Diagram van die ARPA rekenaarnetwerk vir Junie 1967. Leë sirkel - rekenaar met toegangsdeling, sirkel met 'n strepie - terminaal vir een gebruiker
Ander artikels in die reeks:
- Geskiedenis van die aflos
- Geskiedenis van elektroniese rekenaars
- Geskiedenis van die transistor
- Internet geskiedenis
Teen die einde van 1966 met ARPA-geld het hy 'n projek van stapel gestuur om baie rekenaars in 'n enkele stelsel te koppel, geïnspireer deur die idee van "» .
Taylor het verantwoordelikheid vir die uitvoering van die projek in bekwame hande geplaas . In die volgende jaar het Roberts verskeie kritieke besluite geneem wat deur die tegniese argitektuur en kultuur van ARPANET en sy opvolgers sou weerklink, in sommige gevalle selfs vir etlike dekades. Die eerste besluit, van belang, alhoewel nie in chronologie nie, was om 'n meganisme te definieer om boodskappe van een rekenaar na 'n ander te stuur.
probleem
As rekenaar A 'n boodskap na rekenaar B wil stuur, hoe kan daardie boodskap sy weg van die een na die ander vind? In teorie kan 'n mens elke nodus in 'n kommunikasienetwerk toelaat om met almal anders te kommunikeer deur fisiese kabels van elke nodus aan elkeen te koppel. Om met B te kommunikeer, sal rekenaar A bloot 'n boodskap stuur oor die uitgaande kabel wat dit aan B verbind. So 'n netwerk word 'n maasnetwerk genoem. Vir enige beduidende netwerkgrootte word hierdie benadering egter vinnig onprakties aangesien die aantal verbindings toeneem soos die kwadraat van die aantal nodusse (om presies te wees, as (n2 - n) / 2).
Daarom is 'n manier nodig om 'n boodskaproete te konstrueer, wat, by aankoms van 'n boodskap by 'n intermediêre nodus, dit verder na die teiken sal stuur. In die vroeë 1960's was twee basiese benaderings om hierdie probleem op te los bekend. Die eerste is 'n metode van boodskapwisseling deur "berging en transmissie". Hierdie benadering is deur die telegraafstelsel gebruik. Wanneer 'n boodskap by 'n tussennodus aankom, is dit tydelik daar gestoor (gewoonlik in die vorm van 'n papierband) totdat dit verder na die teiken, of na 'n ander tussensentrum nader aan die teiken, versend kon word.
Toe kom die telefoon en 'n nuwe benadering was nodig. ’n Vertraging van etlike minute ná elke uitspraak wat oor die telefoon gemaak is, wat ontsyfer en na sy bestemming versend moes word, sou die gevoel gee van ’n gesprek met ’n gespreksgenoot wat op Mars geleë is. Die foon het eerder kringskakeling gebruik. Die oproeper het elke oproep begin deur 'n spesiale boodskap te stuur wat aandui wie hy wou bel. Eers het hulle dit gedoen deur met die operateur te praat, en toe 'n nommer te skakel, wat deur outomatiese toerusting op die skakelbord verwerk is. Die operateur of toerusting het 'n toegewyde elektriese verbinding tussen die oproeper en die gebelde party tot stand gebring. In die geval van langafstand-oproepe kan dit verskeie herhalings vereis wat die oproep deur verskeie skakelaars verbind. Sodra die verbinding tot stand gebring is, kon die gesprek self begin, en die verbinding het gebly totdat een van die partye dit onderbreek het deur die foon af te sluit.
