Další články ze série:
- Historie relé
- Historie elektronických počítačů
- Historie tranzistoru
- historie internetu
V polovině 1960. let XNUMX. století první počítačové systémy pro sdílení času do značné míry kopírovaly ranou historii prvních telefonních přepínačů. Podnikatelé vytvořili tyto přepínače, aby umožnili abonentům využívat služeb taxi, lékaře nebo hasičského záchranného sboru. Předplatitelé však brzy zjistili, že místní přepínače jsou stejně vhodné pro vzájemnou komunikaci a socializaci. Podobně systémy pro sdílení času, které byly nejprve navrženy tak, aby uživatelům umožňovaly „přivolat“ si pro sebe výpočetní výkon, se brzy vyvinuly v utility switche s vestavěným zasíláním zpráv. V příštím desetiletí projdou počítače další etapou v historii telefonu – vznikem propojení přepínačů, tvořících regionální a dálkové sítě.
Protonet
Prvním pokusem o spojení více počítačů do většího celku byl projekt Interactive Computer Network. , americký systém protivzdušné obrany. Protože každé z 23 řídicích středisek SAGE pokrývalo určitou geografickou oblast, byl vyžadován mechanismus pro přenos radarových stop z jednoho střediska do druhého v případech, kdy cizí letadla překročila hranici mezi těmito oblastmi. Vývojáři SAGE tento problém přezdívali „cross-telling“ a vyřešili jej vytvořením datových linek založených na pronajatých telefonních linkách AT&T natažených mezi všemi sousedními řídicími centry. Ronald Enticknap, který byl součástí malé delegace Royal Forces vyslané do SAGE, vedl vývoj a implementaci tohoto subsystému. Podrobný popis systému „inter-talk“ jsem bohužel nenašel, ale zřejmě počítač v každém z řídících center určil okamžik, kdy se radarová stopa přesunula do jiného sektoru, a své záznamy odeslal po telefonní lince do počítač sektoru, kde by mohla být přijata operátorem monitorujícím tamní terminál.
Systém SAGE potřeboval převést digitální data na analogový signál na telefonní lince (a poté zpět na přijímací stanici), což dalo AT&T příležitost vyvinout modem „Bell 101“ (nebo datovou sadu, jak se tomu prvně říkalo) schopný přenos skromných 110 bitů za sekundu. Toto zařízení bylo později tzv , pro jeho schopnost modulovat analogový telefonní signál pomocí sady odchozích digitálních dat a demodulovat bity z příchozí vlny.
Datový soubor Bell 101
Tím SAGE položil důležitý technický základ pro pozdější počítačové sítě. Nicméně první počítačová síť, jejíž dědictví bylo dlouhé a vlivné, byla síť s dodnes známým názvem: ARPANET. Na rozdíl od SAGE shromáždil pestrou sbírku počítačů, jak pro sdílení času, tak pro dávkové zpracování, z nichž každý má svou vlastní odlišnou sadu programů. Síť byla koncipována jako univerzální co do rozsahu a fungování a měla uspokojit jakékoli potřeby uživatelů. Projekt financoval Úřad informačních technologií (IPTO) v čele s ředitelem , což bylo oddělení počítačového výzkumu v ARPA. Ale samotnou myšlenku takové sítě vymyslel první ředitel tohoto oddělení Joseph Carl Robnett Licklider.
Nápad
Jak jsme to věděli Licklider, nebo „Lick“ pro své kolegy, byl vystudovaný psycholog. Když však koncem 1950. let pracoval s radarovými systémy v Lincolnově laboratoři, začaly ho fascinovat interaktivní počítače. Tato vášeň ho přivedla k financování některých z prvních experimentů s časově sdílenými počítači, když se v roce 1962 stal ředitelem nově založené IPTO.
V té době už snil o možnosti propojit izolované interaktivní počítače do větší nadstavby. Ve své práci z roku 1960 o „symbióze člověka a počítače“ napsal:
Zdá se rozumné představit si „centrum myšlení“, které by mohlo zahrnovat funkce moderních knihoven a navrhované průlomy v ukládání a vyhledávání informací, stejně jako symbiotické funkce popsané dříve v této práci. Tento obraz lze snadno škálovat do sítě takových center, spojených širokopásmovými komunikačními linkami a přístupných jednotlivým uživatelům prostřednictvím pronajatých telefonních linek.
