Ostali članci iz serije:
- Istorija štafete
- Istorija elektronskih računara
- Istorija tranzistora
- Internet istorija
Tokom prve polovine 1970-ih, ekologija kompjuterskih mreža se udaljila od svog prvobitnog ARPANET pretka i proširila se u nekoliko različitih dimenzija. Korisnici ARPANET-a otkrili su novu aplikaciju, e-poštu, koja je postala glavna aktivnost na mreži. Poduzetnici su objavili vlastite varijante ARPANET-a za opsluživanje komercijalnih korisnika. Istraživači širom svijeta, od Havaja do Evrope, razvijaju nove tipove mreža kako bi zadovoljili potrebe ili ispravili greške koje ARPANET ne rješava.
Gotovo svi koji su uključeni u ovaj proces odmakli su se od prvobitne svrhe ARPANET-a da obezbijedi zajedničku računarsku snagu i softver u raznim istraživačkim centrima, svaki sa svojim vlastitim posvećenim resursima. Kompjuterske mreže postale su prvenstveno sredstvo međusobnog povezivanja ljudi ili sa udaljenim sistemima koji su služili kao izvor ili deponija informacija čitljivih ljudi, na primjer, sa bazama podataka ili štampačima.
Licklider i Robert Taylor su predvidjeli ovu mogućnost, iako to nije bio cilj koji su pokušavali postići prilikom pokretanja prvih mrežnih eksperimenata. Njihovom članku iz 1968. godine "Kompjuter kao komunikacijski uređaj" nedostaje energija i bezvremenski kvalitet proročke prekretnice u istoriji kompjutera koja se nalazi u člancima Vannevara Busha ""ili Turingova "Računarska mašina i inteligencija". Međutim, sadrži proročanski odlomak u vezi sa tkanjem društvene interakcije istkanom kompjuterskim sistemima. Licklider i Taylor opisali su blisku budućnost u kojoj:
Nećete slati pisma ili telegrame; jednostavno ćete identifikovati ljude čiji fajlovi treba da budu povezani sa vašim, i sa kojim delovima fajlova treba da budu povezani, i možda odredite faktor hitnosti. Retko ćete telefonirati; tražićete od mreže da poveže vaše konzole.
Mreža će pružati funkcije i usluge na koje ćete se pretplatiti i druge usluge koje ćete koristiti po potrebi. Prva grupa će uključivati investicione i porezne savjete, odabir informacija iz vašeg područja djelovanja, najave kulturnih, sportskih i zabavnih događaja koji odgovaraju vašim interesima itd.
(Međutim, njihov članak je također opisao kako će nezaposlenost nestati na planeti, budući da će na kraju svi ljudi postati programeri koji će služiti potrebama mreže i bavit će se interaktivnim otklanjanjem grešaka u programima.)
Prva i najvažnija komponenta ove kompjuterski vođene budućnosti, e-pošta, širila se poput virusa ARPANET-om 1970-ih, počevši da zavlada svijetom.
Da biste razumjeli kako je e-pošta evoluirala na ARPANET-u, prvo morate razumjeti veliku promjenu koja je zahvatila računarske sisteme širom mreže ranih 1970-ih. Kada je ARPANET prvi put zamišljen sredinom 1960-ih, hardver i upravljački softver na svakoj lokaciji nisu imali gotovo ništa zajedničko. Mnoge tačke su se koncentrisale na posebne, jednokratne sisteme, na primer, Multics na MIT-u, TX-2 u Lincoln laboratoriji, ILLIAC IV, izgrađen na Univerzitetu u Ilinoisu.
Ali do 1973., pejzaž umreženih kompjuterskih sistema je stekao značajnu uniformnost, zahvaljujući divljem uspehu Digital Equipment Corporation (DEC) i njenom prodoru na tržište naučnih računara (to je bila zamisao Kena Olsena i Harlana Andersona, zasnovana na njihovim iskustvo sa TX-2 u Lincoln Laboratory). DEC je razvio mainframe , objavljen 1968. godine, omogućio je pouzdano podjelu vremena za male organizacije pružajući niz alata i programskih jezika koji su ugrađeni u njega kako bi se olakšalo prilagođavanje sistema prema specifičnim potrebama. Upravo je to bilo potrebno naučnim centrima i istraživačkim laboratorijama tog vremena.
