По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Сеть 5G появилась относительно недавно, но ученые сейчас во всю проводят исследования над технологией 6G! Что такое 6G? Что можно от него ждать? Давайте обсудим.
Концепция 6G
6G – стандарт мобильной связи шестого поколения, является концептуальной технологией мобильной связи беспроводной сети, также известной как технология мобильной связи шестого поколения.
Сеть 6G станет технологией с интегрированной наземной беспроводной и спутниковой связью. Благодаря интеграции спутниковой связи в мобильную связь 6G, для обеспечения непрерывного глобального покрытия, сетевые сигналы могут достигать любой удаленной деревни.
Кроме того, благодаря глобальной спутниковой системе определения местоположения, телекоммуникационной спутниковой системе, спутниковой системе получения изображений Земли и наземной сети 6G, полный охват земли и воздуха также может помочь людям прогнозировать погоду и быстро реагировать на стихийные бедствия.
Разработка 6G
В 2018 году Финляндия начала исследовать технологии, связанные с 6G.
9 марта 2018 года министр промышленности и информационных технологий Китайской Народной Республики сообщил, что Китай уже начал исследования 6G.
15 марта 2019 года Федеральная комиссия по связи США (FCC) единогласно проголосовала за принятие решения об открытии спектра «ТГц-волна» для услуг 6G.
С 24 по 26 марта 2019 года в Лапландии, Финляндия, состоялась международная конференция по 6G.
20 ноября 2019 года Всемирная конференция 5G 2019 года была проинформирована о том, что China Unicom и China Telecom начали исследование технологий, связанных с 6G.
Какие технологии понадобятся для реализации 6G?
Терагерцовая технология
6G будет использовать терагерцовый (ТГц) частотный диапазон, и «уплотнение» сетей 6G достигнет беспрецедентного уровня. К тому времени наше окружение будет заполнено небольшими базовыми станциями.
Терагерцовая полоса относится к 100 ГГц-10 ТГц, которая является полосой частот, намного превышающей 5 ГГц. От связи 1G (0,9 ГГц) до 4G (выше 1,8 ГГц) частота используемых нами беспроводных электромагнитных волн возрастает. Поскольку чем выше частота, тем больше допустимый диапазон пропускной способности и тем больше объем данных, которые могут быть переданы в единицу времени, что мы обычно просто говорим, что «скорость сети стала быстрее».
Итак, когда речь заходит о «уплотнении» сети в эпоху 6G, значит ли это что нас окружат маленькие базовые станции?
Вообще говоря, существует множество факторов, которые влияют на покрытие базовой станции, таких как частота сигнала, мощность передачи базовой станции, высота базовой станции и высота мобильного терминала. С точки зрения частоты сигнала, чем выше частота, тем короче длина волны и дифракционная способность сигнала.
Частота сигнала 6G уже находится на уровне терагерца, и эта частота близка к спектру энергетического уровня вращения молекулы, и она легко поглощается молекулами воды в воздухе, поэтому расстояние, пройденное в космосе, не так далеко от 5G, поэтому для «ретрансляции» 6G требуется больше базовых станций. Диапазон частот, используемый 5G, выше, чем 4G. Без учета других факторов покрытие базовых станций 5G, естественно, меньше, чем покрытие 4G. При более высокой полосе частот 6G охват базовых станций будет меньше.
Технология пространственного мультиплексирования
6G будет использовать «технологию пространственного мультиплексирования», базовые станции 6G смогут одновременно получать доступ к сотням или даже тысячам беспроводных соединений, а его пропускная способность будет в 1000 раз превышать пропускную способность базовых станций 5G.
Когда частота сигнала превышает 10 ГГц, его основной режим распространения больше не является дифракционным. Для линий распространения вне прямой видимости отражение и рассеяние являются основными методами распространения сигнала. В то же время, чем выше частота, тем больше потери при распространении, тем короче расстояние покрытия и слабее дифракционная способность. Эти факторы значительно увеличат сложность покрытия сигнала. 5G решает эти проблемы с помощью двух ключевых технологий, Massive MIMO и лучевого формирования. 6G расположен в более высокой полосе частот, и дальнейшее развитие MIMO, вероятно, обеспечит ключевую техническую поддержку для 6G.
Как будет выглядеть мир 6G?
Итак, когда технология 6G будет полностью развернута, как будет выглядеть мир? Можно предположить, что скорость сети будет быстрее и стабильнее. Предполагается, что в сети 6G загрузка фильмов в несколько ГБ может занять всего пару секунд на скорости в 1 Тбит/с.
Конечно, помимо того, что он быстрее 5G, он также будет в полной мере применяться в других развивающихся отраслях благодаря быстрому развитию сети. Например, умные города смогут в режиме реального времени передавать условия дорожного движения и решать проблемы пробок. Такие технологии, как AR, также станут реальностью.
