Andre artikler i cyklen:
- Historien om relæet
- Historien om elektroniske computere
- Historien om transistoren
- Internettets historie
I midten af 1960'erne efterlignede de første tidsdelte computersystemer i vidt omfang den tidlige historie om de første telefoncentraler. Iværksættere skabte disse centraler for at give abonnenterne mulighed for at benytte sig af taxa-, læge- eller brandmandstjenester. Men abonnenterne opdagede hurtigt, at de lokale centraler også egner sig til kommunikation og socialisering med hinanden. På samme måde blev tidsdelte systemer, der oprindeligt blev skabt for, at brugerne kunne "kald" databehandlingskraft, snart til kommunale centraler med indbyggede beskedudvekslingssystemer. I det næste årti gennemgik computere endnu et skridt i telefonens historie – fremkomsten af forbindelser mellem centraler, der dannede regionale og langdistance netværk.
Protonet
Det første forsøg på at samle flere computere til et større hele var projektet om et netværk af interaktive computere , systemet af den amerikanske luftforsvar. Da hver af de 23 kontrolcentre for SAGE dækkede et bestemt geografisk område, var der brug for en mekanisme til at overføre radarspor fra et center til et andet, når et fremmed luftfartøj krydsede grænsen mellem disse områder. SAGE-udviklerne kaldte denne opgave "mellemfortælling" [cross-telling] og løste den ved at skabe linjer til datatransmission baseret på dedikerede telefonlinjer fra AT&T, som blev trukket mellem alle nærliggende kontrolcentre. Ronald Enitknap, der var medlem af en lille delegation fra de britiske væbnede styrker sendt til SAGE, ledede udviklingen og implementeringen af dette subsystem. Desværre fandt jeg ikke en detaljeret beskrivelse af "mellemfortællings" systemet, men det er klart, at computeren i hvert af kontrolcentrene bestemte, hvornår et spor på radaren gik over i en anden sektor, og sendte sine optegnelser via telefonlinjen til computeren i den sektor, hvor en operatør kunne modtage den i det lokale terminal.
SAGE-systemet havde brug for at oversætte digitale data til et analogt signal på telefonlinjen (og derefter tilbage på modtagerstationen), hvilket gav AT&T mulighed for at udvikle modemmet "Bell 101" (eller dataset, som det først blev kaldt), der kunne transmittere beskedne 110 bits per sekund. Senere blev denne enhed kaldt , på grund af sin evne til at modulere et analogt telefonsignal ved hjælp af et sæt udgående digitale data og demodulere bits fra den indkommende bølge.
Bell 101 dataset
Dermed lagde SAGE en vigtig teknisk grundlag for senere computer-netværk. Men det første computer-netværk, hvis arv var tilstrækkelig langvarig og indflydelsesrig, blev bekendt som ARPANET. I modsætning til SAGE forenede det en heterogen samling af computere, både med tidsdelingsbrug af brugerne og med pakkebehandling af data, hvor hver enkelt havde sit eget særlige sæt af programmer. Netværket blev designet som universelt i skala og funktion og skulle imødekomme enhver brugers behov. Projektet blev finansieret af kontoret for informationsteknik (Information Processing Techniques Office, IPTO), ledet af direktøren , som var afdeling for computerforskning i ARPA. Men selve ideen om et sådant netværk blev opfundet af den første direktør for denne afdeling, Joseph Carl Robnett Licklider.
Idé
Som vi har lært , var Licklider, eller "Lick" for sine kolleger, uddannet psykolog. Men da han arbejdede med radarsystemer i Lincoln-laboratoriet i slutningen af 1950'erne, blev han fascineret af interaktive computere. Denne passion førte til, at han finansierede nogle af de første eksperimenter med computere med tidsdelte adgang, da han i 1962 blev direktør for det netop nystiftede IPTO.
På det tidspunkt drømte han allerede om muligheden for at forbinde isolerede interaktive computere i en større overstruktur. I sit arbejde fra 1960 om "menneske-computer symbiose" skrev han:
Det virker fornuftigt at forestille sig et "tankecenter", der kan samle funktionerne fra moderne biblioteker og potentielle gennembrud inden for lagring og hentning af information samt de symbiotiske funktioner, der er beskrevet ovenfor i dette arbejde. Dette billede kan let skaleres til et netværk af sådanne centre, der er forbundet med bredbåndskommunikationslinjer og tilgængelige for individuelle brugere via lejede telefonlinjer.