Pogledajte koliko ima PDP-a!
BBN, koji je bio odgovoran za podršku ARPANET-u, učinio je ovaj komplet još atraktivnijim kreiranjem Tenex operativnog sistema, koji je PDP-10 dodao virtuelnu memoriju sa stranicama. Ovo je znatno pojednostavilo upravljanje i korištenje sistema, jer više nije bilo potrebno prilagođavati skup pokrenutih programa dostupnoj količini memorije. BNN je besplatno isporučio Tenex drugim ARPA čvorovima i ubrzo je postao dominantan OS na mreži.
Ali kakve sve to veze ima sa e-poštom? Korisnici sistema za podjelu vremena već su bili upoznati s elektronskom razmjenom poruka, budući da je većina ovih sistema do kasnih 1960-ih pružala neku vrstu poštanskih sandučića. Oni su obezbjeđivali neku vrstu interne pošte, a pisma su se mogla razmjenjivati samo između korisnika istog sistema. Prva osoba koja je iskoristila prednosti mreže za prijenos pošte s jedne mašine na drugu bio je Ray Tomlinson, inženjer u BBN-u i jedan od autora Tenex-a. Već je napisao program pod nazivom SNDMSG za slanje pošte drugom korisniku na istom Tenex sistemu i program nazvan CPYNET za slanje datoteka preko mreže. Sve što je trebalo da uradi bilo je da malo iskoristi svoju maštu i mogao je da vidi kako da kombinuje ova dva programa za kreiranje mrežne pošte. U prethodnim programima za identifikaciju primaoca bilo je potrebno samo korisničko ime, pa je Tomlinson došao na ideju da kombinuje lokalno korisničko ime i ime hosta (lokalnog ili udaljenog), poveže ih sa simbolom @ i dobije e-mail adresa jedinstvena za cijelu mrežu (ranije se simbol @ rijetko koristio, uglavnom za indikaciju cijene: 4 kolača po 2 $).
Ray Tomlinson u svojim poznim godinama, sa svojim potpisom @ znakom u pozadini
Tomlinson je počeo lokalno testirati svoj novi program 1971. godine, a 1972. godine njegova mrežna verzija SNDMSG-a je uključena u novo izdanje Tenexa, omogućavajući Tenex pošti da se proširi izvan jednog čvora i proširi po cijeloj mreži. Obilje mašina koje pokreću Tenex omogućilo je Tomlinsonovom hibridnom programu trenutni pristup većini ARPANET korisnika, a e-pošta je odmah bila uspješna. Vrlo brzo, lideri ARPA-e uključili su upotrebu e-pošte u svakodnevni život. Steven Lukasik, direktor ARPA-e, bio je rani usvojilac, kao i Larry Roberts, još uvijek šef odjela za informatiku agencije. Ova navika se neizbježno prenijela na njihove podređene, a ubrzo je e-pošta postala jedna od osnovnih činjenica života i kulture ARPANET-a.
Tomlinsonov program za e-poštu iznjedrio je mnogo različitih imitacija i novih razvoja dok su korisnici tražili načine da poboljšaju njegovu rudimentarnu funkcionalnost. Veliki dio ranih inovacija bio je usmjeren na ispravljanje nedostataka čitača pisama. Kako je pošta izašla iz okvira jednog računara, obim e-poruka koje primaju aktivni korisnici počeo je rasti zajedno s rastom mreže, a tradicionalni pristup dolaznim e-porukama kao običnom tekstu više nije bio efikasan. Sam Larry Roberts, ne mogavši da se nosi sa salvom dolaznih poruka, napisao je vlastiti program za rad sa inboxom pod nazivom RD. Ali do sredine 1970-ih, program MSG, koji je napisao John Vittal sa Univerziteta Južne Kalifornije, bio je vodeći sa velikom razlikom u popularnosti. Koristimo mogućnost automatskog popunjavanja polja za ime i primaoca odlazne poruke na osnovu dolazne jednim klikom na dugme. Međutim, Vitalov MSG program je prvi uveo ovu neverovatnu priliku da se „odgovori“ na pismo 1975. godine; a uvršten je i u set programa za Tenex.
