Andre artikler i cyklen:
- Historien om relæet
- Historien om elektroniske computere
- Historien om transistoren
- Internettets historie
I første halvdel af 1970'erne gik økosystemet af computernetværk væk fra sin oprindelige forfader ARPANET og voksede i flere forskellige retninger. Brugere af ARPANET opdagede en ny applikation, e-mail, som blev den primære aktivitet på nettet. Iværksættere udgav deres egne versioner af ARPANET til at betjene kommercielle brugere. Forskere verden over, fra Hawaii til Europa, udviklede nye typer netværk for at imødekomme behov eller rette fejl, som ARPANET ikke havde taget højde for.
Næsten alle deltagere i denne proces gik væk fra det oprindeligt fastsatte mål for ARPANET — at sikre fælles adgang til computere og programmer for et broget spektrum af forskningscentre, som hver især havde deres egne særlige ressourcer. Computernetværk blev først og fremmest et middel til at forbinde mennesker med hinanden eller med fjerntliggende systemer, der fungerede som kilder eller affaldssteder for menneskelig læsbar information, såsom informationsdatabaser eller printere.
Denne mulighed blev forudset af Licklider og Robert Taylor, selvom de ikke havde dette mål for øje, da de startede de første netværkseksperimenter. Deres artikel fra 1968 "Computeren som kommunikationsenhed" mangler den energi og tidløse kvalitet af en profetisk milepæl i datamatikkens historie, som man finder i Vannevar Bushs artikler "" eller Turing "Computermaskiner og intelligens". Ikke desto mindre indeholder den et profetisk fragment om det sociale interaktionsnet, som computerne væver. Licklider og Taylor beskrev en nærtstående fremtid, hvor:
Du vil ikke sende breve eller telegrammer; du vil blot angive mennesker, hvis filer skal forbindes med dine, og hvilke dele af filerne der skal forbindes, og muligvis bestemme graden af hastighed. Du vil sjældent ringe, du vil bede netværket forbinde dine konsoller.
Der vil være funktioner og tjenester tilgængelige online, som du kan abonnere på, samt andre tjenester, som du vil benytte efter behov. Den første gruppe vil omfatte konsultationer om investeringer og skatter, udvælgelse af information inden for dit arbejdsområde, annoncering om kulturelle, sportslige og underholdningsbegivenheder, der er relevante for dine interesser osv.
(Sandt nok blev det også beskrevet i deres artikel, hvordan arbejdsløshed vil forsvinde på planeten, da alle mennesker i sidste ende bliver programmører, der servicerer netværkets behov og arbejder med interaktiv fejlfinding af programmer.)
Den første og vigtigste komponent i denne fremtid med computerstyrede systemer – e-mail – spredte sig som en virus gennem ARPANET i 1970'erne og begyndte at erobre hele verden.
For at forstå, hvordan e-mail udviklede sig i ARPANET, er det først nødvendigt at forstå, hvilken vigtig ændring der greb om sig i netværkets beregningssystemer i begyndelsen af 1970'erne. Da ARPANET blev første gang overvejet i midten af 1960'erne, havde udstyret og de styresystemer, der stod ved hver af punkterne, næsten intet til fælles. Mange punkter fokuserede på specielle, unikke systemer, såsom Multics på MIT, TX-2 i Lincoln Lab og ILLIAC IV, der blev bygget ved University of Illinois.
Men allerede i 1973 havde landskabet af computersystemer, der var tilsluttet netværket, fået en betydelig ensartethed, takket være den voldsomme succes hos Digital Equipment Corporation (DEC) og deres indtræden på markedet for videnskabelig computing (det var grundlagt af Ken Olsen og Harlan Anderson baseret på deres erfaring med TX-2 i Lincoln Lab). DEC udviklede mainframe , der blev lanceret i 1968 og sikrede pålidelig tidsdeling for små organisationer, ved at tilbyde en hel række værktøjer og programmeringssprog indbygget for at lette tilpasningen af systemet til specifikke behov. Det var præcis, hvad de videnskabelige centre og forskningslaboratorier dengang havde brug for.
