Други статии от поредицата:
- История на релето
- История на електронните компютри
- История на транзистора
- Интернет история
До средата на 1960-те години на миналия век първите изчислителни системи за споделяне на време до голяма степен повтарят ранната история на ранните телефонни централи. Предприемачите създадоха тези ключове, за да позволят на абонатите да използват услугите на такси, лекар или пожарна. Въпреки това, абонатите скоро откриха, че локалните превключватели са също толкова подходящи за общуване и общуване помежду си. По подобен начин системите за споделяне на време, първоначално проектирани да позволяват на потребителите да „извикват“ изчислителната мощност за себе си, скоро се превърнаха в помощни превключватели с вградени съобщения. През следващото десетилетие компютрите ще преминат през друг етап от историята на телефона - появата на взаимно свързване на комутатори, образуващи регионални и междуградски мрежи.
Protonet
Първият опит за комбиниране на няколко компютъра в по-голяма единица беше проектът за мрежа от интерактивни компютри. , американска система за противовъздушна отбрана. Тъй като всеки от 23-те контролни центъра на SAGE покрива определена географска област, е необходим механизъм за прехвърляне на радарни следи от един център в друг, когато чужди самолети пресичат границата между тези зони. Разработчиците на SAGE нарекоха този проблем "кръстосано разказване" и го разрешиха чрез създаване на линии за данни, базирани на специални телефонни линии на AT&T, опънати между всички съседни контролни центрове. Роналд Ентикнап, който беше част от малка делегация на кралските сили, изпратена до SAGE, ръководи разработването и внедряването на тази подсистема. За съжаление не намерих подробно описание на системата за "inter-talk", но очевидно компютърът във всеки от контролните центрове е определил момента, в който следата на радара се премести в друг сектор, и е изпратил записите си по телефонна линия към компютъра на този сектор, където може да бъде получена от оператор, наблюдаващ локалния терминал.
Системата SAGE трябваше да преведе цифровите данни в сигнал от аналогова телефонна линия (и след това обратно в приемащата станция), което даде възможност на AT&T да разработи модем "Bell 101" (или набор от данни, както първоначално се наричаше), способен да предава скромните 110 бита в секунда. По-късно това устройство е кръстено , за способността му да модулира аналогов телефонен сигнал с набор от изходящи цифрови данни и да демодулира битове от входящата форма на вълната.
Набор от данни Bell 101
По този начин SAGE постави важна техническа основа за по-късните компютърни мрежи. Въпреки това, първата компютърна мрежа, чието наследство беше доста дълго и влиятелно, беше мрежата с името, известно днес: ARPANET. За разлика от SAGE, той обединява пъстър набор от компютри, както за споделяне на време, така и за пакетна обработка, всеки със собствен различен набор от програми. Мрежата беше замислена като универсална по мащаб и работа и трябваше да задоволи всякакви нужди на потребителите. Проектът е финансиран от Службата за техника за обработка на информация (IPTO), ръководена от директ , който беше отделът за компютърни изследвания в ARPA. Но самата идея за такава мрежа дойде с първия директор на този отдел Джоузеф Карл Робнет Ликлайдер.
Идея
Как знаехме , Ликлайдър, или „Лик“ за колегите си, е психолог по образование. Въпреки това, когато работи върху радарни системи в Lincoln Lab в края на 1950-те години, той се увлича по интерактивните компютри. Тази страст го кара да финансира някои от ранните експерименти с компютри със споделено време, когато през 1962 г. става директор на новосъздадената IPTO.
Дотогава той мечтаеше да може да свърже изолирани интерактивни компютри в по-голяма надстройка. В своята статия от 1960 г. за "симбиозата човек-компютър" той пише:
Изглежда разумно да си представим „мислещ център“, който би могъл да включва функциите на съвременните библиотеки и предполагаемите пробиви в съхранението и извличането на информация, както и симбиотичните функции, описани по-горе в тази статия. Тази картина е лесно мащабируема в мрежа от такива центрове, свързани с широколентови комуникационни линии и достъпни за отделни потребители чрез наети телефонни линии.