Raznolikost takvih pokušaja zahtijevala je uvođenje standarda. I ovo je bio prvi, ali ne i posljednji put da je umrežena kompjuterska zajednica morala retroaktivno razviti standarde. Za razliku od osnovnih ARPANET protokola, prije nego što su se pojavili bilo kakvi standardi e-pošte, već je postojalo mnogo varijacija u divljini. Neizbežno su se pojavile kontroverze i političke tenzije, usredsređene na glavne dokumente koji opisuju standard e-pošte, RFC 680 i 720. Naročito, korisnici operativnih sistema koji nisu Tenex postali su iznervirani što su pretpostavke pronađene u predlozima vezane za Tenex karakteristike. Sukob nikada nije previše eskalirao – svi korisnici ARPANET-a 1970-ih su i dalje bili dio iste, relativno male naučne zajednice, a nesuglasice nisu bile tako velike. Međutim, ovo je bio primjer budućih bitaka.
Neočekivani uspjeh e-pošte bio je najvažniji događaj u razvoju softverskog sloja mreže 1970-ih - sloja koji se najviše apstrahirao od fizičkih detalja mreže. U isto vrijeme, drugi ljudi su odlučili redefinirati osnovni sloj "komunikacije" u kojem su bitovi tekli s jedne mašine na drugu.
ALOHA
Godine 1968. Norma Abramson je stigla na Univerzitet Havaja iz Kalifornije da bi preuzela kombinovanu poziciju profesora elektrotehnike i računarstva. Njegov univerzitet je imao glavni kampus na Oahuu i satelitski kampus u Hilu, kao i nekoliko društvenih koledža i istraživačkih centara raštrkanih po ostrvima Oahu, Kauai, Maui i Havaji. Između njih ležale su stotine kilometara vode i planinskog terena. Glavni kampus je imao moćni IBM 360/65, ali naručivanje iznajmljene linije od AT&T-a za povezivanje sa terminalom koji se nalazi na jednom od koledža u zajednici nije bilo tako lako kao na kopnu.
Abramson je bio stručnjak za radarske sisteme i teoriju informacija, a jedno vrijeme je radio kao inženjer za Hughes Aircraft u Los Angelesu. A njegovo novo okruženje, sa svim svojim fizičkim problemima povezanim sa žičanim prenosom podataka, inspirisalo je Abramsona da smisli novu ideju – šta ako je radio bolji način za povezivanje računara od telefonskog sistema, koji je, na kraju krajeva, dizajniran da prenosi glas umjesto podataka?
Kako bi testirao svoju ideju i stvorio sistem koji je nazvao ALOHAnet, Abramson je dobio sredstva od Boba Taylora iz ARPA-e. U svom izvornom obliku, to uopće nije bila kompjuterska mreža, već medij za komunikaciju udaljenih terminala s jednim time-sharing sistemom dizajniranim za IBM računar smješten u kampusu Oahu. Kao i ARPANET, imao je namenski miniračunar za obradu paketa koje je primila i poslala mašina 360/65 - Menehune, havajski ekvivalent IMP-u. Međutim, ALOHAnet nije tako zakomplikovao život kao ARPANET usmjeravajući pakete između različitih tačaka. Umjesto toga, svaki terminal koji je želio poslati poruku jednostavno ju je poslao u zrak na određenoj frekvenciji.