Stejně jako TX-2 podnítil Leakeovu vášeň pro interaktivní výpočetní techniku, SAGE jej možná povzbudil k tomu, aby si představil, jak mohou být různá interaktivní výpočetní centra propojena a poskytovat něco jako telefonní síť pro chytré služby. Ať už tato myšlenka vznikla kdekoli, Leake ji začal šířit po celé komunitě výzkumníků, které vytvořil na IPTO, a nejslavnější z těchto zpráv byla zpráva z 23. dubna 1963 adresovaná „členům a oddělením intergalaktické počítačové sítě“. to znamená různé výzkumné pracovníky, kteří obdrželi finanční prostředky od IPTO na přístup k počítačům s časovým sdílením a další počítačové projekty.
Poznámka působí neuspořádaně a chaoticky, jasně diktovaná za běhu a neupravovaná. Abychom tedy pochopili, co přesně chtěl Lik o počítačových sítích říci, musíme se trochu zamyslet. Některé body však okamžitě vyniknou. Za prvé, Leake odhalil, že „různé projekty“ financované IPTO jsou ve skutečnosti ve „stejné oblasti“. Poté diskutuje o potřebě nasadit peníze a projekty, aby se maximalizovaly přínosy daného podniku, protože v rámci sítě výzkumných pracovníků „k dosažení pokroku potřebuje každý aktivní výzkumník softwarovou základnu a vybavení složitější a komplexnější, než kolik dokáže sám vytvořit. rozumnou dobu." Leake dochází k závěru, že dosažení této globální efektivity vyžaduje určité osobní ústupky a oběti.
Poté začne podrobně probírat počítačové (nikoli sociální) sítě. Píše o potřebě nějakého jazyka pro správu sítě (co by se později nazývalo protokol) a jeho touze někdy vidět počítačovou síť IPTO sestávající z „alespoň čtyř velkých počítačů, možná šesti až osmi malých počítačů a široké různá disková a magnetická pásková paměťová zařízení – nemluvě o vzdálených konzolách a dálnopisných stanicích.“ Nakonec na několika stranách popisuje konkrétní příklad toho, jak by se mohla v budoucnu vyvíjet interakce s takovou počítačovou sítí. Leake si představuje situaci, ve které analyzuje nějaká experimentální data. „Problém,“ píše, „je v tom, že nemám slušný program pro vytváření map. Je někde v systému vhodný program? Pomocí doktríny síťové dominance nejprve dotazuji místní počítač a poté další centra. Řekněme, že pracuji v SDC a že najdu na disku v Berkeley zdánlivě vhodný program.“ Požádá síť, aby tento program spustila, za předpokladu, že „se složitým systémem správy sítě se nebudu muset rozhodovat, zda přenést data pro programy, abych je zpracoval někam jinam, nebo si stáhnout programy pro sebe a spouštět je, aby fungovaly na svém počítači. data."
Dohromady tyto fragmenty myšlenek odhalují širší schéma, které si Licklider představil: nejprve rozdělit určité specializace a oblasti odbornosti mezi výzkumníky, kteří dostávají finanční prostředky z IPTO, a poté vybudovat fyzickou síť IPTO počítačů kolem této sociální komunity. Tento fyzický projev „společné věci“ IPTO umožní výzkumníkům sdílet znalosti a těžit ze specializovaného hardwaru a softwaru na každém pracovišti. Tímto způsobem se IPTO může vyhnout zbytečné duplicitě a zároveň využít každý finanční dolar tím, že každému výzkumníkovi napříč všemi projekty IPTO poskytne přístup k celé řadě výpočetních schopností.
Tato myšlenka sdílení zdrojů mezi členy výzkumné komunity prostřednictvím komunikační sítě zasadila v IPTO semena, která o několik let později přerostla ve vytvoření sítě ARPANET.
Navzdory svému vojenskému původu neměl ARPANET, který vzešel z Pentagonu, žádné vojenské opodstatnění. Někdy se říká, že tato síť byla navržena jako vojenská komunikační síť, která by mohla přežít jaderný útok. Jak uvidíme později, existuje nepřímé spojení mezi ARPANETem a dřívějším projektem s takovým účelem a vůdci ARPA pravidelně hovořili o „tvrzených systémech“, aby ospravedlnili existenci své sítě před Kongresem nebo ministrem obrany. Ale ve skutečnosti IPTO vytvořilo ARPANET čistě pro své vnitřní potřeby, aby podpořilo komunitu výzkumníků - z nichž většina nemohla svou činnost ospravedlnit prací pro obranné účely.