Точно както TX-2 запали страстта на Лийк към интерактивните изчисления, SAGE може би го е вдъхновил да си представи как различни интерактивни изчислителни центрове могат да бъдат свързани помежду си и да предоставят вид телефонна мрежа за интелигентни услуги. Където и да възникне идеята, Лийк започва да я разпространява сред общността от изследователи, които създава в IPTO, и най-известното от тези съобщения е бележка от 23 април 1963 г., адресирана до „Членовете и клоновете на Междугалактическата компютърна мрежа“, т.е. , различни изследователи, които са получили финансиране от IPTO за компютърен достъп със споделяне на време и други компютърни проекти.
Бележката изглежда объркана и хаотична, ясно продиктувана в движение и не е редактирана. Следователно, за да разберем какво точно е искал да каже Лик за компютърните мрежи, трябва да спекулираме малко. Някои точки обаче веднага се открояват. Първо, Лийк разкри, че „различните проекти“, финансирани от IPTO, всъщност принадлежат към „една и съща област“. След това той обсъжда необходимостта от разпределяне на пари и проекти за максимизиране на ползите от това предприятие, тъй като сред мрежата от изследователи, „за да постигне напредък, всеки активен изследовател се нуждае от софтуерна база и оборудване, по-сложно и всеобхватно от самия него може да създаде в разумен срок." Лийк заключава, че са необходими някои лични отстъпки и жертви, за да се постигне тази глобална ефективност.
След това той обсъжда подробно компютърните (а не социалните) мрежи. Той пише за необходимостта от някакъв вид език за управление на мрежата (това, което по-късно ще бъде наречено протокол) и желанието си някой ден да види IPTO компютърна мрежа, състояща се от „поне четири големи компютъра, може би шест до осем малки компютъра и голям асортимент от дискови и лентови устройства - да не говорим за дистанционни конзоли и телетайпни станции. И накрая, той описва на няколко страници конкретен пример за това как взаимодействието с такава компютърна мрежа може да се развие в бъдеще. Лик си представя ситуация, в която анализира някои експериментални данни. „Проблемът е“, пише той, „нямам прилична програма за диаграми. Има ли подходяща програма някъде в системата? Използвайки доктрината за мрежово господство, аз анкетирам първо локалния компютър, а след това другите центрове. Да кажем, че работя в SDC и открия програма, която изглежда като на диск в Бъркли." Той моли мрежата да изпълни тази програма, приемайки, че „със сложна система за управление на мрежата няма да ми се налага да решавам дали да прехвърлям данни към програми, за да ги обработя някъде другаде, или да изтегля програми за себе си и да ги стартирам, за да работят на моя данни."
Заедно тези фрагменти от идеи отварят по-голяма схема, замислена от Licklider: първо, да се разделят определени специалности и области на експертиза между изследователи, които получават финансиране от IPTO, и след това да се изгради физическа мрежа от IPTO компютри, базирана на тази социална общност. Това физическо проявление на „общата кауза“ на IPTO ще позволи на изследователите да споделят знания и да се възползват от специализиран хардуер и софтуер на всяко работно място. По този начин IPTO може да избегне излишното дублиране, като същевременно оползотворява всеки долар финансиране, като предоставя на всеки изследовател от всички проекти на IPTO достъп до пълния набор от компютърни възможности.
Тази идея за споделяне на ресурси между членовете на изследователската общност чрез комуникационна мрежа засади семената в IPTO, които ще покълнат няколко години по-късно под формата на ARPANET.
Въпреки военния си произход, ARPANET, който се появи в Пентагона, нямаше военно оправдание. Понякога се казва, че тази мрежа е проектирана като военна комуникационна мрежа, способна да оцелее при ядрена атака. Както ще видим по-късно, има непряка връзка между ARPANET и по-ранен проект с такава цел и лидерите на ARPA периодично говореха за „укрепени системи“, за да оправдаят съществуването на тяхната мрежа пред Конгреса или министъра на отбраната. Но всъщност IPTO създаде ARPANET чисто за собствените си вътрешни нужди, за да подкрепи изследователската общност - повечето от които не можеха да оправдаят дейността си с работа за отбранителни цели.
Междувременно, по време на издаването на известната му бележка, Ликлайдър вече беше започнал да планира ембриона на своята междугалактическа мрежа, от която от Калифорнийския университет в Лос Анджелис (UCLA).