Potpuno raspoređen ALOHAnet kasnih 1970-ih, sa nekoliko računara na mreži
Tradicionalni inženjerski način da se rukuje tako uobičajenim propusnim opsegom prijenosa bio je da se on isječe na sekcije s podjelom vremena emitiranja ili frekvencija, i dodijeli dio svakom terminalu. Ali da bi se obradile poruke sa stotina terminala koristeći ovu šemu, bilo bi neophodno ograničiti svaki od njih na mali dio dostupnog propusnog opsega, uprkos činjenici da bi samo nekoliko njih moglo biti u funkciji. Ali umjesto toga, Abramson je odlučio da ne spriječi terminale da šalju poruke u isto vrijeme. Ako su se dvije ili više poruka preklapale jedna s drugom, centralni računar je to otkrio putem kodova za ispravljanje grešaka i jednostavno nije prihvatio ove pakete. Pošto nisu dobili potvrdu da su paketi primljeni, pošiljaoci su pokušali da ih ponovo pošalju nakon što je proteklo nasumično vrijeme. Abramson je procijenio da bi tako jednostavan operativni protokol mogao podržati do nekoliko stotina terminala koji istovremeno rade, a zbog brojnih preklapanja signala, koristilo bi se 15% propusnog opsega. Međutim, prema njegovim proračunima, pokazalo se da bi povećanjem mreže cijeli sistem zapao u haos od buke.
Kancelarija budućnosti
Abramsonov koncept "paketnog emitiranja" u početku nije izazvao mnogo buke. Ali onda se ponovo rodila - nekoliko godina kasnije, i to već na kopnu. Za to je zaslužan Xeroxov novi istraživački centar Palo Alto (PARC), koji je otvoren 1970. godine odmah pored Univerziteta Stanford, u području koje je nedavno dobilo nadimak "Silicijumska dolina". Neki od Xeroxovih patenata za kserografiju uskoro su istekli, tako da je kompanija rizikovala da bude zarobljena vlastitim uspjehom jer se nije htjela ili nije mogla prilagoditi usponu računarstva i integriranih kola. Jack Goldman, šef Xeroxovog istraživačkog odjela, uvjerio je velike šefove da će nova laboratorija - odvojena od uticaja centrale, u ugodnoj klimi, sa dobrim platama - privući talente potrebne da kompanija ostane na čelu razvoja informacione arhitekture budućnost.
PARC je svakako uspio privući najbolje talente za informatiku, ne samo zbog uslova rada i izdašnih plata, već i zbog prisustva Roberta Taylora, koji je 1966. godine pokrenuo projekat ARPANET kao šef ARPA-inog Odjela za tehnologiju obrade informacija. , vatreni i ambiciozni mladi inženjer i informatičar iz Bruklina, bio je jedan od onih koji su dovedeni u PARC kroz veze sa ARPA-om. Laboratoriji se pridružio u junu 1972. nakon što je honorarno radio kao diplomirani student za ARPA, izmišljajući interfejs za povezivanje MIT-a na mrežu. Nakon što se nastanio u PARC-u, i dalje je ostao ARPANET „posrednik“ - putovao je po zemlji, pomagao u povezivanju novih tačaka na mrežu, a također se pripremao za ARPA prezentaciju na Međunarodnoj konferenciji o kompjuterskim komunikacijama 1972. godine.
Među projektima koji su plutali oko PARC-a kada je Metcalf stigao bio je i Taylorov predloženi plan za povezivanje desetina ili čak stotina malih računara na mrežu. Iz godine u godinu, cijena i veličina kompjutera su opadali, pokoravajući se neukrotivoj volji . Gledajući u budućnost, inženjeri PARC-a su predvideli da će u ne tako dalekoj budućnosti svaki kancelarijski radnik imati svoj računar. U sklopu ove ideje dizajnirali su i napravili personalni računar Alto, čije su kopije podijeljene svakom istraživaču u laboratoriji. Taylor, čije je vjerovanje u korisnost kompjuterske mreže ojačalo u prethodnih pet godina, također je želio povezati sve ove računare zajedno.
Alto. Sam računar se nalazi ispod, u ormariću veličine mini frižidera.
Stigavši u PARC, Metcalf je preuzeo zadatak da poveže laboratorijski PDP-10 klon sa ARPANET-om i brzo je stekao reputaciju "mrežaša". Dakle, kada je Tayloru trebala mreža od Alta, njegovi pomoćnici su se obratili Metcalfu. Kao i računari na ARPANET-u, Alto računari na PARC-u nisu imali praktično ništa da kažu jedni drugima. Stoga je zanimljiva primjena mreže ponovo postala zadatak komunikacije među ljudima – u ovom slučaju, u obliku laserski ispisanih riječi i slika.
