Další články ze série:
- Historie relé
- Historie elektronických počítačů
- Historie tranzistoru
- historie internetu
Během první poloviny 1970. let se ekologie počítačových sítí vzdálila svému původnímu předchůdci ARPANET a rozšířila se do několika různých dimenzí. Uživatelé ARPANETu objevili novou aplikaci, e-mail, která se stala hlavní aktivitou v síti. Podnikatelé vydali své vlastní varianty ARPANETu, aby sloužili komerčním uživatelům. Výzkumníci z celého světa, od Havaje po Evropu, vyvíjeli nové typy sítí, aby vyhovovaly potřebám nebo opravovaly chyby, které ARPANET neřeší.
Téměř každý zapojený do tohoto procesu se vzdálil od původního účelu ARPANETu – poskytovat sdílený výpočetní výkon a software napříč různorodým spektrem výzkumných center, z nichž každé má své vlastní vyhrazené zdroje. Počítačové sítě se staly především prostředkem pro spojení lidí mezi sebou navzájem nebo se vzdálenými systémy, které sloužily jako zdroj nebo skládka informací čitelných pro člověka, například s informačními databázemi nebo tiskárnami.
Licklider a Robert Taylor tuto možnost předvídali, ačkoli to nebyl cíl, kterého se snažili dosáhnout při spouštění prvních síťových experimentů. Jejich článek z roku 1968 „The Computer as a Communication Device“ postrádá energii a nadčasovou kvalitu prorockého milníku v historii počítačů, který lze nalézt v článcích Vannevara Bushe.„nebo Turingova „Výpočetní stroje a inteligence“. Obsahuje však prorockou pasáž týkající se struktury sociální interakce tkané počítačovými systémy. Licklider a Taylor popsali blízkou budoucnost, ve které:
Nebudete posílat dopisy ani telegramy; budete jednoduše identifikovat lidi, jejichž soubory je třeba propojit s vašimi, a které části souborů by měly být propojeny, a možná určíte faktor naléhavosti. Telefonovat budete jen zřídka, požádáte síť o propojení vašich konzolí.
Síť bude poskytovat funkce a služby, které si předplatíte, a další služby, které budete využívat podle potřeby. Do první skupiny bude patřit investiční a daňové poradenství, výběr informací z vašeho oboru činnosti, oznámení kulturních, sportovních a zábavních akcí odpovídajících vašim zájmům atd.
(Jejich článek však také popisoval, jak na planetě zmizí nezaměstnanost, protože nakonec se všichni lidé stanou programátory sloužícími potřebám sítě a budou se věnovat interaktivnímu ladění programů.)
První a nejdůležitější součást této počítačem řízené budoucnosti, e-mail, se v 1970. letech XNUMX. století rozšířil po síti ARPANET jako virus a začal ovládnout svět.
Abyste pochopili, jak se e-mail na ARPANETu vyvíjel, musíte nejprve porozumět hlavní změně, která na začátku 1970. let zabrala výpočetní systémy v celé síti. Když byl ARPANET v polovině 1960. let poprvé vytvořen, neměl hardware a ovládací software na každém místě prakticky nic společného. Mnoho bodů se soustředilo na speciální, jednorázové systémy, například Multics na MIT, TX-2 v Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, postavený na University of Illinois.
V roce 1973 však krajina síťových počítačových systémů získala značnou uniformitu díky divokému úspěchu společnosti Digital Equipment Corporation (DEC) a jejímu pronikání na trh vědeckých počítačů (je to duchovní dítě Kena Olsena a Harlana Andersona na základě jejich zkušenosti s TX-2 v Lincoln Laboratory). DEC vyvinula sálový počítač , vydaný v roce 1968, poskytoval spolehlivé sdílení času pro malé organizace tím, že poskytoval řadu nástrojů a programovacích jazyků, které jsou v něm zabudované, aby bylo snadné přizpůsobit systém tak, aby vyhovoval konkrétním potřebám. Přesně to potřebovala tehdejší vědecká centra a výzkumné laboratoře.