Se, hvor mange PDP der er her!
BBN, som stod for understøttelse af ARPANET, gjorde dette sæt endnu mere attraktivt ved at skabe operativsystemet Tenex, som tilføjede sidebaseret virtuel hukommelse til PDP-10. Dette gjorde det væsentligt lettere at administrere og bruge systemet, da det ikke længere var nødvendigt at tilpasse sæt af kørende programmer til den tilgængelige hukommelse. BBN leverede Tenex gratis til andre ARPA-noder, og snart blev dette OS dominerende i netværket.
Men hvordan hænger alt dette sammen med e-mail? Brugere af tidsdelte systemer var allerede bekendte med elektroniske beskeder, da de fleste af disse systemer i slutningen af 1960'erne tilbød postkasser af en eller anden art. De leverede en form for intern post, og breve kunne kun udveksles mellem brugere af det samme system. Den første person, der tog fordel af netværket til at sende post fra én maskine til en anden, var Ray Tomlinson, ingeniør fra BBN og en af skaberne af Tenex. Han havde allerede skrevet programmet SNDMSG til at sende post til en anden bruger af det samme Tenex-system og programmet CPYNET til at sende filer over netværket. Det eneste der manglede, var lidt fantasi, og han kunne se, hvordan man kombinerede disse to programmer for at skabe netværkspost. I de tidligere programmer var det kun nødvendigt at angive brugernavnet for at identificere modtageren, så Tomlinson fandt på at kombinere navnet på den lokale bruger med navnet på værten (lokal eller fjern), adskilt af symbolet @, og derved få en unik e-mailadresse for hele netværket (tidligere blev symbolet @ sjældent brugt, primært til at angive priser: 4 kager @ $2 per stk.).
Ray Tomlinson i sine senere år, med hans karakteristiske tegn @ i baggrunden.
Tomlinson begyndte at teste sit nye program lokalt i 1971, og i 1972 blev hans netværksversion SNDMSG en del af den nye udgivelse af Tenex, hvilket gjorde det muligt for Tenex-mail at bryde grænserne for en enkelt node og sprede sig over hele netværket. Det store antal maskiner, der kørte Tenex, gav en hybride program til Tomlinson straks adgang til en stor del af ARPANET-brugerne, og e-mail fik straks succes. Ret hurtigt inkluderede ledelsen hos ARPA brugen af e-mail i deres dagligdag. Stephen Lukaszik, direktør for ARPA, var en af de første brugere, ligesom Larry Roberts, der stadig var leder af informatikafdelingen i agenturet. Denne vane overgik uundgåeligt til deres underordnede, og snart blev e-mail en af de grundlæggende fakta i livet og kulturen på ARPANET.
Tomlinsons mailprogram førte til mange forskellige imitationer og nye udviklinger, da brugerne søgte måder at forbedre dets rudimentære funktionalitet. Størstedelen af de første innovationer fokuserede på at rette op på manglerne i programmet til læsning af beskeder. Da mailen gik ud over én enkelt computer, begyndte mængden af beskeder modtaget af aktive brugere at stige i takt med netværkets vækst, og den traditionelle tilgang til indgående beskeder som blot tekst blev ineffektiv. Selv Larry Roberts, der ikke kunne håndtere den overvældende strøm af indkommende beskeder, skrev sit eget program til indbakken kaldet RD. Men i midten af 1970'erne var programmet MSG, skrevet af John Vittal fra University of Southern California, langt den mest populære. Muligheden for automatisk at udfylde emne- og modtagerfelter i udgående beskeder baseret på indkommende med blot et klik var en given. Men det var faktisk Vittals MSG-program, der først introducerede denne fantastiske mulighed for at 'svare' på en besked i 1975; det var også en del af programpakken for Tenex.