Mezitím, v době vydání svého slavného memoranda, Licklider již začal plánovat zárodek své intergalaktické sítě, jejímž se stal ředitelem. z Kalifornské univerzity v Los Angeles (UCLA).
Konzole pro SAGE model OA-1008, kompletní se světelnou pistolí (na konci drátu, pod průhledným plastovým krytem), zapalovačem a popelníkem.
Pozadí
Kleinrock byl synem dělnických východoevropských přistěhovalců a vyrostl na Manhattanu ve stínu [spojuje severní část ostrova Manhattan v New Yorku a Fort Lee v Bergen County v New Jersey / cca.]. Když byl ve škole, chodil po večerech navíc na hodiny elektrotechniky na City College of New York. Když se doslechl o možnosti studovat na MIT, po níž následuje semestr práce na plný úvazek v Lincoln Laboratory, skočil po ní.
Laboratoř byla založena, aby sloužila potřebám SAGE, ale od té doby se rozšířila do mnoha dalších výzkumných projektů, často pouze okrajově souvisejících s protivzdušnou obranou, pokud vůbec s obranou souvisí. Mezi nimi byla studie Barnstable, koncept letectva k vytvoření orbitálního pásu kovových pásů (např ), který by mohl být použit jako globální komunikační systém. Kleinrock byl podmaněn autoritou z MIT, a tak se rozhodl soustředit na teorii komunikačních sítí. Barnstableův výzkum dal Kleinrockovi první příležitost aplikovat teorii informace a teorii front na datovou síť a tuto analýzu rozšířil na celou disertační práci o sítích pro zasílání zpráv, kombinující matematickou analýzu s experimentálními daty získanými ze simulací běžících na počítačích TX-2 v laboratořích. Lincoln. Mezi Kleinrockovými blízkými kolegy v laboratoři, kteří s ním sdíleli počítače pro sdílení času, patřili и , se kterým se seznámíme o něco později.
V roce 1963 Kleinrock přijal nabídku práce na UCLA a Licklider viděl příležitost. Zde byl odborník na datové sítě, který pracoval poblíž tří místních počítačových center: hlavního výpočetního střediska, výpočetního střediska zdravotní péče a Western Data Center (družstvo třiceti institucí, které sdílely přístup k počítači IBM). Navíc šest ústavů z Western Data Center mělo vzdálené připojení k počítači přes modem a počítač System Development Corporation (SDC) sponzorovaný IPTO se nacházel jen pár kilometrů od Santa Moniky. IPTO pověřilo UCLA propojením těchto čtyř center jako svůj první experiment při vytváření počítačové sítě. Později by podle plánu mohla komunikace s Berkeley studovat problémy spojené s přenosem dat na velké vzdálenosti.
I přes nadějnou situaci se projekt nezdařil a síť nebyla nikdy vybudována. Ředitelé různých středisek UCLA si navzájem nedůvěřovali a nevěřili tomuto projektu, a proto odmítli přenechat kontrolu nad výpočetními prostředky svým uživatelům. IPTO na tuto situaci nemělo prakticky žádný vliv, protože žádné z počítačových center nedostalo peníze od ARPA. Tento politický problém poukazuje na jeden z hlavních problémů v historii internetu. Pokud je velmi obtížné přesvědčit různé účastníky, že organizování komunikace mezi nimi a spolupráce hraje do karet všem stranám, jak vůbec vznikl internet? V dalších článcích se k těmto problémům více než jednou vrátíme.
Druhý pokus IPTO o vybudování sítě byl úspěšnější, možná proto, že byla mnohem menší – šlo o jednoduchý experimentální test. A v roce 1965 psycholog a student Licklider jménem Tom Marill opustil Lincoln Laboratory, aby se pokusil zúročit humbuk kolem interaktivních počítačů založením vlastního podniku se sdíleným přístupem. Protože však neměl dostatek platících klientů, začal hledat jiné zdroje příjmů a nakonec navrhl, aby si ho IPTO najala na výzkum počítačových sítí. Nový ředitel IPTO Ivan Sutherland se rozhodl navázat partnerství s velkou a renomovanou firmou jako balast a zadal práci společnosti Marilla prostřednictvím Lincoln Laboratory. Na straně laboratoře byl vedoucím projektu pověřen další Kleinrockův starý kolega Lawrence (Larry) Roberts.