Podívejte se, kolik je PDP!
Společnost BBN, která byla zodpovědná za podporu ARPANETu, učinila tuto sadu ještě atraktivnější vytvořením operačního systému Tenex, který do PDP-10 přidal stránkovanou virtuální paměť. To značně zjednodušilo správu a používání systému, protože již nebylo nutné přizpůsobovat sadu běžících programů dostupnému množství paměti. BNN dodávala Tenex zdarma do dalších uzlů ARPA a brzy se stala dominantním operačním systémem v síti.
Ale co to všechno má společného s e-mailem? Uživatelé systémů pro sdílení času již byli obeznámeni s elektronickým zasíláním zpráv, protože většina z těchto systémů poskytovala poštovní schránky nějakého druhu koncem 1960. let. Poskytovaly jakousi interní poštu a dopisy si mohli vyměňovat pouze uživatelé stejného systému. První člověk, který využil možnosti sítě k přenosu pošty z jednoho stroje na druhý, byl Ray Tomlinson, inženýr z BBN a jeden z autorů Tenexu. Již napsal program nazvaný SNDMSG pro odesílání pošty jinému uživateli na stejném systému Tenex a program nazvaný CPYNET pro odesílání souborů přes síť. Stačilo jen trochu zapojit fantazii a viděl, jak tyto dva programy zkombinovat a vytvořit síťovou poštu. V předchozích programech bylo k identifikaci příjemce vyžadováno pouze uživatelské jméno, takže Tomlinson přišel s nápadem zkombinovat místní uživatelské jméno a jméno hostitele (místního nebo vzdáleného), spojit je se symbolem @ a získat e-mailová adresa jedinečná pro celou síť (dříve se symbol @ používal jen zřídka, hlavně pro označení ceny: 4 koláče @ 2 $ za každý).
Ray Tomlinson v pozdějších letech, s jeho podpisem @ znak v pozadí
Tomlinson začal testovat svůj nový program lokálně v roce 1971 a v roce 1972 byla jeho síťová verze SNDMSG zahrnuta do nového vydání Tenex, což umožnilo Tenex mail rozšířit za jeden uzel a rozšířit se po celé síti. Množství strojů, na kterých běží Tenex, poskytlo Tomlinsonovu hybridnímu programu okamžitý přístup k většině uživatelů ARPANETu a e-mail byl okamžitý úspěch. Lídři ARPA poměrně rychle začlenili používání e-mailu do každodenního života. Steven Lukasik, ředitel ARPA, byl prvním osvojitelem, stejně jako Larry Roberts, stále vedoucí oddělení informatiky agentury. Tento zvyk se nevyhnutelně přenesl na jejich podřízené a e-mail se brzy stal jedním ze základních faktů života a kultury ARPANETu.
Tomlinsonův e-mailový program zplodil mnoho různých napodobenin a nového vývoje, když uživatelé hledali způsoby, jak zlepšit jeho základní funkce. Velká část rané inovace se soustředila na nápravu nedostatků čtečky dopisů. Jak se pošta dostala za hranice jednoho počítače, objem e-mailů přijatých aktivními uživateli začal růst spolu s růstem sítě a tradiční přístup k příchozím e-mailům jako prostý text již nebyl účinný. Sám Larry Roberts, který se nedokázal vyrovnat s náporem příchozích zpráv, napsal vlastní program pro práci s doručenou poštou s názvem RD. Ale v polovině 1970. let vedl program MSG, který napsal John Vittal z University of Southern California, s velkým náskokem v popularitě. Využíváme možnost automaticky vyplnit pole jména a příjemce odchozí zprávy na základě příchozí zprávy kliknutím na tlačítko. Byl to však program MSG společnosti Vital, který poprvé představil tuto úžasnou příležitost „odpovědět“ na dopis v roce 1975; a byl také zařazen do sady programů pro Tenex.
