nakonec sledují přirozené uspořádání pohybu a cest v aglomeraci. V CESNETu je vidět typické soustředění všech spojů do Prahy a též do Brna, v PASNETu pak do středu Prahy. Důvodem je samozřejmě využívání komunikačních spojů vybudovaných právě ve směru přirozených vazeb a cest více méně historicky daných strukturou osídlení. ( V Praze bylo hlavním důvodem vedení optických kabelů v metru, ale jeho trasy byly právě budovány pro uspokojení nejpotřebnějších přepravních směrů, které v pražské aglomeraci asi nemohly skončit jinak, než že se protínají v centru.)  Co je ale na tom z hlediska Internetu zajímavé ? Že asi nejvíce využívané a potřebné zdroje CESNETu je ( z hlediska přenosových nároků ) optimální umístit do přirozených topologických uzlů a středisek v síti. ( Např. name server pro doménu .CZ , WWW.PASNET.CZ , LISTSERV.CESNET.CZ a podobně.)

Právě topologicky problematickou výjimkou býval WWW.CESNET.CZ ( první WWW-server CESNETu ), který byl velmi dlouhou dobu umístěn v Liberci. Z pohledu studentů ekonomie možná bude zajímavé to, že až do oddělení akademického provozu v roce 1997 ( hrazeného z centrálních prostředků ) od ostatní komerční činnosti CESNETu byle vždy umístění WWW.CESNET.CZ verbálně velmi úspěšně zdůvodněno. Samozřejmě bylo nutné, aby přenosová kapacita z Prahy do Liberce byla výrazně vyšší než třeba z Prahy do Plzně. Teprve když se v druhé polovině roku 1997 náklady na přenosové linky CESNETu musely pokrýt z poplatků jednotlivých uživatelů, začalo se uvažovat o nějakém levnějším řešení. Aby WWW.CESNET.CZ anebo alespoň jeho mirror (kopie) byl umístěn v Praze, ale byl spravován pracovníky z Liberce, pro jejich bohaté znalosti i zkušenosti. ( I nákup dalšího výkonného počítače by se totiž brzy vyplatil vzhledem k nižším poplatkům za postačující méně kapacitní linku do Liberce.)





TEN34-CZ


V červnu 1997 byla v České republice uvedena do provozu akademická síť TEN34-CZ . Snaha vybudovat síť ( či spíše sítě ) TENTrans-European-Network at 34Mbps ) v Evropě se objevila jako obdoba amerického projektu informačních dálnic ( z první třetiny devadesátých let ). Přenosová rychlost měla být u TEN34 34Mbit/sec.
Jen pro srovnání připomeňme, že síť EARN/BITNET byla koncipována pro (pevné) linky s přenosovou kapacitou minimálně 9,6 kbit/sec , v síti Internet je pro připojení uzlu vyžadována kapacita minimálně 64 kbit/sec , výjimečně lze pro nezatížený koncový uzel připustit i nižší.

Státy západní Evropy síť TEN34 pro podporu akademické a vědecké činnosti uváděly do provozu postupně od konce roku 1996. Protože síť lze zhruba popsat jako rychlé internetové spoje pro akademickou sféru, je někdy obtížné ji odlišit od jiných linek Internetu. Navíc síť TEN34 tvoří národní sítě (minimální) přenosové kapacity 34 Mbit/sec , ty ale již nemusí být propojeny linkami s takovouto přenosovou rychlostí. Většina mezinárodních linek v Evropě také měla (i v roce 1997) přenosovou kapacitu nižší, nejméně však 10 Mbit/sec (například spoje do Portugalska či Řecka). Proto by bylo asi přesnější hovořit jen o národních sítích TEN34 . Konec konců i rozsah národní sítě může být velmi rozdílný, třeba jen v rozsahu metropole. Na druhou stranu je třeba říci, že u mezinárodních linek rychlostí nižších je dodržována zásada, že kapacity linek jsou postupně zvětšovány, přesahuje-li trvale denní zatížení určité (řádově poloviční) vytížení linky.


Naše síť TEN34-CZ spojuje od poloviny roku 1997 Prahu, Plzeň, Liberec, Hradec Králové, Č.Budějovice a dále vede spoj směr Brno-Olomouc-Ostrava. (Plánek sítě v době otevření lze také nalézt v již zmíněném adresáři zbytky-ruzne [3].) Od poloviny roku 1997 pak TEN34-CZ navazuje linkou 10 Mbit/sec vedenou z Prahy do Mnichova na propojené národní sítě TEN34 Evropské unie.