’n Digitale verbinding wat besluit is om in die ARPANET gebruik te word om rekenaars wat volgens die skema gewerk het, te koppel , het die kenmerke van beide die telegraaf en die telefoon gebruik. Enersyds is databoodskappe in afsonderlike pakkies versend, soos op die telegraaf, en nie in die vorm van deurlopende gesprekke oor die telefoon nie. Hierdie boodskappe kan egter van verskillende groottes wees vir verskillende doeleindes, van konsole-opdragte wat 'n paar karakters lank is, tot groot datalêers wat van een rekenaar na 'n ander oorgedra word. As die lêers tydens vervoer vertraag is, het niemand daaroor gekla nie. Maar afgeleë interaktiwiteit het 'n vinnige reaksie vereis, soos 'n telefoonoproep.
Een belangrike verskil tussen rekenaardatanetwerke aan die een kant, en die telefoon en telegraaf aan die ander kant, was die sensitiwiteit vir foute in data wat deur masjiene verwerk word. 'n Verandering of verlies tydens die oordrag van een karakter in 'n telegram, of die verdwyning van 'n deel van 'n woord in 'n telefoongesprek, kan kwalik die kommunikasie van twee mense ernstig ontwrig. Maar as die geraas op die lyn 'n enkele bietjie van 0 na 1 verander het in 'n opdrag wat na 'n afgeleë rekenaar gestuur is, kan dit die betekenis van die opdrag heeltemal verander. Daarom moes elke boodskap vir foute gekontroleer word, en verwerp word indien enige gevind is. Sulke herprobasies sou te duur wees vir groot boodskappe, en dit was meer geneig om foute te hê omdat dit langer geneem het om te versend.
Die oplossing vir hierdie probleem het gekom uit twee onafhanklike gebeurtenisse in 1960, maar die latere een is eerste deur Larry Roberts en ARPA opgemerk.
vergadering
In die herfs van 1967 het Roberts van oor die beboste pieke van die Great Smoky Mountains in Gatlinburg, Tennessee, aangekom om 'n dokument te lewer wat ARPA se netwerkplanne beskryf. Hy was byna 'n jaar by die Inligtingsverwerkingstegnologiekantoor (IPTO), maar baie van die besonderhede van die netwerkontwerp was nog baie vaag, insluitend die oplossing vir die roeteringprobleem. Afgesien van vae verwysings na blokke en hul groottes, was die enigste verwysing daarna in Roberts se werk 'n kort en ontwykende opmerking heel aan die einde: "Dit blyk nodig om die intermittently used communication line te hou om antwoorde in die een-tiende te verkry. tot een sekonde tyd benodig vir interaktiewe werk. Dit is baie duur in terme van netwerkhulpbronne, en tensy ons vinniger kan bel, sal boodskapwisseling en konsentrasie baie belangrik word vir netwerkdeelnemers.” Blykbaar het Roberts teen daardie tyd nog nie besluit of hy die benadering wat hy met Tom Marrill in 1965 gebruik het, dit wil sê om rekenaars deur die geskakelde telefoonnetwerk te verbind met outomatiese inbel, te laat vaar nie.
Toevallig was daar ook 'n ander persoon by dieselfde simposium, met 'n baie beter deurdagte idee om die probleem van roetering in datanetwerke op te los. Roger Scantlebury het die Atlantiese Oseaan oorgesteek en met 'n verslag van die British National Physical Laboratory (NPL) aangekom. Scantlebury het Roberts ná sy verslag opsy geneem en hom van sy idee vertel. . Hierdie tegnologie is ontwikkel deur sy studieleier by die NPL, Donald Davis. In die VSA is Davis se prestasies en geskiedenis nie goed bekend nie, hoewel Davis se NPL-groep in die herfs van 1967 ten minste 'n jaar voor ARPA was met hul idees.