Соответствующие исследования предсказывают, что в более позднюю часть эры 5G плотность сетевых подключений, создаваемых устройствами, превысит теоретический предел технологии 5G. Таким образом, ранняя стадия применения 6G заключается в расширении и углублении технологии 5G. Исходя из этого, 6G будет основываться на искусственном интеллекте, периферийных вычислениях и Интернете вещей для достижения глубокой интеграции интеллектуальных приложений и сетей, а затем для разработки виртуальной реальности, виртуальных пользователей, интеллектуальных сетей и других функций.
И, хотя отрасль возлагает большие надежды и предположения на 6G, следует признать, что исследования 6G действительно все еще находятся в зачаточном состоянии, и вся отрасль все еще находится в процессе непрерывного развития.
В предыдущем материале мы рассмотрели, как работает Интернет на базовом уровне, включая взаимодействие между клиентом (вашим компьютером) и сервером (другим компьютером, который отвечает на запросы клиента о веб-сайтах).
В этой же части рассмотрим, как устроены клиент, сервер и веб-приложение, что мы можем удобно серфить в Интернете.
Модель клиент-сервер
Эта идея взаимодействия клиента и сервера по сети называется моделью «клиент-сервер». Это делает возможным просмотр веб-сайтов (например, сайт wiki.merionet.ru) и взаимодействие с веб-приложением (как Gmail).
На самом деле, модель клиент-сервер - это ни что иное, как способ описать отношения между клиентом и сервером в веб-приложении. Это детали того, как информация переходит от одного конца к другому, где картина усложняется.
Базовая конфигурация веб-приложения
Существует сотни способов настройки веб-приложения. При этом большинство из них следуют одной и той же базовой структуре: клиент, сервер, база данных.
Клиент
Клиент - это то, с чем взаимодействует пользователь. Так что «клиентский» код отвечает за большую часть того, что на самом деле видит пользователь. Это включает в себя:
Определение структуры веб-страницы
Настройка внешнего вида веб-страницы
Реализация механизма пользовательского взаимодействия (нажатие кнопок, ввод текста и т.д.)
Структура: Макет и содержимое веб-страницы определяются с помощью HTML (обычно HTML 5, если речь идет о современных веб-приложениях, но это другая история.)
HTML означает язык гипертекстовой разметки (Hypertext Markup Language). Он позволяет описать основную физическую структуру документа с помощью HTML-тэгов. Каждый HTML-тэг описывает определенный элемент документа.
Например:
Содержимое тега «<h1>» описывает заголовок.
Содержимое тега «<p>» описывает абзац.
Содержимое тега «<button>» описывает кнопку.
И так далее...
Веб-браузер использует эти HTML-тэги для определения способа отображения документа.
Look and Feel: Чтобы определить внешний вид веб-страницы, веб-разработчики используют CSS, который расшифровывается как каскадные таблицы стилей (Cascading Style Sheets). CSS - это язык, который позволяет описать стиль элементов, определенных в HTML, позволяя изменять шрифт, цвет, макет, простые анимации и другие поверхностные элементы.
Стили для указанной выше HTML-страницы можно задать следующим образом:
Взаимодействие с пользователем: Наконец, для реализации механизма взаимодействия с пользователем, на сцену выходит JavaScript.
Например, если вы хотите что-то сделать, когда пользователь нажимает кнопку, вы можете сделать что-то подобное:
Иногда взаимодействие с пользователем, может быть реализовано без необходимости обращения к вашему серверу - отсюда и термин "JavaScript на стороне клиента". Другие типы взаимодействия требуют отправки запросов на сервер для обработки.
Например, если пользователь публикует комментарий в потоке, может потребоваться сохранить этот комментарий в базе данных, чтобы весь материал был структурирован и собран в одном месте. Таким образом, вы отправляете запрос на сервер с новым комментарием и идентификатором пользователя, а сервер прослушивает эти запросы и обрабатывает их соответствующим образом.
Сервер
Сервер в веб-приложении прослушивает запросы, поступающие от клиента. При настройке HTTP-сервера он должен прослушивать конкретный номер порта. Номер порта всегда связан с IP-адресом компьютера.
Вы можете рассматривать порты как отдельные каналы на каждом компьютере, которые можно использовать для выполнения различных задач: один порт может быть использован для серфинга на wiki.merionet.ru, в то время как через другой получаете электронную почту. Это возможно, поскольку каждое из приложений (веб-браузер и клиент электронной почты) использует разные номера портов.
После настройки HTTP-сервера для прослушивания определенного порта сервер ожидает клиентские запросов, поступающие на этот порт, выполняет все действия, указанные в запросе, и отправляет все запрошенные данные через HTTP-ответ.