Ključna ideja za laserski štampač nije nastala u PARC-u, već na istočnoj obali, u originalnoj Xerox laboratoriji u Websteru u Njujorku. Lokalni fizičar Gary Starkweather dokazao je da se koherentni laserski snop može koristiti za deaktiviranje električnog naboja kserografskog bubnja, baš kao i raspršena svjetlost koja se do tada koristila u fotokopiranju. Snop, kada je pravilno moduliran, može oslikati sliku proizvoljnih detalja na bubnju, koji se zatim može prenijeti na papir (pošto samo nenabijeni dijelovi bubnja pokupe toner). Takva kompjuterski kontrolisana mašina bi bila u stanju da proizvede bilo koju kombinaciju slika i teksta koje bi čovek mogao da smisli, umesto da jednostavno reprodukuje postojeće dokumente, poput fotokopir aparata. Međutim, Starkweatherove divlje ideje nisu podržale ni njegove kolege ni nadređeni u Websteru, pa je 1971. prešao u PARC, gdje je upoznao mnogo zainteresiraniju publiku. Sposobnost laserskog štampača da štampa proizvoljne slike tačku po tačku učinila ga je idealnim partnerom za Alto radnu stanicu, sa svojom pikseliziranom monohromatskom grafikom. Koristeći laserski štampač, pola miliona piksela na ekranu korisnika moglo bi se direktno odštampati na papir sa savršenom jasnoćom.
Bitmap na Alto. Niko nikada ranije nije video nešto slično na kompjuterskim ekranima.
Za otprilike godinu dana, Starkweather je uz pomoć nekoliko drugih inženjera iz PARC-a otklonio glavne tehničke probleme i napravio radni prototip laserskog štampača na šasiji radnog konja Xerox 7000. On je proizvodio stranice istom brzinom - jedna stranica u sekundi - i sa rezolucijom od 500 tačaka po inču. Generator znakova ugrađen u štampač štampa tekst u unapred podešenim fontovima. Proizvoljne slike (osim onih koje se mogu kreirati iz fontova) još nisu bile podržane, tako da mreža nije morala da prenosi 25 miliona bita u sekundi na štampač. Međutim, da bi se u potpunosti zauzeo štampač, bio bi potreban nevjerovatan mrežni propusni opseg za ono vrijeme - kada je 50 bita u sekundi bila granica mogućnosti ARPANET-a.
Druga generacija PARC laserskog štampača, Dover (1976.)
Alto Aloha mreža
Pa kako je Metcalf popunio taj jaz u brzini? Tako smo se vratili na ALOHAnet - pokazalo se da Metcalf razumije paketno emitiranje bolje od bilo koga drugog. Godinu ranije, tokom ljeta, dok je bio u Washingtonu sa Steveom Crockerom na poslovima ARPA-e, Metcalfe je proučavao zbornike opće jesenje kompjuterske konferencije i naišao na Abramsonov rad na ALOHAnetu. Odmah je shvatio genijalnost osnovne ideje i da njena implementacija nije bila dovoljno dobra. Unošenjem nekih izmjena u algoritam i njegove pretpostavke – na primjer, prisiljavajući pošiljaoce da prvo slušaju da sačekaju da se kanal očisti prije nego što pokušaju slati poruke, i također eksponencijalno povećavajući interval retransmisije u slučaju začepljenog kanala – mogao bi postići propusnost pruge iskorištenja za 90%, a ne za 15%, kako pokazuju Abramsonovi proračuni. Metcalfe je uzeo malo slobodnog vremena kako bi otputovao na Havaje, gdje je svoje ideje o ALOHAnetu ugradio u revidiranu verziju svoje doktorske teze nakon što je Harvard odbacio originalnu verziju zbog nedostatka teorijske osnove.
Metcalfe je prvobitno svoj plan za uvođenje paketnog emitiranja u PARC nazvao "ALTO ALOHA mrežom". Zatim ga je u memorandumu iz maja 1973. preimenovao u Eter Net, referencu na luminiferni eter, fizičku ideju iz XNUMX. stoljeća o tvari koja nosi elektromagnetno zračenje. “Ovo će promovirati širenje mreže”, napisao je, “i ko zna koji će drugi načini prijenosa signala biti bolji od kablovske za mrežu emitiranja; možda će to biti radio valovi, telefonske žice, strujna ili frekvencijska multipleks kabelska televizija, ili mikrovalne pećnice, ili njihove kombinacije.”