Конзола за SAGE модел OA-1008 в комплект със светлинен пистолет (в края на телта, под прозрачен пластмасов капак), запалка и пепелник.
Предпосылки
Клайнрок е син на източноевропейски имигранти от работническата класа и израства в Манхатън в сенките. [свързва северен остров Манхатън в Ню Йорк и Форт Лий в окръг Берген, Ню Джърси.]. Докато е в училище, той взема допълнителни часове по електроинженерство в City College of New York вечер. Чувайки за възможност да учи в Масачузетския технологичен институт, последван от редовен семестър в лабораторията на Линкълн, той се възползва от нея.
Лабораторията е създадена, за да обслужва нуждите на SAGE, но оттогава се е разширила в много други изследователски проекти, често само косвено свързани с противовъздушната отбрана, ако изобщо са свързани с отбраната. Сред тях беше изследователският проект Barnstable, концепция, предложена от ВВС за създаване на орбитален пояс от метални ленти (като ), която може да се използва като глобална комуникационна система. Клайнрок завоюва авторитет от MIT, така че той решава да се концентрира върху теорията на комуникационните мрежи. Изследванията на Барнстабъл дадоха на Клайнрок първата възможност да приложи теорията на информацията и теорията на опашките към мрежа за данни и той разшири този анализ в пълна дисертация върху мрежите за съобщения, комбинирайки математически анализ с експериментални данни, събрани от симулации, работещи на компютри TX-2 в лаборатории. Линкълн. Сред близките колеги на Клайнрок в лабораторията, които споделяха с него компютри за споделяне на време, бяха и с които ще се запознаем малко по-късно.
През 1963 г. Kleinrock приема предложение за работа в UCLA и Licklider го вижда като възможност. Преди него беше експерт по мрежи за данни, който работеше в близост до три местни компютърни центъра: главния компютърен център, здравния компютърен център и Западния център за данни (кооперация от тридесет института, които споделяха IBM компютър). Нещо повече, шест института от Western Data Center имаха отдалечена модемна връзка с компютъра, а компютърът на спонсорираната от IPTO System Development Corporation (SDC) беше само на няколко мили от Санта Моника. IPTO възложи на UCLA да комбинира тези четири центъра като първи експеримент за компютърна мрежа. По-късно, според плана, връзката с Бъркли може да изследва проблемите, присъщи на предаването на данни на дълги разстояния.
Въпреки обещаващата ситуация, проектът се провали и мрежата така и не беше изградена. Директорите на различните центрове на UCLA не се доверяваха един на друг и не вярваха в този проект, поради което отказаха да отстъпят контрола върху изчислителните ресурси на потребителите на другия. IPTO имаше малък или никакъв ливъридж в тази ситуация, тъй като нито един от центровете за данни не получи пари от ARPA. Този политически проблем сочи един от основните проблеми в историята на интернет. Ако е много трудно да се убедят различните участници, че организацията на комуникацията между тях и сътрудничеството е в полза на всички страни, много е трудно, как изобщо се появи Интернет? В следващите статии ще се върнем към тези въпроси повече от веднъж.
Вторият опит на IPTO да изгради мрежата беше по-успешен, може би защото беше много по-малък - беше обикновен експериментален тест. А през 1965 г. психолог и ученик на Ликлайдър на име Том Мерил напуска Lincoln Lab, за да се опита да спечели от шума около интерактивните компютри, като започне свой собствен бизнес за споделяне. Въпреки това, след като не получава достатъчно плащащи клиенти, той започва да търси други източници на доходи и в крайна сметка кани IPTO да го наеме за провеждане на изследвания на компютърни мрежи. Новият директор на IPTO, Иван Съдърланд, реши да си партнира с голяма и уважавана фирма като баласт и възложи работата на компанията на Мерил чрез Lincoln Lab. От страна на лабораторията друг стар колега на Клайнрок, Лорънс (Лари) Робъртс, беше назначен да ръководи проекта.
Робъртс, като студент от Масачузетския технологичен институт, придобива опит с компютъра TX-0 на Lincoln Lab. Той седеше омагьосан с часове пред светещ екран на конзолата и накрая написа програма, която (зле) разпознава ръкописни знаци, използвайки невронни мрежи. Подобно на Клайнрок, той накрая работи в лабораторията за следдипломни заслуги, решавайки проблеми с компютърната графика и зрението, като разпознаване на ръбове и 2D изображения на по-големия и по-мощен TX-XNUMX.