Roberts, zatímco studoval na MIT, se naučil pracovat s počítačem TX-0 postaveným Lincoln Laboratory. Celé hodiny seděl jako hypnotizovaný před zářící obrazovkou konzole a nakonec napsal program, který (špatně) rozpoznával ručně psané znaky pomocí neuronových sítí. Stejně jako Kleinrock nakonec pracoval pro laboratoř jako postgraduální student a řešil problémy související s počítačovou grafikou a počítačovým viděním, jako je rozpoznávání hran a generování 2D obrazu, na větším a výkonnějším TX-XNUMX.
Po většinu roku 1964 se Roberts soustředil především na práci s obrázky. A pak potkal Lika. Toho listopadu se zúčastnil konference o budoucnosti výpočetní techniky, kterou sponzorovalo letectvo a která se konala v letovisku s horkými prameny v Homestead v Západní Virginii. Tam mluvil dlouho do noci s ostatními účastníky konference a poprvé slyšel Licka prezentovat svou myšlenku intergalaktické sítě. V Robertsově hlavě se něco pohnulo - byl skvělý ve zpracování počítačové grafiky, ale ve skutečnosti byl omezen na jeden jedinečný počítač TX-2. I kdyby mohl sdílet svůj software, nikdo jiný by ho nemohl používat, protože nikdo neměl ekvivalentní hardware k jeho spuštění. Jediným způsobem, jak rozšířit vliv svého díla, bylo hovořit o něm ve vědeckých pracích v naději, že ho někdo může reprodukovat jinde. Usoudil, že Leake měl pravdu – síť byla přesně dalším krokem, který bylo potřeba udělat, aby se urychlil výzkum v oblasti výpočetní techniky.
A Roberts skončil ve spolupráci s Marill, když se pokoušel propojit TX-2 z Lincoln Laboratory přes telefonní linku pro přespolní země s počítačem SDC v Santa Monice v Kalifornii. V experimentálním návrhu, který byl údajně zkopírován z poznámky Leakeovy „intergalaktické sítě“, plánovali nechat TX-2 pauzu uprostřed výpočtu, použít automatický dialer k volání SDC Q-32, spustit na tomto počítači program pro násobení matic. a poté pokračujte v původních výpočtech pomocí jeho odpovědi.
Kromě zdůvodnění použití drahé a pokročilé technologie k přenosu výsledků jednoduché matematické operace po celém kontinentu stojí za zmínku také strašně pomalá rychlost tohoto procesu způsobená používáním telefonní sítě. Pro uskutečnění hovoru bylo nutné vytvořit vyhrazené spojení mezi volajícím a volaným, které obvykle procházelo několika různými telefonními ústřednami. V roce 1965 byly téměř všechny elektromechanické (v tomto roce společnost AT&T spustila první plně elektrickou továrnu v Sakasuně, New Jersey). Magnety přemisťovaly kovové tyče z jednoho místa na druhé, aby zajistily kontakt v každém uzlu. Celý proces trval několik sekund, během kterých musel TX-2 jen sedět a čekat. Kromě toho byly linky, dokonale vhodné pro konverzace, příliš hlučné na přenos jednotlivých bitů a poskytovaly velmi malou propustnost (několik set bitů za sekundu). Skutečně efektivní intergalaktická interaktivní síť vyžadovala jiný přístup.
Experiment Marill-Roberts neprokázal praktičnost ani užitečnost dálkové sítě, pouze ukázal její teoretickou funkčnost. Ale ukázalo se, že to stačí.
rozhodnutí
V polovině roku 1966 se Robert Taylor stal novým třetím ředitelem IPTO po Ivanu Sutherlandovi. Byl studentem Licklidera, také psychologem, a do IPTO se dostal díky své předchozí administraci výzkumu počítačových věd v NASA. Zřejmě téměř okamžitě po příjezdu Taylor usoudil, že je čas uskutečnit sen o mezigalaktické síti; Byl to on, kdo spustil projekt, který dal vzniknout ARPANETu.
Peníze ARPA stále proudily, takže Taylor neměl problém získat další finance od svého šéfa Charlese Herzfelda. Toto řešení však mělo značné riziko selhání. Kromě toho, že v roce 1965 bylo poměrně dost linek spojujících opačné konce země, nikdo se předtím o nic podobného jako ARPANET nepokusil. Lze si vzpomenout na jiné rané experimenty při vytváření počítačových sítí. Například Princeton a Carnegie Mallon byly průkopníky sítě sdílených počítačů na konci 1960. let s IBM. Hlavním rozdílem mezi tímto projektem byla jeho homogenita – využíval počítače, které byly hardwarově i softwarově naprosto identické.