Davis, soos baie vroeë pioniers van elektroniese rekenaars, was 'n fisikus deur opleiding. Hy het in 1943 op 19 aan die Imperial College in Londen gegradueer en is onmiddellik opgeneem in 'n geheime kernwapenprogram met die kodenaam . Daar het hy 'n groep menslike sakrekenaars gelei wat meganiese en elektriese sakrekenaars gebruik het om vinnig numeriese oplossings uit te reik vir probleme wat met kernfusie verband hou (sy leier was , 'n Duitse uitgewekene fisikus, wat teen daardie tyd reeds begin het om die geheime van kernwapens na die USSR oor te dra). Ná die oorlog het hy by die wiskundige John Womersley gehoor van 'n projek wat hy by die NPL bedryf het om 'n elektroniese rekenaar te bou wat dieselfde berekeninge teen baie vinniger spoed kan doen. genoem ACE, "Automatic Computing Machine".
Davis het op die idee gespring en so vinnig as moontlik by die NPL aangesluit. Nadat hy bygedra het tot die gedetailleerde ontwerp en konstruksie van die GOS-rekenaar, het hy diep betrokke gebly by die veld van rekenaars as 'n navorsingsleier by die NPL. In 1965 was hy toevallig in die VSA vir 'n professionele vergadering wat met sy werk verband hou, en het die geleentheid gebruik om verskeie belangrike rekenaarwebwerwe te besoek om te sien waaroor die bohaai gegaan het. In die Britse rekenaaromgewing was tyddeling in die Amerikaanse sin van interaktiewe deel van 'n rekenaar deur veelvuldige gebruikers nie bekend nie. In plaas daarvan het hulle tyddeling gebruik om die las op die rekenaar tussen verskeie bondelverwerkingsprogramme te versprei (sodat byvoorbeeld een program gewerk het terwyl 'n ander besig was om van band af te lees). Dan word hierdie opsie multiprogrammering genoem.
Davis se reise het hom na Project MAC by MIT geneem, die JOSS-projek van die RAND Corporation in Kalifornië, en die Dartmouth-tyddeelstelsel in New Hampshire. Op pad huis toe het een van sy kollegas aangebied om 'n deelwerkswinkel te hou om die Britse gemeenskap op te voed oor nuwe tegnologieë waaroor hulle in die VSA geleer het. Davis het ingestem, en was gasheer vir baie van die topfigure in Amerikaanse rekenaars, insluitend (skepper van die "interoperabele tyddeelstelsel" by MIT) en Larry Roberts self.
Tydens die seminaar (of dalk onmiddellik daarna) is Davis getref deur die idee dat die filosofie van tyddeling op die kommunikasielyne van rekenaars toegepas kan word, en nie net op die rekenaars self nie. Tyddeelrekenaars gee elke gebruiker 'n klein stukkie SVE-tyd en skakel dan oor na 'n ander, wat elke gebruiker die illusie gee dat hy hul eie interaktiewe rekenaar het. Net so, deur elke boodskap in standaardgrootte stukke te sny, wat Davies "pakkies" genoem het, kan een kommunikasiekanaal tussen baie rekenaars of gebruikers van een rekenaar gedeel word. Boonop sou dit alle aspekte van data-oordrag oplos waarvoor telefoon- en telegraafskakelaars nie geskik was nie. 'n Interaktiewe terminale gebruiker wat kort opdragte stuur en kort antwoorde ontvang, sal nie deur 'n groot lêeroordrag geblokkeer word nie, want die oordrag sal in baie pakkies verdeel word. Enige korrupsie in sulke groot boodskappe sal 'n enkele pakkie beïnvloed wat maklik weer versend kan word om die boodskap te voltooi.
Davis het sy idees beskryf in 'n ongepubliseerde 1966-artikel, A Proposal for a Digital Communications Network. Op daardie tydstip was die mees gevorderde telefoonnetwerke op die rand van rekenarisering van skakelaars, en Davis het voorgestel om pakkieskakeling in die volgende generasie telefoonnetwerk te integreer, wat 'n enkele breëbandkommunikasienetwerk skep wat in staat is om verskeie versoeke te bedien, van eenvoudige telefoonoproepe tot afstandbeheer. toegang tot rekenaars. Teen daardie tyd is Davies bevorder tot NPL-bestuurder en het hy 'n digitale kommunikasiespan onder Scantlebury gevorm om sy projek tot uitvoering te bring en 'n werkende demonstrasie te skep.