Rozmanitost takových pokusů vyžadovala zavedení norem. A to bylo poprvé, ale ne naposledy, kdy musela síťová počítačová komunita vyvinout standardy zpětně. Na rozdíl od základních protokolů ARPANET, než se objevily jakékoli e-mailové standardy, existovalo již mnoho variací ve volné přírodě. Nevyhnutelně se objevily kontroverze a politické napětí, které se soustředily na hlavní dokumenty popisující e-mailový standard, RFC 680 a 720. Zejména uživatelé operačních systémů jiných výrobců než Tenex začali být otráveni tím, že předpoklady nalezené v návrzích byly spojeny s funkcemi Tenex. Konflikt nikdy příliš neeskaloval – všichni uživatelé ARPANETu byli v 1970. letech stále součástí stejné, relativně malé vědecké komunity a neshody nebyly tak velké. To však byl příklad budoucích bitev.
Nečekaný úspěch e-mailu byl nejdůležitější událostí ve vývoji softwarové vrstvy sítě v 1970. letech – vrstvy, která se nejvíce abstrahovala od fyzických detailů sítě. Ve stejné době se jiní lidé rozhodli předefinovat základní „komunikační“ vrstvu, ve které bity proudily z jednoho stroje do druhého.
ALOHA
V roce 1968 přijela Norma Abramson na Havajskou univerzitu z Kalifornie, aby zde nastoupila na kombinovanou pozici profesora elektrotechniky a informatiky. Její univerzita měla hlavní kampus na Oahu a satelitní kampus v Hilo, stejně jako několik komunitních vysokých škol a výzkumných center roztroušených po ostrovech Oahu, Kauai, Maui a Havaj. Mezi nimi ležely stovky kilometrů vody a hornatého terénu. Hlavní kampus měl výkonný IBM 360/65, ale objednat si pronajatou linku od AT&T pro připojení k terminálu umístěnému na jedné z komunitních vysokých škol nebylo tak snadné jako na pevnině.
Abramson byl odborníkem na radarové systémy a teorii informace a svého času pracoval jako inženýr pro Hughes Aircraft v Los Angeles. A jeho nové prostředí se všemi fyzickými problémy spojenými s kabelovým přenosem dat inspirovalo Abramsona k novému nápadu – co kdyby rádio bylo lepším způsobem připojení počítačů než telefonní systém, který byl koneckonců navržen tak, aby hlas spíše než data?
Aby otestoval svůj nápad a vytvořil systém, který nazval ALOHAnet, získal Abramson finanční prostředky od Boba Taylora z ARPA. Ve své původní podobě se vůbec nejednalo o počítačovou síť, ale o médium pro komunikaci vzdálených terminálů s jediným systémem sdílení času určeným pro počítač IBM umístěný v kampusu Oahu. Stejně jako ARPANET měl vyhrazený minipočítač pro zpracování paketů přijatých a odeslaných strojem 360/65 – Menehune, havajský ekvivalent IMP. ALOHAnet však nekomplikoval život tak, jako ARPANET směrováním paketů mezi různými body. Místo toho každý terminál, který chtěl poslat zprávu, ji jednoduše poslal vzduchem na vyhrazené frekvenci.
Plně nasazený ALOHAnet na konci 1970. let s několika počítači v síti
Tradičním inženýrským způsobem, jak zvládnout takovou běžnou přenosovou šířku pásma, bylo rozdělit ji na části s rozdělením vysílacího času nebo frekvencí a přidělit část každému terminálu. Ale pro zpracování zpráv ze stovek terminálů pomocí tohoto schématu by bylo nutné omezit každý z nich na malý zlomek dostupné šířky pásma, a to navzdory skutečnosti, že jen několik z nich by mohlo být skutečně v provozu. Ale místo toho se Abramson rozhodl nebránit terminálům v odesílání zpráv ve stejnou dobu. Pokud se dvě nebo více zpráv vzájemně překrývají, centrální počítač to zjistil pomocí kódů pro opravu chyb a jednoduše tyto pakety nepřijal. Odesílatelé, kteří neobdrželi potvrzení, že pakety byly přijaty, se je pokusili odeslat znovu po uplynutí náhodné doby. Abramson odhadl, že takový jednoduchý operační protokol by mohl podporovat až několik stovek současně pracujících terminálů a díky četným překryvům signálů by bylo využito 15 % šířky pásma. Podle jeho výpočtů se ale ukázalo, že s nárůstem sítě upadne celý systém do chaosu hluku.
