Други статии от поредицата:
- История на релето
- История на електронните компютри
- История на транзистора
- Интернет история
През първата половина на 1970-те години екологията на компютърните мрежи се отдалечи от първоначалния си предшественик ARPANET и се разшири в няколко различни измерения. Потребителите на ARPANET откриха ново приложение, имейл, което се превърна в основна дейност в мрежата. Предприемачите пуснаха свои собствени варианти на ARPANET, за да обслужват търговски потребители. Изследователи по целия свят, от Хавай до Европа, разработват нови видове мрежи, за да отговорят на нуждите или да коригират грешки, които не са адресирани от ARPANET.
Почти всички, участващи в този процес, се отдалечиха от първоначалната цел на ARPANET за предоставяне на споделена изчислителна мощност и софтуер в пъстро разнообразие от изследователски центрове, всеки със собствени специални ресурси. Компютърните мрежи се превърнаха предимно в средство за свързване на хората помежду си или с отдалечени системи, които служеха като източник или изхвърляне на четима от човека информация, например с информационни бази данни или принтери.
Ликлайдър и Робърт Тейлър предвидиха тази възможност, въпреки че това не беше целта, която се опитваха да постигнат при стартирането на първите мрежови експерименти. В тяхната статия от 1968 г. „Компютърът като комуникационно устройство“ липсва енергията и вечното качество на пророчески крайъгълен камък в историята на компютрите, открит в статиите на Ваневар Буш „"или "Изчислителни машини и интелект" на Тюринг". Въпреки това, той съдържа пророчески пасаж относно тъканта на социалното взаимодействие, изтъкана от компютърни системи. Ликлайдър и Тейлър описват близко бъдеще, в което:
Няма да изпращате писма или телеграми; вие просто ще идентифицирате хората, чиито файлове трябва да бъдат свързани с вашите и към кои части от файловете трябва да бъдат свързани, и може би ще определите фактора за спешност. Рядко ще провеждате телефонни разговори; ще поискате от мрежата да свърже вашите конзоли.
Мрежата ще предоставя функции и услуги, за които ще се абонирате, и други услуги, които ще използвате при необходимост. Първата група ще включва инвестиционни и данъчни консултации, подбор на информация от вашата сфера на дейност, съобщения за културни, спортни и развлекателни събития, които отговарят на вашите интереси и др.
(Тяхната статия обаче също така описва как безработицата ще изчезне на планетата, тъй като в крайна сметка всички хора ще станат програмисти, обслужващи нуждите на мрежата и ще се занимават с интерактивно отстраняване на грешки в програми.)
Първият и най-важен компонент на това компютърно управлявано бъдеще, електронната поща, се разпространи като вирус в ARPANET през 1970-те години, започвайки да превзема света.
Имейл
За да разберете как имейлът се е развил в ARPANET, първо трябва да разберете голямата промяна, която превзе изчислителните системи в цялата мрежа в началото на 1970-те години. Когато ARPANET беше замислен за първи път в средата на 1960-те години на миналия век, хардуерът и софтуерът за управление на всеки обект нямаха почти нищо общо. Много точки са съсредоточени върху специални, еднократни системи, например Multics в MIT, TX-2 в лабораторията на Линкълн, ILLIAC IV, построена в университета на Илинойс.
Но до 1973 г. пейзажът на мрежовите компютърни системи придоби значителна еднородност, благодарение на дивия успех на Digital Equipment Corporation (DEC) и проникването й на пазара за научни изчисления (това беше плод на въображението на Кен Олсен и Харлан Андерсън, базирано на техния опит с TX-2 в лабораторията на Линкълн). DEC разработи мейнфрейм , издаден през 1968 г., осигури надеждно споделяне на времето за малки организации, като предостави набор от инструменти и езици за програмиране, вградени в него, за да улесни персонализирането на системата, за да отговаря на специфични нужди. Точно от това се нуждаеха тогавашните научни центрове и изследователски лаборатории.
Вижте колко PDP има!
BBN, който отговаряше за поддръжката на ARPANET, направи този комплект още по-привлекателен, като създаде операционната система Tenex, която добави странирана виртуална памет към PDP-10. Това значително опрости управлението и използването на системата, тъй като вече не беше необходимо да се настройва наборът от работещи програми към наличното количество памет. BNN достави Tenex безплатно на други ARPA възли и скоро той стана доминиращата операционна система в мрежата.