Mangfoldet af sådanne forsøg krævede indførelse af standarder. Og dette var den første, men langt fra den sidste lejlighed, hvor det netværksmæssige computerfællesskab måtte udvikle standarder bagud i tid. I modsætning til de grundlæggende protokoller i ARPANET eksisterede der allerede mange varianter af e-mail i naturen, før der var nogen standarder. Uundgåeligt opstod der uoverensstemmelser og politiske spændinger, som koncentrerede sig om de vigtigste dokumenter, der beskrev e-mailstandarden, RFC 680 og 720. Især blev brugere af operativsystemer, der var forskellige fra Tenex, irriteret over, at antagelserne i forslagene var knyttet til Tenex’ særlige funktioner. Konflikten tog aldrig overhånd – alle brugere af ARPANET i 1970'erne var stadig en del af et relativt lille videnskabeligt fællesskab, og uenighederne var ikke så store. Men det var et eksempel på fremtidige kampe.
Den uventede succes med e-mail blev den vigtigste begivenhed i udviklingen af det programmatiske lag af netværket i 1970'erne – det mest abstrakte lag, der var uafhængigt af de fysiske detaljer i netværket. Samtidig tog andre mennesker skridtet til at redefinere det fundamentale 'kommunikationslag', hvor bit flydede fra én maskine til en anden.
ALOHA
I 1968 ankom Norm Abramson fra Californien til Hawaii Universitet for at påtage sig en kombineret stilling som professor i elektroteknik og datalogi. Universitetet havde en hovedcampus på Oahu og en ekstra i Hilo samt flere community colleges og forskningscentre spredt over øerne Oahu, Kauai, Maui og Hawaii. Mellem dem strakte hundreder af kilometer vand og bjergrigt terræn sig. På hovedcampus arbejdede en kraftfuld IBM 360/65, men det var ikke så nemt at bestille en dedikeret linje fra AT&T, der forbinder den med en terminal placeret på et af de offentlige colleges, som det var på fastlandet.
Abramson var ekspert i radarsystemer og informationsteori, og han arbejdede engang som ingeniør hos Hughes Aircraft i Los Angeles. Hans nye omgivelser, med alle deres fysiske problemer relateret til kablede datatransmissioner, inspirerede Abramson til en ny idé – hvad nu hvis radioen ville være en bedre måde at forbinde computere på end telefonisystemet, som trods alt blev udviklet til at transmittere stemme og ikke data?
For at teste sin idé og skabe et system, han kaldte ALOHAnet, fik Abramson finansiering fra Bob Taylor hos ARPA. I sin oprindelige form var det slet ikke et computernetværk, men en metode til kommunikation mellem fjernterminaler med et enkelt tidsdelingssystem designet til en IBM-computer, der lå på Oahu-campus. Ligesom med ARPANET havde det en dedikeret minicomputer til at behandle pakker, der var sendt og modtaget af en 360/65-maskine – Menehune, den hawaiianske ækvivalent til IMP. ALOHAnet kom dog ikke ind i besværet med at rute pakker mellem forskellige punkter, som det blev gjort i ARPANET. I stedet sendte enhver terminal, der ønskede at sende en besked, blot den ud i luften på en dedikeret frekvens.
ALOHA-netværket blev fuldt udviklet i slutningen af 1970'erne med flere computere i netværket
Den traditionelle ingeniørmetode til at bearbejde en sådan fælles transmissionsbånd var at skære det op i sektioner med opdeling af tid eller frekvenser, og tildele hver terminal en sektion. Men for at behandle meddelelser fra hundreder af terminaler i et sådant system ville det kræve at begrænse hver af dem til en lille del af den tilgængelige båndbredde, men i realiteten kunne kun et par af dem være aktive ad gangen. Men i stedet besluttede Abramson at lade terminalerne sende meddelelser samtidigt uden hindring. Hvis to eller flere meddelelser overlapper hinanden, opdagede den centrale computer dette ved hjælp af fejlkorrektionkoder og accepterede simpelthen ikke disse pakker. Uden modtagelse af bekræftelse på modtagelse af pakkerne prøvede afsenderne at sende dem igen efter en tilfældig periode. Abramson anslog, at et så simpelt arbejdsprotokol kunne støtte op til flere hundrede samtidige arbejdende terminaler, og på grund af adskillige overlappende signaler ville 15% af båndbredden blive udnyttet. Dog viste det sig, at når netværket blev udvidet, ville hele systemet falde i kaos af støj.