In die jaar wat tot die Gatlinburg-konferensie gelei het, het die Scantlebury-span al die besonderhede van die skep van 'n pakkie-geskakelde netwerk uitgewerk. Die mislukking van 'n enkele nodus kan oorleef word met aanpasbare roetering wat in staat is om verskeie paaie na 'n bestemming te hanteer, en die mislukking van 'n enkele pakkie kan opgelos word deur dit weer te stuur. Simulasie en analise het gesê dat die optimale pakkiegrootte 1000 grepe sou wees - as jy dit baie kleiner maak, sal die bandwydtekoste van die lyne vir metadata in die kopskrif te groot wees, veel meer - en die reaksietyd vir interaktiewe gebruikers sal ook toeneem dikwels as gevolg van groot boodskappe .
Scantlebury se werk het besonderhede soos die pakketformaat...
…en die impak van pakkiegroottes op netwerkvertraging te ontleed.
Intussen het die soektog na Davis en Scantlebury gelei tot die ontdekking van gedetailleerde navorsingsartikels wat gemaak is deur 'n ander Amerikaner wat 'n paar jaar voor hulle met 'n soortgelyke idee vorendag gekom het. Maar terselfdertyd , 'n elektriese ingenieur by die RAND Corporation, het glad nie gedink aan die behoeftes van tyddeelrekenaargebruikers nie. RAND was 'n Amerikaanse Departement van Verdediging befondsde dinkskrum in Santa Monica, Kalifornië wat na die Tweede Wêreldoorlog gestig is vir langtermynbeplanning en ontleding van strategiese kwessies vir die oorlogspoging. Baran se doel was om kernoorlog te vertraag deur 'n hoogs betroubare militêre kommunikasienetwerk te skep wat selfs 'n grootskaalse kernaanval kon oorleef. So 'n netwerk sou 'n Sowjet-voorkomende aanval minder aantreklik maak, aangesien dit baie moeilik sou wees om die VSA se vermoë om 'n paar sensitiewe punte in vergelding te tref, te vernietig. Om dit te doen, het Baran 'n stelsel voorgestel wat boodskappe opgebreek het in wat hy boodskapblokke genoem het wat onafhanklik oor 'n netwerk van kommunikasienodusse met 'n oormatige aantal verbindings versend kan word, en dan saam by die eindpunt saamgevoeg kan word.
ARPA het toegang gehad tot Baran se uitgebreide RAND-verslae, maar aangesien dit nie verband hou met interaktiewe rekenaars nie, was die belangrikheid daarvan vir die ARPANET nie duidelik nie. Roberts en Taylor het hulle glo nie opgemerk nie. In plaas daarvan het Scantlebury in een toevallige vergadering alles op 'n silwer skinkbord aan Roberts oorhandig: 'n weldeurdagte skakelmeganisme, toepaslikheid op die taak om interaktiewe rekenaarnetwerke te skep, verwysingsmateriaal van RAND, en selfs die naam "pakket". Die NPL-werk het Roberts ook oortuig dat hoër snelhede nodig sou wees om goeie bandwydte te verskaf, so hy het sy planne opgegradeer na 50Kbps-skakels. Om die ARPANET te skep, is 'n fundamentele deel van die roete-probleem opgelos.
Dit is waar, daar is 'n ander weergawe van die opkoms van die idee van pakkieskakeling. Roberts het later beweer dat hy reeds soortgelyke gedagtes in sy kop gehad het, danksy die werk van sy kollega, Len Kleinrock, wat die konsep na bewering reeds in 1962 beskryf het in sy doktorale proefskrif oor kommunikasienetwerke. Dit is egter ongelooflik moeilik om so 'n idee uit hierdie werk te haal, en buitendien kon ek geen ander bevestiging van hierdie weergawe vind nie.