Som TX-2 tændte en brændende passion hos Lick for interaktive computere, kunne SAGE muligvis have fået ham til at forestille sig, hvordan forskellige interaktive beregningscentre kunne forbindes, og sikre noget der minder om et telefonnetværk for intellektuelle tjenester. Uanset hvor denne idé opstod, begyndte Lick at sprede den i det forskersamfund, han havde skabt i IPTO, og den mest kendte af disse meddelelser var et notat fra 23. april 1963 adresse til "Medlemmerne og afdelingerne i det intergalaktiske computersnet", det vil sige forskellige forskere, der modtog finansiering fra IPTO til computeradgang med tidsdeling og andre beregningsprojekter.
Notatet ser rodet og kaotisk ud, det er tydeligvis dikteret i hast og ikke redigeret. Derfor, for at forstå, hvad Lick præcist mente om computersnetværk, må man reflektere lidt. Dog skiller nogle punkter sig straks ud. For det første nævner Lick, at "forskellige projekter", der finansieres af IPTO, faktisk tilhører "det samme område". Derefter diskuterer han behovet for at placere penge og projekter for at maksimere fordelene ved denne virksomhed, da hver aktiv forsker i netværket har brug for en softwarebase og udstyr, der er mere komplekst og omfattende, end han selv kan skabe på rimelig tid. Lick konkluderer, at for at nå denne globale effektivitet kræves der nogle personlige indrømmelser og ofre.
Derefter begynder han at diskutere computernetværk (ikke sociale netværk) i detaljer. Han skriver om behovet for et eller andet netværksstyringssprog (det, der senere vil blive kaldt et protokol) og sin drøm om en dag at se et IPTO-computernetværk bestående af "mindst fire store computere, muligvis seks til otte små computere, og et stort udvalg af disk- og båndlagringsenheder - for ikke at nævne fjerntliggende konsoller og teletypestationer". Endelig beskriver han i flere sider et konkret eksempel på, hvordan interaktionen med et sådant computernetværk kunne udvikle sig i fremtiden. Lick forestiller sig en situation, hvor han analyserer nogle eksperimentelle data. "Problemet er, - skriver han, - at jeg ikke har et ordentligt program til at lave grafer. Er der et passende program et eller andet sted i systemet? Ved at bruge netværksovervægtsdoktrinen spørger jeg først den lokale computer og derefter andre centre. Lad os sige, at jeg arbejder hos SDC, og at jeg finder et tilsyneladende passende program på disken i Berkeley." Han anmoder netværket om at udføre dette program, idet han antager, at "med et komplekst netværksstyringssystem skal jeg ikke løse spørgsmålet om at overføre data, så programmerne kan behandle dem et andet sted, eller downloade programmer til mig selv og køre dem til at arbejde med mine data."
Samlet set åbner disse fragmenter af ideer for en større plan, som Licklider har designet: for det første at opdele bestemte specialer og vidensområder mellem forskere, der modtager finansiering fra IPTO, og derefter at bygge et fysisk netværk af IPTO-computere baseret på dette sociale fællesskab. Denne fysiske manifestation af IPTO's "fælles sag" vil give forskerne mulighed for at dele viden og få fordele ved specialiseret udstyr og software på hver arbejdsplads. På denne måde kan IPTO undgå spild af ressourcer og samtidig styrke mulighederne for hver finansieringskrone ved at give hver forsker fra alle IPTO-projekter adgang til det fulde spektrum af beregningskapaciteter.
Denne idé om deling af ressourcer mellem medlemmerne af forskningssamfundet via et kommunikationsnetværk plantede frøene i IPTO, som om få år spirer frem i form af oprettelsen af ARPANET.
På trods af sin militære oprindelse havde ARPANET, der blev skabt i Pentagon, ikke noget militært formål. Nogle gange siges det, at dette netværk blev udviklet som en militær kommunikationsnetværk, der kunne overleve et atomangreb. Som vi senere vil se, er der en indirekte forbindelse mellem ARPANET og et tidligere projekt med et sådant formål, og lederne af ARPA fortalte jævnligt om "forstærkede systemer" for at retfærdiggøre existensen af deres netværk over for Kongressen eller forsvarsministeren. Men i virkeligheden blev ARPANET skabt af IPTO udelukkende til deres interne behov for at støtte fællesskabet af forskere, hvoraf størstedelen ikke kunne retfærdiggøre deres aktivitet ved at arbejde på militære mål.
I mellemtiden, på det tidspunkt hvor han offentliggjorde sit berømte stillingspapir, var Licklider allerede begyndt at planlægge kimen til sit galaktiske netværk, som skulle ledes af fra University of California, Los Angeles (UCLA).