База данных
Базы данных – это подвалы веб-архитектуры - большинство из нас боятся туда спускаться, но они критически важны для прочного фундамента. База данных - это место для хранения информации, чтобы к ней можно было легко обращаться, управлять и обновлять.
Например, при создании сайта в социальных сетях можно использовать базу данных для хранения сведений о пользователях, публикациях и комментариях. Когда посетитель запрашивает страницу, данные, вставленные на страницу, поступают из базы данных сайта, что позволяет нам воспринимать взаимодействие пользователей в реальном времени как должное на таких сайтах, как Facebook или в таких приложениях, как Gmail.
Как масштабировать простое веб-приложение
Вышеописанная конфигурация отлично подходит для простых приложений. Но по мере роста приложения один сервер не сможет обрабатывать тысячи - если не миллионы - одновременных запросов от посетителей.
Чтобы выполнить масштабирование в соответствии с этими большими объемами, можно распределить входящий трафик между группой внутренних серверов.
Здесь все становится интересно. Имеется несколько серверов, каждый из которых имеет собственный IP-адрес. Итак, как сервер доменных имен (DNS) определяет, на какой экземпляр вашего приложения отправить трафик?
Ответ очевиден - никак. Управление всеми этими отдельными экземплярами приложения происходит через средство балансировки нагрузки.
Подсистема балансировки нагрузки действует как гаишник, который маршрутизирует клиентские запросы по серверам как можно быстрее и эффективнее, насколько это возможно.
Поскольку вы не можете транслировать IP-адреса всех экземпляров сервера, вы создаете виртуальный IP-адрес, который транслируется клиентам. Этот виртуальный IP-адрес указывает на подсистему балансировки нагрузки. Таким образом, когда DNS ищет ваш сайт, он указывает на балансировщик нагрузки. Затем подсистема балансировки нагрузки перескакивает для распределения трафика на различные внутренние серверы в реальном времени.
Возможно, вам интересно, как подсистема балансировки нагрузки узнаёт, на какой сервер следует отправлять трафик. Ответ: алгоритмы.
Один популярный алгоритм, Round Robin, включает равномерное распределение входящих запросов по ферме серверов (все доступные серверы). Вы обычно выбираете такой подход, если все ваши серверы имеют одинаковую скорость обработки и память.
С помощью другого алгоритма, Least Connections, следующий запрос отправляется на сервер с наименьшим количеством активных соединений.
Существует гораздо больше алгоритмов, которые вы можете реализовать, в зависимости от ваших потребностей.
Теперь поток трафика выглядит следующим образом:
Службы
Итак, мы решили проблему трафика, создав пулы серверов и балансировщик нагрузки для управления ими.
Но одной репликация серверов может быть недостаточно для обслуживания приложения по мере его роста. По мере добавления дополнительных функциональных возможностей в приложение необходимо поддерживать тот же монолитный сервер, пока он продолжает расти. Для решения этой проблемы нам нужен способ разобщить функциональные возможности сервера.
Здесь и появляется идея служб. Служба является просто другим сервером, за исключением того, что она взаимодействует только с другими серверами, в отличие от традиционного веб-сервера, который взаимодействует с клиентами.
Каждая служба имеет автономную единицу функциональности, такую как авторизация пользователей или предоставление функции поиска. Службы позволяют разбить один веб-сервер на несколько служб, каждая из которых выполняет отдельные функции.
Основное преимущество разделения одного сервера на множество сервисов заключается в том, что он позволяет масштабировать сервисы полностью независимо.
Другое преимущество здесь заключается в том, что он позволяет командам внутри компании работать независимо над конкретной услугой, а не иметь 10, 100 или даже 1000 инженеров, работающих на одном монолитном сервере, который быстро становится кошмаром для менеджера проекта.
Краткое примечание: эта концепция балансировщиков нагрузки и пулов внутренних серверов и служб становится очень сложной, поскольку вы масштабируете все больше и больше серверов в вашем приложении. Это особенно сложно с такими вещами, как, например, сохранение сеанса, обработка отправки нескольких запросов от клиента на один и тот же сервер в течение сеанса, развертывания решения для балансировки нагрузки. Такие продвинутые темы не будет затрагивать в данном материале.
Сети доставки контента (Conten Delivery Network – CDN)
Все вышеперечисленное отлично подходит для масштабирования трафика, но приложение все еще централизовано в одном месте. Когда ваши пользователи начинают посещать ваш сайт из других концов страны или с другого конца мира, они могут столкнуться с длительной задержкой из-за увеличенного расстояния между клиентом и сервером. Ведь речь идет о "всемирной паутине" - не о "местной соседней паутине".
Популярная тактика решения этой проблемы - использование сети доставки контента (CDN). CDN - это большая распределенная система «прокси» серверов, развернутая во многих центрах обработки данных. Прокси-сервер - это просто сервер, который действует как посредник между клиентом и сервером.