Síť TEN-34CZ byla u nás ( možná trochu netypicky od jiných států ) vybudována na směrových radiových spojích. Jako síťové rozhraní ( neboli jako linková vrstva ), jenž je přenášena po směrových spojích, je použit Asynchronous Transfer Mode - ATM . Odtud je také TEN34-CZ někdy stručně označována jako  ATM-síť . ( Rozhraní TCP/IP typické pro Internet pak je nad tímto linkovým protokolem ATM .)
Vybudováním sítě byla pověřena organizace CESNET z.s.p.o. (zájmové sdružení právnických osob) , která se postupně konstituovala jako provozovatel CESNETu především kvůli možnosti připojovat i komerční uživatele. To bylo CESNETu uděleno koncem roku 1994. I přes ujišťování, že finanční politika CESNETu musí být taková, aby poplatky komerčních uživatelů pokrývaly náklady na pronájem linek s vyšší přenosovou kapacitou a nedocházelo tak k degradaci komunikačních služeb pro akademická pracoviště (a to s ohledem na nemalé finanční ale i personální náklady, které do CESNETu byly a jsou vkládány hlavně ze strany ministerstva školství), přesto se situace rychle zhoršovala. Snahy o rychlé propojení superpočítačů, které se začaly objevovat roztříštěně na různých místech v republice, se tak postupně jevily téměř nerealizovatelné. Návaznost na evropský projekt cíle výrazně změnila.

Protože TEN34-CZ byla vybudována CESNETem, je s ní plně integrována, ale v místech styku se přenos směřuje buď po linkách CESNETu anebo po TEN34-CZ podle toho, zda odesílatelem je komerční či akademická organizace. Přechod (peering) mezi komerčním CESNETem a TEN34-CZ je možný pouze v Praze. To na první pohled vypadá značně nelogicky, pokud si ovšem neuvědomíme, že většina spojů TEN34-CZ je v podstatě paralelních k existujícím linkám CESNETu.

Je třeba říci, že zprovozněním směrových ATM-spojů se u nás výrazně zlepšilo komunikační zabezpečení pro vědeckou práci a využití při výuce, a to i vzhledem k možnému nárůstu v blízké budoucnosti. Přesto při relativním přebytku přenosové kapacity, nebo spíše právě proto, není možno pustit ze zřetele její racionální využívání včetně nově navrhovaných projektů. Právě pro stále vysoké náklady na budování přenosových kapacit i jejich případného dalšího rozšiřování.





"Současnost"


Dnes už lze říci, že i síť TEN34-CZ patří u nás k historii. Od ledna 1999 byla totiž přejmenována na TEN155-CZ . Již na konci roku 1998 došlo k jedné zaznamenání hodné události. Linka z Prahy do Brna ( tehdy ještě sítě TEN34-CZ ) byla převedena na optický spoj a její přenosová kapacita zvýšena na  155Mbit/sec .  Zároveň se topologie sítě mírně pozměnila na dvě důsledně hvězdicová propojení k tomuto kapacitnímu spoji, která v Čechách směřují do Prahy a na Moravě do Brna.
Z Prahy pak vede spoj do evropské sítě TEN155 ( vzniklé z TEN34 ). Kapacita této mezinárodní linky byla v roce 1999 zvýšena na 45Mbit/sec. Tranzit do zámoří však byl přes onu linku kapacitně omezen na 24Mbit/sec. ( 21Mbit/sec je tedy přenosová kapacita do států v Evropě.) Na podzim roku 1999 byla proto otevřena nová samostatná linka do USA, jejíž přenosová kapacita na konci roku již činila 34Mbit/sec. Provoz sítě TEN155-CZ je zajišťován organizací CESNET z.s.p.o.  ( v roce 1996 vytvořené 27 vysokými školami a Akademií věd ), která se také připojila ke spolupráci na projektu nazývaném v USA jako Internet2.  Jeho součástí je mimo jiné i ověřování protokolu IPv6, který by v budoucnu mohl znamenat výraznější zdokonalení přenosových možností v Internetu. Za zmínku snad ještě stojí, že do nekomerční sítě TEN155-CZ mohou být připojeny i další organizace, a to kvůli činnostem souvisejícím s výzkumem a vzděláváním. Jako například fakultní nemocnice anebo knihovny. Připojení do TEN155-CZ takto třeba využívá Národní knihovna nebo Národní muzeum.