Konsol til SAGE model OA-1008, komplet med en lys-pistol (i enden af ledningen under den gennemsigtige plastlåg), en lighter og en ashttray.
Forudsætninger
Kleinrock var søn af östeuropæiske arbejdsemigranter og voksede op på Manhattan i skyggen af [der forbinder den nordlige del af Manhattan i New York City med Fort Lee i Bergen County, New Jersey / oversættes.]. Mens han gik i skole, tog han om aftenen ekstra lektioner i elektroteknik på City College i New York. Da han hørte om muligheden for at tage en uddannelse på MIT med efterfølgende et semester i Lincoln Laboratory på fuld tid, greb han den ivrigt.
Laboratoriet blev oprettet for at imødekomme behovene fra SAGE, men har siden da bredt sig til mange andre forskningsprojekter, ofte kun indirekte relateret til luftforsvar, hvis de overhovedet havde noget med forsvar at gøre. Blandt dem var "Barnstable Research Project", en foreslået luftvåben koncept for oprettelse af en orbital bælte af metalstrimler (som ), der kunne bruges som et globalt kommunikationssystem. Kleinrock blev betaget af autoriteten af fra MIT, så han besluttede at fokusere på teorien om kommunikationsnetværk. Barnstable's forskning gav Kleinrock den første mulighed for at anvende informationsteori og køteori på datatransmissionsnetværk, og han udvidede denne analyse til en hel afhandling om netværk for meddelelser, ved at kombinere matematisk analyse med eksperimentelle data indsamlet fra simulationer, der kørte på TX-2 computere i Lincoln-laboratorierne. Blandt Kleinrocks nære kolleger i laboratoriet, der også brugte deltidssystemer, var og , som vi vil møde lidt senere.
I 1963 accepterede Kleinrock et jobtilbud fra UCLA, og Licklider så i ham en mulighed. Han var ekspert i datatransmissionsnetværk, der arbejdede tæt på tre lokale datacentre: hovedberegningscentret, sundhedsberegningscentret, og det Vestlige datacenter (et kooperativ af tredive institutioner med fælles adgang til en IBM-computer). Desuden havde seks institutioner fra det Vestlige datacenter fjernforbindelse med computeren via modem, og System Development Corporation (SDC), sponsoreret af IPTO, lå kun få kilometer fra Santa Monica. IPTO bestilte UCLA til at sammenkoble disse fire centre som det første eksperiment i oprettelsen af et computernetværk. Senere, i henhold til planen, kunne forbindelsen med Berkeley studere problemerne forbundet med dataoverførsel over lange afstande.
På trods af den lovende situation mislykkedes projektet, og netværket blev aldrig bygget. Direktørerne for de forskellige UCLA-centre havde ikke tillid til hinanden og troede ikke på projektet, hvilket resulterede i, at de nægtede at overlade kontrollen over de beregningsressourcer til hinanden. IPTO havde stort set ikke nogen indflydelse på situationen, da ingen af datacentrene modtog penge fra ARPA. Dette politiske problem peger på et af de væsentligste spørgsmål i internettets historie. Hvis det er så svært at overbevise de forskellige deltagere om, at oprettelse af forbindelser mellem dem og samarbejde er til alles fordel, hvordan opstod internettet så overhovedet? I de kommende artikler vil vi gentagne gange vende tilbage til disse spørgsmål.
Det andet forsøg fra IPTO på at opbygge et netværk var mere vellykket, muligvis fordi det var meget mindre omfattende – det var en simpel eksperimentel test. I 1965 forlod psykologen og Licklider-eleven Tom Merrill Lincoln-laboratoriet for at forsøge at drage fordel af den generelle opmærksomhed på interaktive computere, idet han startede sin egen virksomhed med at tilbyde delt adgang. Imidlertid, da han ikke fik tilstrækkeligt antal betalende kunder, begyndte han at søge andre indtægtskilder og tilbød til sidst IPTO at ansætte ham til at udføre forskning i computernetværk. Den nye direktør for IPTO, Ivan Sutherland, besluttede at tage en stor og velrenommeret virksomhed som ballast og gav underleverancen til Merrill-firmaet gennem Lincoln-laboratoriet. Fra laboratoriets side blev endnu en gammel kollega fra Kleinrock, Lawrence (Larry) Roberts, udnævnt til at lede projektet.