Компании с большим объемом распределенного трафика могут платить CDN-компаниям за доставку контента конечным пользователям с помощью серверов CDN. CDN имеет тысячи серверов, расположенных в стратегических географических точках по всему миру.
Давайте сравним, как веб-сайт работает с CDN и без него.
Как мы уже говорили в разделе 1, для типичного веб-сайта доменное имя URL преобразуется в IP-адрес сервера хоста.
Однако если клиент использует CDN, доменное имя URL преобразуется в IP-адрес пограничного сервера, принадлежащего CDN. Затем CDN доставляет веб-контент пользователям клиента, не затрагивая серверы клиента.
CDN может сделать это, сохраняя копии часто используемых элементов, таких как HTML, CSS, загрузки программного обеспечения и медиаобъектов с серверов клиентов.
Главная цель - расположить контент сайта как можно ближе к конечному пользователю. В итоге пользователь получает более быструю загрузку сайта.
Domain Name System DNS - это сетевая система, содержащая информацию о каждом web-сайте в Интернете. Каждый сайт имеет свой уникальный IP-адрес, имеющий вид 111.222.111.222, а также доменное имя, например merionet.ru. Человеку гораздо проще запомнить доменное имя сайта, нежели набор цифр входящих в IP-адрес. Для этих целей и была разработана система DNS. Подобно записной книжке, в ней хранится таблица соответствия доменного имени сайта и его IP-адреса.
В DNS используется иерархическая древовидная структура серверов и имен. Самый верхний уровень это “root”, представляющий из себя точку (.) и следующий за ним домен верхнего уровня (Top Level Domain). Эти домены бывают двух типов:
Generic Top Level Domain (gTLD)
Например: .com (коммерческие web-сайты), .net(web-сайты сетевых структур), .org (вэб- сайты организаций), .edu (web-сайты образовательных структур)
Country Code Top Level Domain (ccTLD)
Например: .ru (Россия), .us (США), .uk (Великобритания), .in (Индия)
Данные, которые сообщают веб-серверу, как ответить на ваш запрос называются DNS записи или Zone Files. Каждая запись содержит информацию о конкретном объекте. DNS-сервер использует записи, чтобы отвечать на запросы хостов из определенной доменной зоны. Например, запись address mapping (A) отвечает за связку host name и IP-адреса, а запись reverse-lookup pointer (PTR), за связку IP-адреса и host name. Стоит отметить, что в терминологии DNS очень много различных записей, мы же приведем основные:
A Record - Содержит информацию об определенном доменном имени и соответствующем IP-адресе. DNS-сервер обращается к данной записи, чтобы ответить на запрос, содержащий доменное имя. Ответом будет IP-адрес, указанный в записи.
PTR Record - Связывает IP-адрес с определенным доменным именем.
NS (Name Server) Record - Связывает доменное имя со списком DNS-серверов, отвечающих за данный домен.
MX (Mail Exchange) Record - Связывает доменное имя со списком серверов почтового обмена для данного домена. Например, при отправке письма на адрес example@merionet.ru, данное письмо будет перенаправлено на сервер, указанный в MX записи.
Типы запросов DNS
В терминологии DNS существует три типа запросов:
Recursive – Такие запросы можно представить так: “Какой IP-адрес у a.merionet.ru?”
При получении recursive запроса, DNS-сервер выполняет следующие действия:
Хост отправляет локальному DNS-серверу запрос “Какой IP-адрес у a.merionet.ru?”
DNS-сервер проверяет наличие записи a.merionet.ru в локальных таблицах и не находит ее.
DNS-сервер отправляет запрос IP-адреса a.merionet.ru к root-серверу
Root-сервер отвечает, что надо обратиться к TLD серверу, отвечающий за домен .ru
DNS-сервер, получив ответ от root-сервера, отправляет recursive запрос одному из ccTLD-серверов, отвечающих за домен .ru
TLD-сервер отвечает, что нужно обратиться к серверу, отвечающему за домен merionet.ru
DNS-сервер отправляет запрос IP-адреса a.merionet.ru к серверу, отвечающему за домен merionet.ru
Сервер обращается к A Record и находит там соответствующий IP-адрес для a.merionet.ru
Таким образом, хост получает запрашиваемую страницу по адресу a.merionet.ru
Второй тип DNS-запросов – это Iterative запросы. Данные запросы передаются между DNS-серверами, когда один из них не имеет соответствующих записей. Таким образом, инициатор запроса будет контактировать с сервером, который имеет нужную запись
Последний тип запросов – Inverse. Собственно из названия данного запроса понятно, что они работают по инверсному принципу, то есть при известном IP-адресе запрашивается информация о доменном имени.