Но какво общо има всичко това с имейла? Потребителите на системи за споделяне на време вече бяха запознати с електронните съобщения, тъй като повечето от тези системи предоставяха някакви пощенски кутии до края на 1960-те години. Те осигуряват нещо като вътрешна поща и писмата могат да се обменят само между потребители на една и съща система. Първият човек, който се възползва от наличието на мрежа за прехвърляне на поща от една машина на друга, беше Рей Томлинсън, инженер в BBN и един от авторите на Tenex. Той вече беше написал програма, наречена SNDMSG, за изпращане на поща до друг потребител в същата система Tenex, и програма, наречена CPYNET, за изпращане на файлове по мрежата. Всичко, което трябваше да направи, беше да използва малко въображението си и можеше да види как да комбинира тези две програми, за да създаде мрежова поща. В предишните програми се изискваше само потребителското име за идентифициране на получателя, така че Томлинсън излезе с идеята да комбинира локалното потребителско име и името на хоста (локален или отдалечен), да ги свърже със символа @ и да получи имейл адрес, уникален за цялата мрежа (преди символът @ рядко се използваше, главно за указания за цените: 4 торти по $2 всяка).
Рей Томлинсън в по-късните си години, със знака @ на заден план
Томлинсън започва да тества новата си програма локално през 1971 г., а през 1972 г. неговата мрежова версия на SNDMSG е включена в ново издание на Tenex, което позволява на пощата на Tenex да се разшири отвъд един възел и да се разпространи в цялата мрежа. Изобилието от машини, работещи с Tenex, даде на хибридната програма на Tomlinson незабавен достъп до повечето потребители на ARPANET и имейлът постигна незабавен успех. Доста бързо лидерите на ARPA включиха използването на имейл в ежедневието. Стивън Лукасик, директор на ARPA, беше ранен осиновител, както и Лари Робъртс, все още ръководител на отдела за компютърни науки на агенцията. Този навик неизбежно се предава на техните подчинени и скоро имейлът се превръща в един от основните факти в живота и културата на ARPANET.
Програмата за електронна поща на Tomlinson породи много различни имитации и нови разработки, докато потребителите търсеха начини да подобрят нейната елементарна функционалност. Голяма част от ранните иновации се фокусираха върху коригирането на недостатъците на четеца на писма. Тъй като пощата излезе извън границите на един компютър, обемът на имейлите, получени от активните потребители, започна да расте заедно с растежа на мрежата и традиционният подход към входящите имейли като обикновен текст вече не беше ефективен. Самият Лари Робъртс, неспособен да се справи с баража от входящи съобщения, написа своя собствена програма за работа с входящата кутия, наречена RD. Но до средата на 1970-те години на миналия век програмата MSG, написана от Джон Витал от Университета на Южна Калифорния, беше водеща с голяма разлика в популярността. Вземаме възможност за автоматично попълване на полетата за име и получател на изходящо съобщение въз основа на входящото с едно натискане на бутон. Въпреки това, програмата MSG на Vital за първи път въведе тази невероятна възможност за „отговор“ на писмо през 1975 г.; и също беше включена в набора от програми за Tenex.
Разнообразието от подобни опити наложи въвеждането на стандарти. И това беше първият, но не и последният път, когато мрежовата компютърна общност трябваше да разработи стандарти със задна дата. За разлика от основните протоколи ARPANET, преди да се появят каквито и да е имейл стандарти, вече имаше много вариации в дивата природа. Неизбежно възникнаха противоречия и политическо напрежение, съсредоточени върху основните документи, описващи стандарта за електронна поща, RFC 680 и 720. По-специално, потребителите на операционни системи, различни от Tenex, се раздразниха, че предположенията, открити в предложенията, са свързани с характеристиките на Tenex. Конфликтът никога не е ескалирал твърде много - всички потребители на ARPANET през 1970-те години все още са били част от същата, относително малка научна общност и разногласията не са били толкова големи. Това обаче беше пример за бъдещи битки.
Неочакваният успех на имейла беше най-важното събитие в развитието на софтуерния слой на мрежата през 1970-те години на миналия век - слоят, който е най-абстрахиран от физическите детайли на мрежата. В същото време други хора решиха да предефинират основния "комуникационен" слой, в който битовете преминават от една машина към друга.