Kancelář budoucnosti
Abramsonův koncept „paketového vysílání“ zpočátku nevytvářel velký rozruch. Ale pak se znovu narodila - o pár let později a už na pevnině. Bylo to kvůli novému výzkumnému středisku společnosti Xerox Palo Alto Research Center (PARC), které bylo otevřeno v roce 1970 hned vedle Stanfordské univerzity, v oblasti, které se nedávno přezdívalo „Silicon Valley“. Některým xerografickým patentům Xeroxu brzy vypršela platnost, takže společnost riskovala, že bude uvězněna vlastním úspěchem tím, že se nebude ochotná nebo neschopná přizpůsobit vzestupu výpočetní techniky a integrovaných obvodů. Jack Goldman, vedoucí výzkumného oddělení Xeroxu, přesvědčil velké šéfy, že nová laboratoř – oddělená od vlivu centrály, v příjemném klimatu, s dobrými platy – přiláká talenty potřebné k udržení společnosti v popředí vývoje informační architektury. . budoucnost.
PARC se jistě podařilo přilákat ty nejlepší počítačové talenty, a to nejen díky pracovním podmínkám a štědrým platům, ale také díky přítomnosti Roberta Taylora, který v roce 1966 zahájil projekt ARPANET jako vedoucí divize informačních technologií ARPA. , ohnivý a ambiciózní mladý inženýr a počítačový vědec z Brooklynu, byl jedním z těch, kteří byli přivedeni do PARC díky spojení s ARPA. Do laboratoře nastoupil v červnu 1972 poté, co pracoval na částečný úvazek jako postgraduální student pro ARPA a vynalezl rozhraní pro připojení MIT k síti. Poté, co se usadil v PARC, stále zůstal „prostředníkem“ ARPANET – cestoval po celé zemi, pomáhal připojovat nové body k síti a také se připravoval na prezentaci ARPA na Mezinárodní konferenci počítačových komunikací v roce 1972.
Mezi projekty plovoucími kolem PARC, když Metcalfe dorazil, byl Taylorův navrhovaný plán na připojení desítek nebo dokonce stovek malých počítačů k síti. Rok od roku cena a velikost počítačů klesaly, podřídily se nezdolné vůli . Při pohledu do budoucnosti inženýři z PARC předvídali, že v nepříliš vzdálené budoucnosti bude mít každý kancelářský pracovník svůj vlastní počítač. V rámci této myšlenky navrhli a postavili osobní počítač Alto, jehož kopie byly distribuovány každému výzkumníkovi v laboratoři. Taylor, jehož víra v užitečnost počítačové sítě během předchozích pěti let zesílila, chtěl také všechny tyto počítače propojit.
Alt. Samotný počítač je umístěn níže, ve skříni o velikosti mini-lednice.
Po příjezdu do PARC se Metcalf ujal úkolu připojit laboratorní klon PDP-10 k ARPANETu a rychle si vysloužil reputaci „síťovače“. Takže když Taylor potřeboval síť od Alto, jeho asistenti se obrátili na Metcalfe. Stejně jako počítače na ARPANETu si počítače Alto na PARC neměly prakticky co říct. Zajímavou aplikací sítě se proto opět stal úkol komunikace mezi lidmi – v tomto případě formou laserem tištěných slov a obrázků.