Fremtidens kontor
Begrebet "pakke-broadcasting" fra Abramson vakte oprindeligt ikke meget opmærksomhed. Men efter nogle år blev det genoplivet - og denne gang på fastlandet. Dette skyldtes et nyt forskningscenter i Palo Alto etableret af Xerox (PARC), der åbnede i 1970 lige ved siden af Stanford Universitet, i et område, der for nylig var blevet kaldt "Silicon Valley". Nogle af Xerox' patenter inden for xerografi var lige ved at udløbe, så firmaet stod over for risikoen for at blive fanget i sin egen succes, ikke tilpasset til den kommende vækst inden for computerteknologi og integrerede kredsløb. Jack Goldman, lederen af Xerox' forskningsafdeling, overbeviste de store chefer om, at det nye laboratorium - adskilt fra hovedkontorets indflydelse, indrettet i et behageligt klima med gode lønninger - ville tiltrække det nødvendige talent for at virksomheden kunne forblive i front med at udvikle fremtidens informationsarkitektur.
PARC har helt klart haft succes med at tiltrække de bedste talenter inden for datalogi, ikke kun på grund af arbejdsforholdene og de generøse lønninger, men også takket være tilstedeværelsen af Robert Taylor, der i 1966 lancerede ARPANET-projektet som leder af ARPAs afdeling for informationsteknologi. , en temperamentsfuld og ambitiøs ung ingeniør og datalog fra Brooklyn, var en af dem, der kom til PARC gennem forbindelser med ARPA. Han sluttede sig til laboratoriet i juni 1972 efter at have arbejdet deltid som kandidatstuderende for ARPA, hvor han opfandt et interface til at forbinde MIT med netværket. Da han blev ansat i PARC, forblev han stadig en 'formidler' for ARPANET – han rejste rundt i landet, hjalp med at forbinde nye punkter til netværket og forberedte sig også på ARPAs præsentation ved den internationale konference om computerkommunikation i 1972.
Blandt de projekter, der cirkulerede i PARC på det tidspunkt, Metcalfe ankom, var Taylor's foreslåede plan om at forbinde dusinvis, eller endda hundredvis, af små computere til netværket. År for år faldt både omkostningerne og størrelsen på computere i overensstemmelse med den ukuelige vilje . Ingeniører fra PARC, der så ind i fremtiden, forudså, at hver kontorarbejder i ikke så fjern fremtid ville have sin egen computer. Som led i denne idé udviklede og skabte de den personlige computer Alto, hvis kopier blev givet til hver forsker i laboratoriet. Taylor, der i de foregående fem år kun havde styrket sin tro på nyttigheden af et datanetværk, ønskede også at forbinde alle disse computere sammen.
Alto. Selve computeren er placeret nederst i et skab, der er på størrelse med et mini-køleskab.
Da Metcalfe ankom til PARC, påtog han sig opgaven med at forbinde laboratoriets PDP-10-klon til ARPANET, og fik hurtigt et ry som 'netværksmand'. Så da Taylor havde brug for et netværk af Alto, henvendte hans assistenter sig til Metcalfe. Ligesom computerne i ARPANET havde Alto-computerne i PARC stort set ikke noget at sige til hinanden. Derfor blev en interessant anvendelse af netværket igen at muliggøre kommunikation mellem mennesker – i dette tilfælde i form af ord og billeder, der blev trykt med laser.