Na druhou stranu by se ARPANET musel vypořádat s diverzitou. V polovině 1960. let IPTO financovalo více než deset organizací, z nichž každá měla počítač a všechny provozovaly jiný hardware a software. Schopnost sdílet software byla zřídka možná i mezi různými modely od stejného výrobce - rozhodli se to udělat pouze s nejnovější řadou IBM System/360.
Různorodost systémů představovala riziko, které přidávalo jak významnou technickou složitost k rozvoji sítě, tak možnost sdílení zdrojů ve stylu Licklider. Například na University of Illinois se v té době stavěl masivní superpočítač za peníze ARPA . Taylorovi se zdálo nepravděpodobné, že by místní uživatelé Urbana-Campainu mohli plně využít zdroje tohoto obrovského stroje. Dokonce i mnohem menší systémy – TX-2 od Lincoln Lab a Sigma-7 od UCLA – obvykle nemohly sdílet software kvůli základní nekompatibilitě. Schopnost překonat tato omezení přímým přístupem k softwaru jednoho uzlu z jiného uzlu byla atraktivní.
V článku popisujícím tento síťový experiment Marill a Roberts navrhli, že taková výměna zdrojů by vedla k něčemu jako Ricardian pro výpočetní uzly:
Uspořádání sítě může vést k určité specializaci spolupracujících uzlů. Pokud je určitý uzel X, například kvůli speciálnímu softwaru nebo hardwaru, zvláště dobrý v inverzi matic, můžete očekávat, že uživatelé jiných uzlů v síti využijí této schopnosti invertováním svých matic na uzlu X, spíše než dělat tak na svých vlastních domácích počítačích.
Taylor měl další motivaci pro implementaci sítě pro sdílení zdrojů. Nákup nového počítače pro každý nový uzel IPTO, který by měl všechny možnosti, které by výzkumníci na tomto uzlu mohli kdy potřebovat, byl drahý, a jak bylo do portfolia IPTO přidáno více uzlů, rozpočet se nebezpečně natáhl. Propojením všech systémů financovaných IPTO do jedné sítě bude možné poskytnout novým příjemcům grantu skromnější počítače nebo dokonce žádný nákup. Mohli by využívat potřebný výpočetní výkon na vzdálených uzlech s přebytečnými zdroji a celá síť by fungovala jako veřejná zásobárna softwaru a hardwaru.
Po spuštění projektu a zajištění jeho financování byl Taylorovým posledním významným přínosem pro ARPANET výběr osoby, která bude systém přímo vyvíjet a dohlížet na jeho implementaci. Roberts byl jasná volba. Jeho inženýrské schopnosti byly nezpochybnitelné, byl již respektovaným členem výzkumné komunity IPTO a byl jedním z mála lidí, kteří měli skutečné zkušenosti s navrhováním a budováním počítačových sítí fungujících na velké vzdálenosti. Na podzim roku 1966 tedy Taylor zavolal Robertsovi a požádal ho, aby přijel z Massachusetts pracovat na ARPA ve Washingtonu.
Ale ukázalo se, že je těžké ho svést. Mnoho vědeckých ředitelů IPTO bylo skeptických k vedení Roberta Taylora, protože ho považovali za lehkého. Ano, Licklider byl také psycholog, neměl inženýrské vzdělání, ale měl alespoň doktorát a určité zásluhy jako jeden ze zakladatelů interaktivních počítačů. Taylor byl neznámý muž s magisterským titulem. Jak zvládne složitou technickou práci v IPTO komunitě? Roberts byl také mezi těmi skeptiky.
Kombinace mrkve a tyčinky ale udělala své (většina zdrojů uvádí převahu tyčinek s virtuální absencí mrkve). Na jedné straně Taylor vyvinul určitý tlak na Robertsova šéfa v Lincoln Laboratory a připomněl mu, že většina finančních prostředků laboratoře nyní pochází z ARPA, a že proto potřebuje přesvědčit Robertse o výhodách tohoto návrhu. Na druhou stranu Taylor nabídl Robertsovi nově vytvořený titul „starší vědec“, který bude přímo podřízen Taylorovi zástupci ředitele ARPA a stane se také Taylorovým nástupcem ve funkci ředitele. Za těchto podmínek Roberts souhlasil s převzetím projektu ARPANET. Je čas proměnit myšlenku sdílení zdrojů ve skutečnost.
Co jiného číst
- Janet Abbate, Vynalézání internetu (1999)
- Katie Hafner a Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Arthur Norberg a Julie O'Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing pro Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Zdroj: www.habr.com