През по-голямата част от 1964 г. Робъртс се концентрира главно върху работата с изображения. И тогава се срещна с Лик. През ноември същата година той присъства на спонсорирана от военновъздушните сили конференция за бъдещето на компютрите, проведена в курорт с горещи извори в Хоумстед, Западна Вирджиния. Там той разговаря до късно през нощта с други участници в конференцията и за първи път чу Лик да излага идеята си за междугалактическа мрежа. Нещо се размърда в главата на Робъртс - той беше страхотен в обработката на компютърна графика, но всъщност беше ограничен до един уникален компютър TX-2. Дори ако можеше да сподели софтуера си, никой друг нямаше да може да го използва, защото никой нямаше еквивалентен хардуер, за да го стартира. Единственият начин за него да разшири въздействието на произведенията си беше да говори за тях в научни статии, с надеждата, че някой може да ги възпроизведе някъде другаде. Реши, че Лик е прав — мрежата е следващата стъпка, необходима за ускоряване на компютърните изследвания.
И Робъртс в крайна сметка работи с Мерил, опитвайки се да свърже TX-2 от лабораторията на Линкълн в цялата страна с компютър на SDC в Санта Моника, Калифорния. В експериментален проект, който изглежда е копиран от бележката на Лик за "интергалактическата мрежа", те планират да поставят TX-2 на пауза по средата на изчислението, да използват автоматичното набиране, за да извикат SDC Q-32, да изпълнят матрично умножение програма на този компютър и след това продължете първоначалните изчисления, като използвате неговия отговор.
В допълнение към смисъла от използването на скъпа и напреднала технология за предаване на резултатите от проста математическа операция на целия континент, заслужава да се отбележи и ужасно ниската скорост на този процес поради използването на телефонната мрежа. За да се осъществи разговор, беше необходимо да се създаде специална връзка между повикващия и повиквания, която обикновено минаваше през няколко различни телефонни централи. През 1965 г. почти всички от тях са били електромеханични (през тази година AT&T пусна първата изцяло електрическа станция в Сакасуна, Ню Джърси). Магнитите преместваха метални пръти от едно място на друго, за да осъществят контакт във всеки възел. Целият процес отне няколко секунди, през които TX-2 трябваше просто да седи и да чака. Освен това линиите, които бяха отлични за разговори, бяха твърде шумни, за да предават отделни битове и осигуряваха много малка честотна лента (няколко стотин бита в секунда). Една наистина ефективна междугалактическа интерактивна мрежа изисква различен подход.
Експериментът на Мерил-Робъртс не демонстрира практичността или полезността на мрежата на дълги разстояния, а само нейното теоретично представяне. Но и това беше достатъчно.
Решение
В средата на 1966 г. Робърт Тейлър става новият директор на IPTO, наследявайки Иван Съдърланд. Той беше ученик на Ликлайдър, също психолог, и дойде в IPTO чрез предишното си управление на компютърни научни изследвания в НАСА. Очевидно почти веднага след пристигането си Тейлър реши, че е дошло времето да реализира мечтата за междугалактическа мрежа; именно той стартира проекта, дал началото на ARPANET.
Парите от ARPA все още течаха, така че Тейлър нямаше проблем да получи допълнително финансиране от своя шеф Чарлз Херцфелд. Това решение обаче криеше значителен риск от провал. В допълнение към факта, че през 1965 г. е имало доста линии, свързващи противоположните краища на страната, никой преди това не се е опитвал да направи нещо подобно на ARPANET. Човек може да си припомни други ранни експерименти в компютърните мрежи. Например Принстън и Карнеги Малън издигнаха мрежата от споделени компютри в края на 1960-те години с IBM. Основната разлика на този проект беше неговата хомогенност - той използваше абсолютно еднакви хардуерни и софтуерни компютри.
От друга страна, ARPANET ще трябва да се справи с разнообразието. До средата на 1960-те IPTO финансира повече от десет организации, всяка с компютър, всички с различен хардуер и софтуер. Възможността за споделяне на софтуер беше рядкост дори за различни модели на един и същи производител - те решиха да направят това само с най-новата линия IBM System / 360.