АЛОХА
През 1968 г. Норма Абрамсън пристига в Хавайския университет от Калифорния, за да заеме комбинирана позиция като професор по електроинженерство и компютърни науки. Неговият университет имаше основен кампус на Оаху и сателитен кампус в Хило, както и няколко обществени колежа и изследователски центрове, разпръснати из островите Оаху, Кауай, Мауи и Хавай. Между тях лежаха стотици километри вода и планински терен. Основният кампус разполагаше с мощен IBM 360/65, но поръчването на наета линия от AT&T за свързване към терминал, разположен в един от общинските колежи, не беше толкова лесно, колкото на континента.
Абрамсън беше експерт по радарни системи и теория на информацията и по едно време работеше като инженер за Hughes Aircraft в Лос Анджелис. И новата му среда, с всичките й физически проблеми, свързани с кабелното предаване на данни, вдъхнови Абрамсън да излезе с нова идея - какво ще стане, ако радиото е по-добрият начин за свързване на компютри от телефонната система, която в края на краищата е проектирана да носи глас вместо данни?
За да тества идеята си и да създаде система, която нарече ALOHAnet, Абрамсън получи финансиране от Боб Тейлър от ARPA. В първоначалната си форма това изобщо не беше компютърна мрежа, а среда за комуникация на отдалечени терминали с единна система за споделяне на времето, предназначена за компютър на IBM, разположен в кампуса на Оаху. Подобно на ARPANET, той имаше специален миникомпютър за обработка на пакети, получени и изпратени от машината 360/65 - Menehune, хавайският еквивалент на IMP. ALOHAnet обаче не направи живота толкова сложен като ARPANET, като маршрутизира пакети между различни точки. Вместо това всеки терминал, който иска да изпрати съобщение, просто го изпраща по въздуха на специална честота.
Напълно внедрена ALOHAnet в края на 1970-те години, с няколко компютъра в мрежата
Традиционният инженерен начин за справяне с такава обща честотна лента на предаване беше да се раздели на секции с разделяне на времето или честотите на излъчване и да се разпредели секция за всеки терминал. Но за да се обработват съобщения от стотици терминали, използващи тази схема, би било необходимо да се ограничи всеки от тях до малка част от наличната честотна лента, въпреки факта, че само няколко от тях действително могат да работят. Но вместо това Ейбрамсън реши да не пречи на терминалите да изпращат съобщения по едно и също време. Ако две или повече съобщения се припокриват, централният компютър открива това чрез кодове за коригиране на грешки и просто не приема тези пакети. След като не са получили потвърждение, че пакетите са получени, подателите се опитват да ги изпратят отново след изтичане на случаен период от време. Ейбрамсън изчисли, че такъв прост протокол за работа може да поддържа до няколкостотин едновременно работещи терминала и поради многобройните припокривания на сигнала ще се използва 15% от честотната лента. Според неговите изчисления обаче се оказа, че с увеличаване на мрежата цялата система ще изпадне в хаос от шум.
Офис на бъдещето
Концепцията на Абрамсън за "пакетно излъчване" в началото не предизвика много шум. Но след това тя се роди отново - няколко години по-късно и вече на континента. Това се дължи на новия изследователски център Пало Алто (PARC) на Xerox, който отвори врати през 1970 г. точно до Станфордския университет, в район, който наскоро беше наречен "Силиконовата долина". Някои от патентите на Xerox за ксерография бяха на път да изтекат, така че компанията рискува да бъде хваната в капана на собствения си успех, тъй като не желае или не може да се адаптира към възхода на изчислителните технологии и интегралните схеми. Джак Голдман, ръководител на изследователския отдел на Xerox, убеди големите шефове, че новата лаборатория - отделна от влиянието на централата, в комфортен климат, с добри заплати - ще привлече таланта, необходим, за да задържи компанията в челните редици на развитието на информационната архитектура , бъдеще.
PARC определено успя да привлече най-добрите таланти в областта на компютърните науки, не само поради условията на работа и щедрите заплати, но и поради присъствието на Робърт Тейлър, който стартира проекта ARPANET през 1966 г. като ръководител на отдела за технологии за обработка на информация на ARPA. , пламенен и амбициозен млад инженер и компютърен учен от Бруклин, беше един от тези, доведени в PARC чрез връзки с ARPA. Той се присъединява към лабораторията през юни 1972 г., след като работи на непълен работен ден като студент за ARPA, изобретявайки интерфейс за свързване на MIT с мрежата. След като се установява в PARC, той все още остава „посредник“ на ARPANET - той пътува из страната, помага за свързването на нови точки към мрежата и също така се подготвя за презентацията на ARPA на Международната конференция за компютърни комуникации през 1972 г.