Klíčová myšlenka laserové tiskárny nevznikla v PARC, ale na východním pobřeží, v původní laboratoři Xerox ve Websteru v New Yorku. Místní fyzik Gary Starkweather dokázal, že koherentní laserový paprsek by mohl být použit k deaktivaci elektrického náboje xerografického bubnu, stejně jako rozptýlené světlo používané při fotokopírování do té doby. Paprsek, je-li správně modulován, může na válec nakreslit obraz libovolného detailu, který lze následně přenést na papír (protože toner zachycují pouze nenabité části válce). Takový počítačově řízený stroj by byl schopen vytvořit jakoukoli kombinaci obrázků a textu, která by člověka napadla, spíše než jednoduše reprodukovat existující dokumenty, jako je kopírka. Starkweatherovy divoké nápady však nebyly podporovány jeho kolegy ani jeho nadřízenými ve Websteru, a tak v roce 1971 přestoupil do PARC, kde se setkal s mnohem více zaujatým publikem. Schopnost laserové tiskárny vydávat libovolné obrázky bod po bodu z ní udělala ideálního partnera pro pracovní stanici Alto s její pixelovanou monochromatickou grafikou. Pomocí laserové tiskárny bylo možné půl milionu pixelů na displeji uživatele přímo vytisknout na papír s dokonalou čistotou.
Bitmapa na Alto. Nikdo předtím nic takového na počítačových obrazovkách neviděl.
Zhruba za rok Starkweather s pomocí několika dalších inženýrů z PARC odstranil hlavní technické problémy a postavil funkční prototyp laserové tiskárny na podvozku tahouna Xerox 7000. Ta produkovala stránky stejnou rychlostí - jedna stránka za sekundu – a s rozlišením 500 bodů na palec. Generátor znaků zabudovaný do tiskárny tiskl text v přednastavených fontech. Libovolné obrázky (jiné než ty, které bylo možné vytvořit z písem) dosud nebyly podporovány, takže síť nemusela do tiskárny přenášet 25 milionů bitů za sekundu. K úplnému obsazení tiskárny by však vyžadovala na tehdejší dobu neuvěřitelnou šířku pásma sítě – kdy 50 000 bitů za sekundu bylo limitem možností ARPANETu.
Laserová tiskárna PARC druhé generace, Dover (1976)
Síť Alto Aloha
Jak tedy Metcalf zaplnil tuto mezeru v rychlosti? Vrátili jsme se tedy k ALOHAnetu – ukázalo se, že Metcalf rozumí paketovému vysílání lépe než kdokoli jiný. Předloni, během léta, když byl Metcalfe ve Washingtonu se Stevem Crockerem o podnikání ARPA, studoval Metcalfe sborník z všeobecné podzimní počítačové konference a narazil na Abramsonovu práci na ALOHAnet. Okamžitě si uvědomil genialitu základní myšlenky a to, že její realizace nebyla dost dobrá. Provedením některých změn v algoritmu a jeho předpokladech – například tím, že odesílatelé nejprve naslouchají, aby počkali na uvolnění kanálu, než se pokusí odeslat zprávy, a také exponenciálním zvýšením intervalu opakovaného přenosu v případě ucpaného kanálu – mohl dosáhnout šířky pásma. pruhy využití o 90 %, a ne o 15 %, jak ukazují výpočty Abramsona. Metcalfe si vzal chvíli volna na cestu na Havaj, kde začlenil své myšlenky o ALOHAnetu do revidované verze své doktorské práce poté, co Harvard odmítl původní verzi pro nedostatek teoretického základu.
Metcalfe původně nazval svůj plán na zavedení paketového vysílání do PARC „síť ALTO ALOHA“. Poté ji v poznámce z května 1973 přejmenoval na Ether Net, odkaz na světélkující éter, fyzikální myšlenku z XNUMX. století o látce, která přenáší elektromagnetické záření. „To podpoří šíření sítě,“ napsal, „a kdo ví, jaké další způsoby přenosu signálu budou lepší než kabel pro vysílací síť; možná to budou rádiové vlny nebo telefonní dráty nebo napájení nebo frekvenční multiplexní kabelová televize nebo mikrovlny nebo jejich kombinace."