Vzhledem k různým finančním úlevám poskytovaným jak v evropských státech tak v USA pro zabezpečení akademické práce vycházejí náklady na provoz této sítě nižší, než jaké by byly při komerčním provozu. Organizace, které současně provozují i komerční činnost, musejí pro připojení proto nějakým způsobem zajistit rozdělení svého síťového provozu. Ze stejného důvodu došlo také v organizaci CESNET z.s.p.o. k důslednému finančnímu oddělení provozu TEN155-CZ od sítě CESNET, která je nyní zaměřena na připojení komerčních uživatelů sítě Internet.
Výše zmiňovaný WWW-server  WWW.CESNET.CZ  [4]  je tak nyní plně zaměřen na problémy komerčního přístupu do Internetu, ale také je již "topologicky správně" umístěn v Praze. Informace o akademické síti TEN155-CZ lze pak nalézt na  WWW.TEN.CZ  [5.  A pro původní WWW-server CESNETu bylo zavedeno nové jméno  WWW.CES.NET  [6] .  ( Z něj jsou i oba dva předchozí servery odkazovány.) Při pohledu na současný tvar a uspořádání informací na těchto WWW-serverech se nelze zcela zbavit otázky, zda oddělení nebylo až přespříliš důsledné a zda se místo efektivní spolupráce nedospělo až k jisté nespolupráci. Vezměme třeba takovou situaci, která je u nás běžná na řadě WWW-serverů a která víceméně vznikla v akademickém prostředí, možnost přepínání kódu české diakritiky. Tak ta ( v roce 1999 ) na WWW.CESNET.CZ zatím chybí a vše je k dispozici jen v kódu Windows-1250 používaném (pouze) v prostředí MS-Windows.

Snad poznatky a zkušenosti získané z provozu sítě TEN155-CZ budou u nás lépe přeneseny do neakademických oblastí i samotné komerční sféry. Právě toto je jeden z cílů podpory takovýchto projektů v zahraničí, konkrétně výše zmiňovaného amerického projektu Internet2. TEN155-CZ  je z tohoto hlediska síť vybudovaná v poněkud jiném pojetí, než jako rychlý (a dokonalejší) Internet. Byla v ní důsledně dodržována průchodnost všech ATM-paketů, takže může nabízet i využívání dalších možností tohoto způsobu přenosu, než jaké jsou běžné v Internetu. V tomto směru je její označení jako ATM-síť vlastně výstižnější. A proto může být cenné právě porovnání vzájemných možností spolupráce s "Internet(em)2". V souvislosti s tím je asi třeba poznamenat, že v dalším textu se budeme z pohledu komunikačních systémů věnovat jen klasické síti Internet, možná s několika zmínkami o síti EARN/BITNET.

Rozvoj komunikačních sítí u nás zaznamenal během deseti let mimořádný pokrok, a to jen už z toho pohledu, že v bývalém Československu komunikační oblast zaostávala za světovým vývojem ještě více než jiné obory. Z obecnějšího pohledu na rozvoj, který se odehrával hlavně ve školském prostředí, ve kterém se nyní reálně začalo uvažovat o možnosti ověřovat i algoritmy a technologie ve světě teprve vyvíjené, by stálo přinejmenším za hlubší úvahu, čím byl onen trend převážně ovlivněn. Zvláště když k tomu právě ve školství byl využit téměř jen vlastní potenciál. Je trochu škoda, že právě tento postupný, možná i nenápadný vývoj zůstal u nás v podstatě nepovšimnut ( včetně i pohledu na určitě nezbytné řízení takovýchto projektů ).




Odkazy
 
[1 ftp://146.102.64.30/pub/cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne
[2 http://146.102.64.30/kizi/cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne/
[3 http://146.102.64.30/kizi/cesnet/ISIS0FTP/zbytky-ruzne/TEN-34CZ.gif
[4 http://WWW.CESNET.CZ
[5 http://WWW.TEN.CZ
[6 http://WWW.CES.NET