Сред проектите, носещи се около PARC, когато Меткалф пристигна, беше предложеният от Тейлър план за свързване на десетки или дори стотици малки компютри към мрежа. Година след година цената и размерът на компютрите намаляваха, подчинявайки се на несломимата воля . Гледайки към бъдещето, инженерите от PARC предвидиха, че в не много далечното бъдеще всеки офис работник ще има свой собствен компютър. Като част от тази идея те проектираха и построиха персоналния компютър Alto, чиито копия бяха раздадени на всеки изследовател в лабораторията. Тейлър, чиято вяра в полезността на компютърната мрежа беше станала по-силна през предходните пет години, също искаше да свърже всички тези компютри заедно.
Алт. Самият компютър е разположен отдолу, в шкаф с размерите на мини-хладилник.
Пристигайки в PARC, Меткалф се заема със задачата да свърже клонинга PDP-10 на лабораторията към ARPANET и бързо си спечелва репутация на "работник в мрежа". Така че, когато Тейлър се нуждаеше от мрежа от Алто, неговите помощници се обърнаха към Меткалф. Подобно на компютрите в ARPANET, компютрите Alto в PARC практически нямаха какво да си кажат. Затова интересно приложение на мрежата отново се превърна в задачата за комуникация между хората – в този случай под формата на лазерно отпечатани думи и изображения.
Ключовата идея за лазерния принтер не се заражда в PARC, а на Източния бряг, в оригиналната лаборатория на Xerox в Уебстър, Ню Йорк. Местният физик Гари Старкуедър доказа, че кохерентен лазерен лъч може да се използва за деактивиране на електрическия заряд на ксерографски барабан, точно както разсеяната светлина, използвана при фотокопиране до този момент. Лъчът, когато е правилно модулиран, може да нарисува изображение с произволни детайли върху барабана, което след това може да бъде прехвърлено на хартия (тъй като само незаредените части на барабана поемат тонера). Такава компютърно контролирана машина би била в състояние да произведе всякаква комбинация от изображения и текст, за която човек може да се сети, вместо просто да възпроизвежда съществуващи документи, като фотокопирна машина. Въпреки това дивите идеи на Старкуедър не бяха подкрепени от неговите колеги или началниците му в Webster, така че той се прехвърли в PARC през 1971 г., където срещна много по-заинтересована публика. Способността на лазерния принтер да извежда произволни изображения точка по точка го направи идеален партньор за работната станция Alto с неговите пикселирани монохромни графики. Използвайки лазерен принтер, половин милион пиксела на дисплея на потребителя могат да бъдат директно отпечатани върху хартия с перфектна яснота.
Bitmap на Alto. Никой досега не беше виждал нещо подобно на компютърни дисплеи.
За около година Starkweather, с помощта на няколко други инженери от PARC, отстрани основните технически проблеми и изгради работещ прототип на лазерен принтер върху шасито на работния кон Xerox 7000. Той произвеждаше страници със същата скорост - една страница в секунда – и с резолюция 500 точки на инч. Вграденият в принтера генератор на символи отпечатва текст с предварително зададени шрифтове. Произволни изображения (освен тези, които могат да бъдат създадени от шрифтове) все още не се поддържаха, така че мрежата не трябваше да предава 25 милиона бита в секунда към принтера. Въпреки това, за да заеме изцяло принтера, щеше да е необходима невероятна честотна лента на мрежата за онези времена - когато 50 000 бита в секунда бяха границата на възможностите на ARPANET.
Второ поколение лазерен принтер PARC, Dover (1976)
Alto Aloha Network
И така, как Меткалф запълни тази разлика в скоростта? Така се върнахме към ALOHAnet - оказа се, че Меткалф разбира пакетното излъчване по-добре от всеки друг. Предната година, през лятото, докато беше във Вашингтон със Стив Крокър по работа с ARPA, Меткалф изучаваше протоколите от общата есенна компютърна конференция и се натъкна на работата на Абрамсън върху ALOHAnet. Той веднага разбра гениалността на основната идея и че нейното изпълнение не е достатъчно добро. Като направи някои промени в алгоритъма и неговите допускания – например като накара изпращачите първо да слушат, за да изчакат каналът да се изчисти, преди да се опитат да изпратят съобщения, и също експоненциално увеличаване на интервала на повторно предаване в случай на запушен канал – той може да постигне честотна лента ивици за използване с 90%, а не с 15%, както е посочено от изчисленията на Abramson. Меткалф отдели известно време, за да пътува до Хаваите, където включи идеите си за ALOHAnet в преработена версия на докторската си дисертация, след като Харвард отхвърли оригиналната версия поради липса на теоретична основа.