Netwerke wat nie bestaan het nie
Soos ons kan sien, was twee spanne ARPA voor met die ontwikkeling van pakkieskakeling, 'n tegnologie wat so doeltreffend bewys het dat dit nou feitlik alle kommunikasie ondersteun. Waarom was ARPANET die eerste groot netwerk wat dit gebruik het?
Dit gaan alles oor organisatoriese subtiliteite. ARPA het nie amptelike toestemming gehad om 'n kommunikasienetwerk te skep nie, maar daar was 'n groot aantal navorsingsentrums wat reeds in plek was met hul eie rekenaars, 'n kultuur van "vrye" sedes, waarna feitlik nie omgesien is nie, en berge geld. Taylor se oorspronklike 1966-versoek vir fondse om die ARPANET te bou was $1 miljoen, en Roberts het van 1969 af voortgegaan om soveel elke jaar te spandeer om die netwerk te bou en te bedryf. Terselfdertyd, vir ARPA, was sulke geld 'n kleinigheid, so nie een van sy meerderes was bekommerd oor wat Roberts met hulle doen nie, solank dit op een of ander manier aangetrokke kon word tot die behoeftes van nasionale verdediging.
Baran het nie die kapasiteit of gesag by RAND gehad om enigiets te doen nie. Sy werk was bloot verkennend en analities, en kon op verdediging toegepas word indien verlang. In 1965 het RAND wel sy stelsel by die Lugmag aanbeveel, wat saamgestem het dat die projek lewensvatbaar is. Maar die implementering daarvan het op die skouers van die verdedigingskommunikasie-agentskap geval, en hulle het nie regtig digitale kommunikasie verstaan nie. Baran het RAND se meerderes oortuig dat dit beter sal wees om die voorstel terug te trek as om dit lukraak te laat gaan en die reputasie van verspreide digitale kommunikasie te verwoes.
Davis, as hoof van die NPL, het baie meer mag as Baran gehad, maar 'n strenger begroting as ARPA, en geen klaargemaakte sosiale en tegniese netwerk van navorsingsrekenaars nie. Hy het daarin geslaag om 'n plaaslike pakkie-geskakelde netwerk (daar was net een nodus maar baie terminale) by die NPL in die laat 1960's te prototipe, met 'n beskeie begroting van £120 oor drie jaar. ARPANET het jaarliks sowat die helfte van daardie bedrag bestee aan die bedryf en instandhouding van elk van die netwerk se vele nodusse, die aanvanklike belegging in hardeware en sagteware uitgesluit. Die organisasie wat in staat was om 'n grootskaalse Britse pakkie-geskakelde netwerk te skep, was die Britse Poskantoor, wat die telekommunikasienetwerke in die land bestuur het, benewens die direkte posdiens. Davis het daarin geslaag om verskeie invloedryke amptenare te interesseer met sy idees vir 'n landwye digitale onderling gekoppelde netwerk, maar dit was nie in sy vermoë om die rigting van so 'n groot stelsel te verander nie.
Licklider het, deur geluk en beplanning te kombineer, 'n perfekte kweekhuis gevind waar sy intergalaktiese netwerk kon floreer. Terselfdertyd kan daar nie aangevoer word dat alles, behalwe vir pakkieskakeling, op geld berus het nie. Die uitvoering van die idee het ook 'n rol gespeel. Boonop is die gees van ARPANET bepaal deur verskeie ander belangrike besluite tydens die ontwerpstadium. Daarom sal ons volgende oorweeg hoe verantwoordelikheid verdeel is tussen die rekenaars wat boodskappe gestuur en ontvang het, en die netwerk waaroor hulle hierdie boodskappe gestuur het.
Wat anders om te lees
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner en Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Leonard Kleinrock, "An Early History of the Internet," IEEE Communications Magazine (Augustus 2010)
- Arthur Norberg en Julie O'Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing for the Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Bron: will.com