Roberts, som studerende ved MIT, blev dygtig til at arbejde med computeren TX-0, der blev bygget i Lincoln-laboratoriet. Han sad betaget foran den lysende skærm i timevis og skrev i sidste ende et program, der (klodset) genkendte håndskrevne tegn ved hjælp af neurale netværk. Ligesom Kleinrock arbejdede han til sidst for laboratoriet som en del af sin kandidatuddannelse og løste opgaver relateret til computer grafik og computer vision, for eksempel genkendelse af kanter og generering af tredimensionelle billeder på den større og mere potente TX-2.
Det meste af 1964 fokuserede Roberts primært på arbejdet med billeder. Så mødte han Lick. I november samme år deltog han i en konference om fremtidens computere, sponsoreret af BBC, som blev afholdt på et kursted med varme kilder i Homestead, West Virginia. Der talte han dybt ind i natten med andre konference deltagere og hørte for første gang Licks idé om et intergalaktisk netværk. Der skete noget i Roberts' hoved – han var fremragende til at håndtere computer grafik, men var i sin essens begrænset til én unik computer, TX-2. Selv hvis han kunne dele sin software, ville ingen andre kunne bruge den, da ingen havde det tilsvarende udstyr til at køre det. Den eneste måde for ham at udvide indflydelsen af sit arbejde var at skrive om det i videnskabelige publikationer i håbet om, at nogen kunne reproducere det et sted andetsteds. Han besluttede, at Lick havde ret – netværket var præcis det næste skridt, der skulle tages for at fremskynde forskningen inden for datateknologi.
Og Roberts endte med at arbejde sammen med Merrill, i et forsøg på at forbinde TX-2 fra Lincoln-laboratoriet via en telefonlinje, der gik over hele landet, med SDC-computeren i Santa Monica, Californien. I et eksperimentelt projekt, der tilsyneladende var kopieret fra Lick's memo om 'det intergalaktiske netværk', planlagde de at få TX-2 til at stoppe midt i beregningerne, bruge en automatisk opkaldsenhed til at ringe til SDC Q-32, køre et matrix multiplikationsprogram på den computer, og derefter fortsætte de oprindelige beregninger ved hjælp af dets svar.
Udover betydningen af at anvende dyr og avanceret teknologi til at overføre resultaterne af en simpel matematisk operation over hele kontinentet, skal det også nævnes, at hastigheden for denne proces var frygteligt lav på grund af brugen af telefonnetværket. For at foretage et opkald var det nødvendigt at etablere en dedikeret forbindelse mellem den der ringer og den der besvares, som normalt gik gennem flere forskellige telefonstationer. I 1965 var næsten alle disse elektromechaniske (det var året, hvor AT&T lancerede den første helt elektriske station i Saksauna, New Jersey). Magneter flyttede metalstænger fra et sted til et andet for at sikre kontakt i hver af noderne. Hele processen tog et par sekunder, i løbet af hvilken TX-2 måtte sidde og vente. Derudover var linjerne, der var perfekt tilpasset til samtaler, for støjende til at overføre enkeltbit og havde en meget lav båndbredde (et par hundrede bit per sekund). For en virkelig effektiv intergalaktisk interaktivt netværk var der brug for en anden tilgang.
Merrill-Roberts eksperiment viste ikke praktisk eller nyttiggørelse af det interurbane netværk, men kun dets teoretiske funktionsdygtighed. Men selv dette var tilstrækkeligt.
Løsning
I midten af 1966 blev Robert Taylor den nye, tredje direktør for IPTO, efter Ivan Sutherland. Han var elev af Licklider, som også var psykolog, og kom til IPTO, fordi han tidligere havde administreret forskningen i datateknologi ved NASA. Umiddelbart efter sin ankomst besluttede Taylor, at det var tid til at realisere drømmen om et intergalaktisk netværk; det var ham, der satte projektet i gang, der førte til ARPANET.
Pengene fra ARPA strømmede stadig ind, så Taylor havde ikke problemer med at få yderligere finansiering fra sin chef, Charles Herzfeld. Dog var der en betydelig risiko for fiasko ved denne beslutning. Udover at der i 1965 var ret få forbindelser mellem de modsatte ender af landet, havde ingen tidligere forsøgt at lave noget, der mindede om ARPANET. Man kan huske andre tidlige eksperimenter med at skabe computernetværk. For eksempel opbyggede Princeton og Carnegie-Mellon et netværk af computere med delt adgang i slutningen af 1960'erne i samarbejde med IBM. Den største forskel ved dette projekt var dets ensartethed – der blev brugt helt identiske computere med hensyn til hardware og software.