Den centrale idé bag laserprinteren opstod ikke i PARC, men på østkysten, i det oprindelige Xerox-laboratorium i Webster, New York. Her beviste fysikeren Gary Starkweather, at en koherent laserstråle kunne bruges til at deaktivere den elektriske ladning på xerografitromlen, præcis som det diffuse lys, der blev anvendt i fotokopiering indtil da. Strålen, når den er korrekt moduleret, kan tegne et billede med vilkårlig detaljegrad på tromlen, som derefter kan overføres til papir (da kun de ubelastede områder af tromlen fanger toner). En sådan maskine styret af en computer ville være i stand til at producere enhver kombination af billeder og tekst, som en person kunne forestille sig, og ikke blot reproducere eksisterende dokumenter som en fotokopimaskine. Dog fik Starkweathers vilde idéer ikke støtte fra hverken hans kolleger eller hans ledelse i Webster, så han flyttede til PARC i 1971, hvor han mødte et meget mere interesseret publikum. Muligheden for, at laserprinteren kan udskrive vilkårlige billeder punkt for punkt, gjorde den til den perfekte partner for workstation Alto med dens monochrome pixelgrafik. Med laserprinteren kunne en halv million pixels på brugerens skærm blive sendt direkte til papir med perfekt skarphed.
Bitmønster på Alto. Der var ingen, der før havde set noget lignende på computerskærme.
Cirka et år senere, efter at have fået hjælp fra flere ingeniører fra PARC, løste Starkweather de grundlæggende tekniske problemer og byggede en fungerende prototype af laserprinteren på chassiset af Xerox 7000. Den kunne printe sider med samme hastighed – en per sekund – og med en opløsning på 500 punkter per tomme. Symbolgeneratoren, der var indbygget i printeren, printede tekst med forudindstillede skrifttyper. Vilkårlige billeder (forskellige fra dem, der kunne skabes fra skrifttyper) blev på det tidspunkt ikke understøttet, så netværket behøvede ikke at transmittere 25 millioner bits per sekund til printeren. Alligevel ville det kræve en utrolig båndbredde for tiden for fuldt ud at udnytte printeren – da 50.000 bits per sekund var grænsen for, hvad ARPANET kunne klare.
Anden generations PARC-laserprinter, Dover (1976)
Alto Aloha-netværket
Og hvordan kunne Metcalfe fylde dette hastighedsgab? Vi er tilbage ved ALOHAnet – det viste sig, at Metcalfe var bedre til at forstå pakkebaseret broadcasting end nogen anden. Et år før, om sommeren, mens han var i Washington med Steve Crocker i forbindelse med ARPA, studerede Metcalfe materialer fra den kommende efterårs computer konference og stødte på Abramsons arbejde om ALOHAnet. Han forstod straks genialiteten af den grundlæggende idé og det, at dens implementering ikke var tilstrækkeligt god. Ved at foretage nogle ændringer i algoritmen og dens antagelser – for eksempel ved at få sendere til først at lytte til kanalen, mens de ventede på, at den blev ryddet, før de forsøgte at sende meddelelser, samt eksponentielt at øge gen-sendesintervallet i tilfælde af en overfyldt kanal – kunne han opnå en båndbreddeudnyttelse på 90%, i stedet for 15%, som beregnet af Abramson. Metcalfe tog en kort ferie, rejste til Hawaii, hvor han inkluderede sine ideer om ALOHAnet i en revideret version af sin doktorafhandling, efter at Harvard havde afvist den oprindelige version for manglende teoretisk grundlag.
Først kaldte Metcalfe sin plan for implementering af pakkebaseret broadcasting i PARC "ALTO ALOHA-netværket". Derefter omdøbte han det i en memo fra maj 1973 til Ether Net [æthernet], med henvisning til det lysende æter, en fysisk idé fra det 19. århundrede om en substans, der overfører elektromagnetisk stråling. "Det vil fremme netværkets udbredelse," skrev han, "og hvem ved, hvilke andre signaloverførselsmetoder der viser sig at være bedre end kabler til et broadcasts-netværk; måske vil det være radiobølger, telefonledninger, strøm, kabel-tv med frekvenskomprimering, mikrobølger eller deres kombinationer."