Skica z Metcalfova memoranda z roku 1973
Počínaje červnem 1973 pracoval Metcalf s dalším inženýrem PARC, Davidem Boggsem, na převedení jeho teoretického konceptu nové vysokorychlostní sítě do funkčního systému. Namísto přenosu signálů vzduchem jako ALOHA omezil rádiové spektrum na koaxiální kabel, což dramaticky zvýšilo kapacitu ve srovnání s omezenou šířkou rádiového frekvenčního pásma Menehune. Samotné přenosové médium bylo zcela pasivní a ke směrování zpráv nevyžadovalo žádné směrovače. Byl levný, mohl snadno propojit stovky pracovních stanic – inženýři PARC jednoduše protáhli koaxiální kabel budovou a podle potřeby přidali připojení – a byl schopen přenášet tři miliony bitů za sekundu.
Robert Metcalfe a David Boggs, 1980. léta, několik let poté, co Metcalfe založil 3Com za účelem prodeje technologie Ethernet
Na podzim roku 1974 byl v Palo Alto spuštěn kompletní prototyp kanceláře budoucnosti – první várka počítačů Alto s kreslicími programy, e-mailem a textovými procesory, prototypem tiskárny od Starkweather a sítí Ethernet k síti. to všechno. Centrální souborový server, který ukládal data, která by se nevešla na místní jednotku Alto, byl jediným sdíleným zdrojem. PARC zpočátku nabízel ethernetový ovladač jako volitelné příslušenství pro Alto, ale když byl systém spuštěn, bylo jasné, že jde o nezbytnou součást; Koaxiálním kabelem proudil nepřetržitý proud zpráv, mnoho z nich vycházelo z tiskárny – technické zprávy, poznámky nebo vědecké články.
Ve stejné době jako vývoj Alto se další projekt PARC pokusil posunout myšlenky sdílení zdrojů novým směrem. PARC Online Office System (POLOS), vyvinutý a implementovaný Billem Englishem a dalšími uprchlíky z projektu Doug Engelbart's Online System (NLS) ve Stanford Research Institute, sestával ze sítě mikropočítačů Data General Nova. Ale spíše než věnování každého jednotlivého stroje konkrétním potřebám uživatelů, POLOS mezi nimi převáděl práci, aby co nejefektivněji sloužil zájmům systému jako celku. Jeden stroj mohl generovat obrázky pro uživatelské obrazovky, jiný zpracovávat provoz ARPANET a třetí zvládat textové procesory. Složitost a náklady na koordinaci tohoto přístupu se však ukázaly jako nadměrné a systém se zhroutil vlastní vahou.
Mezitím nic neukázalo Taylorovo emocionální odmítnutí přístupu k síti sdílení zdrojů lépe než jeho přijetí projektu Alto. Alan Kay, Butler Lampson a další autoři Alto přinesli veškerý výpočetní výkon, který uživatel mohl potřebovat, do vlastního nezávislého počítače na svém stole, o který se nemusel s nikým dělit. Funkcí sítě nebylo poskytovat přístup k heterogenní sadě počítačových zdrojů, ale přenášet zprávy mezi těmito nezávislými ostrovy, případně je ukládat na nějakém vzdáleném břehu - pro tisk nebo dlouhodobou archivaci.
Přestože e-mail i ALOHA byly vyvinuty pod záštitou ARPA, nástup Ethernetu byl v 1970. letech jedním z několika příznaků, že počítačové sítě se staly příliš velkými a rozmanitými na to, aby v oboru ovládla jediná společnost, což je trend, který budeme sledovat to v dalším článku.
Co jiného číst
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Zdroj: www.habr.com