På den anden side måtte ARPANET håndtere diversitet. I midten af 1960'erne finansierede IPTO mere end ti organisationer, hver med en computer, men de arbejdede alle på forskellig hardware og med forskellig software. Muligheden for at dele software var sjælden, selv blandt forskellige modeller fra samme producent – det blev kun gennemført med den nyeste serie af IBM System/360.
Diversiteten af systemer udgjorde en risiko, der tilsatte betydelig teknisk kompleksitet til udviklingen af netværket, samt muligheden for ressourceopdeling i Licklider-stil. For eksempel byggede University of Illinois på det tidspunkt en massiv supercomputer med penge fra ARPA . Taylor fandt det usandsynligt, at lokale brugere fra Urbana-Champaign kunne få fuldt udbytte af ressourcerne fra denne enorme maskine. Selv systemer, som var betydeligt mere beskedne – TX-2 i Lincoln Laboratory og Sigma-7 i UCLA – kunne normalt ikke dele software med hinanden på grund af grundlæggende inkompatibilitet. Muligheden for at overvinde disse begrænsninger ved at få direkte adgang til software fra én node, mens man var på en anden, var tiltalende.
I arbejdet, der beskriver dette netværkseksperiment, antydede Merrill og Roberts, at sådan ressourceudveksling ville føre til noget, der mindede om for beregningsnoder:
Netværksopbygning kan føre til en vis specialisering af de samarbejdende knudepunkter. Hvis knude X, på grund af tilstedeværelsen af specialiseret software eller hardware, f.eks. særligt excellerer i matrixinversion, kan man forvente, at brugerne af andre knudepunkter i netværket vil udnytte denne mulighed ved at invertere deres matrixer på knude X i stedet for at gøre det på deres personlige computere.
Taylor havde en anden motivation for at implementere et netværk med ressourceopdeling. Indkøbet af en ny IPTO-computer med alle de funktioner, som forskerne på denne knude nogensinde kunne få brug for, var en dyr affære, og som IPTO's portefølje voksede med nye knudepunkter, blev budgettet stadigt mere stramt. Ved at forbinde alle finansierede IPTO-systemer i et netværk ville man kunne tilbyde nye modtagere af midler mere beskedne computere, eller endda helt undgå at købe dem. De kunne benytte de nødvendige computerressourcer på fjerntliggende knudepunkter med overflod af ressourcer, mens hele netværket fungerede som et offentligt reservoir for software og hardware.
Efter projektets lancering og sikring af finansiering var det sidste betydningsfulde bidrag fra Taylor til ARPANET valget af en person, som direkte skulle arbejde på at udvikle systemet og sørge for, at det blev implementeret. Det oplagte valg var Roberts. Hans ingeniørkundskaber var uden tvivl, han var allerede et anerkendt medlem af IPTO-forskningsmiljøet, og han var en af de få personer med reel erfaring i udvikling og opbygning af computernetværk, der fungerede på store afstande. Derfor ringede Taylor i efteråret 1966 til Roberts og bad ham komme fra Massachusetts for at arbejde på ARPA i Washington.
Men det var svært at overbevise ham. Mange vejledere i IPTO var skeptiske over for Robert Taylors lederskab og betragtede det som overfladisk. Ja, Licklider var også psykolog, havde ikke en ingeniøruddannelse, men han havde i det mindste en doktorgrad og visse anerkendelser som en af faderne til interaktive computere. Taylor var en ukendt person med en kandidatgrad. Hvordan skulle han kunne lede det komplekse tekniske arbejde i IPTO? Roberts var også blandt disse skeptikere.
Men kombinationen af ris og ros gjorde sin gavn (de fleste kilder angiver, at risene overvejede i fraværet af ros). På den ene side lagde Taylor pres på Roberts' chef i Lincoln-laboratoriet ved at minde ham om, at en stor del af laboratoriets finansiering nu kom fra ARPA, og derfor burde han overbevise Roberts om fordelene ved dette forslag. På den anden side tilbød Taylor Roberts en nyligt oprettet titel som "seniorforsker", der ville rapportere direkte til ARPAs vice direktør gennem Taylor, og som også ville være Taylors efterfølger som direktør. Under disse betingelser accepterede Roberts at engagere sig i ARPANET-projektet. Det var tid til at gøre ideen om ressourcefordeling til virkelighed.
Yderligere læsning
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner og Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Arthur Norberg og Julie O’Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing for the Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: J.C.R. Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Kilde: habr.com