Udkast fra Metcalfes memo fra 1973
Siden juni 1973 har Metcalfe arbejdet sammen med en anden ingeniør fra PARC, David Boggs, på at omsætte sin teoretiske idé om et nyt højhastighedsnetværk til et fungerende system. I stedet for at transmittere signaler via luft som ALOHA, begrænsede han radiospektret med koaksialkabler, hvilket drastisk øgede båndbredden sammenlignet med den begrænsede frekvensbane hos Menehune. Den fysiske overførsel var helt passiv og krævede ingen routere til at rute beskeder. Den var billig og gjorde det nemt at forbinde hundreder af arbejdsstationer – PARC's ingeniører trak simpelthen koaksialkablet gennem bygningen og tilføjede forbindelser efter behov – og kunne transmittere op til tre millioner bits per sekund.
Robert Metcalfe og David Boggs, 1980'erne, nogle år efter at Metcalfe grundlagde 3Com for at sælge Ethernet-teknologi.
I efteråret 1974 blev der i Palo Alto implementeret og fungerede en færdig prototype af fremtidens kontor – den første batch af Alto-computere, med tegneprogrammer, e-mails og tekstbehandlingsprogrammer, en prototype-printer fra Starckweiser og et Ethernet-netværk til at forbinde det hele. Den centrale filserver, som opbevarede data, der ikke kunne være på den lokale Alto-disk, var den eneste fælles ressource. Oprindeligt tilbød PARC Ethernet-controlleren som en ekstra tilbehør til Alto, men da systemet blev lanceret, blev det klart, at det var en nødvendig del; der var en konstant strøm af beskeder via koaksialkablet, mange af dem blev sendt fra printeren – tekniske rapporter, notater eller videnskabelige artikler.
Samtidig med udviklingen af Alto forsøgte endnu et projekt fra PARC at fremme ideerne om ressourceopdeling i en ny retning. "Den online kontorsystem PARC" (POLOS), udviklet og implementeret af Bill English og andre flygtninge fra Doug Engelbarts projekt "Den online system" (NLS) ved Stanford Research Institute, bestod af et net af mikroscomputere fra Data General Nova. Men i stedet for at dedikere hver enkelt maskine til bestemte brugerbehov, blev arbejdet i POLOS fordelt mellem dem for effektivt at betjene systemets interesser som helhed. En maskine kunne generere billeder til brugerens skærme, en anden kunne håndtere ARPANET-trafik, mens den tredje behandlede tekstbehandlere. Men kompleksiteten og omkostningerne ved koordinering i en sådan tilgang viste sig at være overdrevne, og systemet kollapsede under sin egen vægt.
I mellemtiden viste intet bedre den følelsesmæssige afvisning af Taylors tilgang til netværk med ressourceopdeling end hans accept af Alto-projektet. Alan Kay, Butler Lampson og andre forfattere til Alto bragte al den beregningskraft, som brugeren måtte have brug for, til hans uafhængige computer på skrivebordet, som han ikke skulle dele med nogen. Nettets funktion var ikke at give adgang til et heterogent sæt af computerressourcer, men at sende beskeder mellem disse uafhængige øer, eller at opbevare dem på en fjern bred – til udskrivning eller langtidsarkivering.
Selvom både e-mail og ALOHA blev udviklet under overvågning af ARPA, blev fremkomsten af Ethernet et af de få tegn på i 1970'erne, at computerskaber var blevet for store og mangfoldige til, at én enkelt virksomhed kunne dominere på dette område, og denne tendens vil vi spore i den næste artikel.
Yderligere læsning
- 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)
Kilde: habr.com