Системното разнообразие беше риск, който добави както значителна техническа сложност към дизайна на мрежата, така и възможността за споделяне на ресурси в стил Licklider. Например, в университета на Илинойс по това време се изгражда масивен суперкомпютър с пари на ARPA. . На Тейлър изглеждаше малко вероятно местните потребители в Urbana-Campaign да могат да използват напълно ресурсите на тази огромна машина. Дори системи от много по-скромен мащаб - TX-2 в Lincoln Lab и Sigma-7 в UCLA - обикновено не могат да споделят софтуер една с друга поради фундаментална несъвместимост. Способността да се преодолеят тези ограничения чрез достъп до софтуера на един възел директно от друг беше привлекателна.
В документ, описващ този мрежов експеримент, Мерил и Робъртс предполагат, че такъв обмен на ресурси ще доведе до нещо като Рикардианска за изчислителни възли:
Подреждането на мрежата може да доведе до определена специализация на взаимодействащи възли. Ако даден възел X, поради наличието на специален софтуер или хардуер, например, е особено добър в инверсията на матрицата, може да се очаква потребителите на други възли в мрежата да използват тази способност, като обръщат своите матрици във възел X, вместо правят го сами.домашни компютри.
Тейлър имаше друга мотивация за внедряването на споделена мрежа. Закупуването за всеки нов IPTO възел на нов компютър, който има всички възможности, от които изследователите в този възел биха могли да се нуждаят, беше скъпо и тъй като повече възли бяха добавени към портфолиото на IPTO, бюджетът нарасна опасно. Чрез свързването на всички финансирани от IPTO системи в една мрежа ще бъде възможно да се предоставят на новите получатели на безвъзмездни средства по-скромни компютри или дори да не се купуват изобщо. Те биха могли да използват изчислителната мощност, от която се нуждаят, в отдалечени сайтове с излишни ресурси и цялата мрежа ще работи като публичен резервоар на софтуер и хардуер.
След стартирането на проекта и осигуряването на финансирането му, последният значителен принос на Тейлър към ARPANET беше изборът на човек, който директно да разработи системата и да се погрижи за нейното внедряване. Робъртс беше очевидният избор. Неговите инженерни умения бяха неоспорими, той вече беше уважаван член на изследователската общност на IPTO и беше един от малкото хора с действителен опит в проектирането и изграждането на компютърни мрежи на големи разстояния. Така че през есента на 1966 г. Тейлър се обади на Робъртс и го помоли да дойде от Масачузетс, за да работи по ARPA във Вашингтон.
Но беше трудно да го съблазня. Много от академичните лидери на IPTO бяха скептични към правилото на Робърт Тейлър, считайки го за леко. Да, Ликлайдър също беше психолог, нямаше инженерно образование, но поне имаше докторска степен и известна заслуга като един от бащите-основатели на интерактивните компютри. Тейлър беше непознат човек с магистърска степен. Как ще може да ръководи сложната техническа работа в IPTO общността? Робъртс също беше сред тези скептици.
Но комбинацията от пръчици и меденки свърши работа (повечето източници сочат преобладаването на пръчиците с малко или никакви меденки). От една страна, Тейлър оказва известен натиск върху шефа на Робъртс в лабораторията на Линкълн, напомняйки му, че по-голямата част от финансирането на лабораторията сега идва от ARPA и че следователно той трябва да убеди Робъртс в ползите от това предложение. От друга страна, Тейлър предлага на Робъртс новосъздадената титла „старши учен“, който ще докладва директно над главата на Тейлър на заместник-директора на ARPA и също ще стане наследник на Тейлър като директор. При тези условия Робъртс се съгласи да поеме проекта ARPANET. Време е да превърнете идеята за споделяне на ресурси в реалност.
Какво друго да чета
- Джанет Абат, Изобретяването на интернет (1999)
- Кейти Хафнър и Матю Лайън, Където магьосниците остават до късно (1996)
- Артър Норберг и Джули О'Нийл, Трансформиране на компютърните технологии: Обработка на информация за Пентагона, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Източник: www.habr.com