Skica iz Metcalfovog memoranduma iz 1973
Počevši od juna 1973. godine, Metcalf je radio sa drugim PARC inženjerom, Davidom Boggsom, da prevede svoj teorijski koncept za novu mrežu velike brzine u radni sistem. Umjesto emitiranja signala putem zraka poput ALOHA, ograničio je radio spektar na koaksijalni kabel, što je dramatično povećalo kapacitet u poređenju sa Menehuneovim ograničenim opsegom radio frekvencija. Sam medij za prijenos je bio potpuno pasivan i nije zahtijevao nikakve rutere za usmjeravanje poruka. Bio je jeftin, mogao je lako povezati stotine radnih stanica – PARC inženjeri su jednostavno proveli koaksijalni kabl kroz zgradu i dodavali konekcije po potrebi – i bio je sposoban da prenese tri miliona bita u sekundi.
Robert Metcalfe i David Boggs, 1980-ih, nekoliko godina nakon što je Metcalfe osnovao 3Com za prodaju Ethernet tehnologije
Do jeseni 1974., kompletan prototip kancelarije budućnosti bio je u funkciji u Palo Altu - prva serija Alto računara, sa programima za crtanje, e-poštom i procesorima teksta, prototipom štampača iz Starkweather-a i Ethernet mrežom za mrežu. sve. Centralni server datoteka, koji je čuvao podatke koji ne bi stali na lokalni Alto disk, bio je jedini zajednički resurs. PARC je prvobitno ponudio Ethernet kontroler kao opcioni dodatak za Alto, ali kada je sistem lansiran postalo je jasno da je to neophodan deo; Postojao je stalan tok poruka niz koaksijalni sistem, mnoge od njih su izlazile iz štampača - tehnički izveštaji, beleške ili naučni radovi.
Istovremeno sa razvojem Alta, još jedan PARC projekat pokušao je da pokrene ideje o dijeljenju resursa u novom smjeru. PARC Online Office System (POLOS), koji su razvili i implementirali Bill English i drugi pobjegli iz projekta Online System (NLS) Douga Engelbarta na Istraživačkom institutu Stanford, sastojao se od mreže Data General Nova mikroračunara. Ali umjesto da svaku pojedinačnu mašinu posveti specifičnim potrebama korisnika, POLOS je prebacio posao između njih kako bi služio interesima sistema kao celine na najefikasniji način. Jedna mašina bi mogla da generiše slike za korisničke ekrane, druga može da obrađuje ARPANET saobraćaj, a treća može da rukuje procesorima teksta. Ali složenost i troškovi koordinacije ovog pristupa pokazali su se pretjeranim, a shema se srušila pod vlastitom težinom.
U međuvremenu, ništa nije bolje pokazivalo Taylorovo emocionalno odbacivanje pristupa mreže za dijeljenje resursa od njegovog prihvaćanja projekta Alto. Alan Kej, Batler Lampson i drugi autori iz Alta preneli su svu računarsku snagu koja bi mogla da bude potrebna korisniku na sopstveni nezavisni računar na svom stolu, koji nije morao ni sa kim da deli. Funkcija mreže nije bila da omogući pristup heterogenom skupu kompjuterskih resursa, već da prenosi poruke između ovih nezavisnih ostrva, ili ih pohranjuje na nekoj udaljenoj obali - za štampanje ili dugoročno arhiviranje.
Iako su i e-pošta i ALOHA razvijeni pod okriljem ARPA-e, pojavljivanje Etherneta bio je jedan od nekoliko znakova 1970-ih da su kompjuterske mreže postale prevelike i raznolike da bi jedna kompanija dominirala u ovoj oblasti, trend koji ćemo pratiti to u sljedećem članku.
Šta još čitati
- Michael Hiltzik, Trgovci munjama (1999.)
- James Pelty, Istorija kompjuterskih komunikacija, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, Mašina snova (2001)
izvor: www.habr.com