Първоначално Меткалф нарече плана си за въвеждане на пакетно излъчване към PARC „мрежата ALTO ALOHA“. След това, в бележка от май 1973 г., той го преименува на Ether Net, препратка към светлинния етер, физическа идея от XNUMX-ти век за вещество, което пренася електромагнитно излъчване. „Това ще насърчи разпространението на мрежата“, пише той, „и кой знае какви други методи за предаване на сигнал ще бъдат по-добри от кабела за мрежа за излъчване; може би ще бъдат радиовълни, или телефонни кабели, или мощност, или честотен мултиплекс кабелна телевизия, или микровълни, или комбинации от тях.
Скица от бележката на Меткалф от 1973 г
В началото на юни 1973 г. Меткалф работи с друг инженер от PARC, Дейвид Богс, за да преведе теоретичната си концепция за нова високоскоростна мрежа в работеща система. Вместо да предава сигнали по въздуха като ALOHA, той ограничи радиоспектъра до коаксиален кабел, което драматично увеличи капацитета в сравнение с ограничената честотна лента на Menehune. Самата среда за предаване беше напълно пасивна и не изискваше рутери за маршрутизиране на съобщения. Беше евтин, можеше лесно да свърже стотици работни станции – инженерите на PARC просто прокараха коаксиален кабел през сградата и добавиха връзки, ако е необходимо – и можеше да пренася три милиона бита в секунда.
Робърт Меткалф и Дейвид Богс, 1980 г., няколко години след като Меткалф основава 3Com за продажба на Ethernet технология
До есента на 1974 г. пълен прототип на офиса на бъдещето беше готов и работеше в Пало Алто - първата партида компютри Alto, с програми за рисуване, електронна поща и текстови процесори, прототип на принтер от Starkweather и Ethernet мрежа към мрежа всичко. Централният файлов сървър, който съхраняваше данни, които не се побираха на локалното устройство Alto, беше единственият споделен ресурс. PARC първоначално предложи Ethernet контролера като допълнителен аксесоар за Alto, но когато системата стартира, стана ясно, че това е необходима част; Имаше постоянен поток от съобщения, които се спускаха по коаксиалния кабел, много от тях излизаха от принтера — технически доклади, бележки или научни статии.
Едновременно с разработките на Alto, друг проект на PARC се опита да тласне идеите за споделяне на ресурси в нова посока. PARC Online Office System (POLOS), разработена и внедрена от Бил Инглиш и други избягали от проекта Online System (NLS) на Дъг Енгелбарт в Станфордския изследователски институт, се състоеше от мрежа от микрокомпютри Data General Nova. Но вместо да посвещава всяка отделна машина на специфични потребителски нужди, POLOS прехвърли работата между тях, за да служи на интересите на системата като цяло по най-ефективния начин. Една машина може да генерира изображения за потребителски екрани, друга може да обработва ARPANET трафик, а трета може да обработва текстови процесори. Но сложността и разходите за координиране на този подход се оказаха прекомерни и схемата се срина под собствената си тежест.
Междувременно нищо не показва по-добре емоционалното отхвърляне на Тейлър от подхода на мрежата за споделяне на ресурси от прегръдката му на проекта Alto. Алън Кей, Бътлър Лампсън и другите автори на Alto донесоха цялата изчислителна мощност, от която потребителят може да се нуждае, в неговия собствен независим компютър на бюрото си, който не трябваше да споделя с никого. Функцията на мрежата не беше да осигурява достъп до разнороден набор от компютърни ресурси, а да предава съобщения между тези независими острови или да ги съхранява на някой далечен бряг - за отпечатване или дългосрочно архивиране.
Въпреки че и имейлът, и ALOHA бяха разработени под егидата на ARPA, появата на Ethernet беше един от няколкото признака през 1970-те години на миналия век, че компютърните мрежи са станали твърде големи и разнообразни, за да може една компания да доминира в областта, тенденция, която ще проследим в следващата статия.
Какво друго да чета
- Майкъл Хилцик, Търговци на светкавици (1999)
- Джеймс Пелти, Историята на компютърните комуникации, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- М. Мичъл Уолдроп, The Dream Machine (2001)
Източник: www.habr.com