Andre artikler i serien:
- Historien om stafetten
- Historien om elektroniske computere
- Transistorens historie
- Internet historie
I løbet af første halvdel af 1970'erne flyttede computernetværkenes økologi sig væk fra sin oprindelige ARPANET-forfader og udvidede sig til flere forskellige dimensioner. ARPANET-brugere opdagede en ny applikation, e-mail, som blev en stor aktivitet på netværket. Iværksættere udgav deres egne varianter af ARPANET for at tjene kommercielle brugere. Forskere over hele verden, fra Hawaii til Europa, har udviklet nye typer netværk for at imødekomme behov eller rette fejl, der ikke er adresseret af ARPANET.
Næsten alle involverede i denne proces bevægede sig væk fra ARPANETs oprindelige formål med at levere delt computerkraft og software på tværs af en broget række forskningscentre, hver med sine egne dedikerede ressourcer. Computernetværk blev primært et middel til at forbinde mennesker med hinanden eller med fjernsystemer, der fungerede som en kilde eller et dump af menneskelig læsbar information, for eksempel med informationsdatabaser eller printere.
Licklider og Robert Taylor forudså denne mulighed, selvom dette ikke var det mål, de forsøgte at opnå, da de lancerede de første netværkseksperimenter. Deres artikel fra 1968 "The Computer as a Communication Device" mangler energien og den tidløse kvalitet af en profetisk milepæl i computerhistorien fundet i Vannevar Bushs artikler ""eller Turings "Computing Machinery and Intelligence". Imidlertid indeholder den en profetisk passage om strukturen af social interaktion vævet af computersystemer. Licklider og Taylor beskrev en nær fremtid, hvor:
Du vil ikke sende breve eller telegrammer; du vil blot identificere de personer, hvis filer skal linkes til dine, og hvilke dele af filerne de skal linkes til, og måske bestemme hastefaktoren. Du vil sjældent foretage telefonopkald; du vil bede netværket om at forbinde dine konsoller.
Netværket vil levere funktioner og tjenester, som du vil abonnere på, og andre tjenester, som du vil bruge efter behov. Den første gruppe vil omfatte investerings- og skatterådgivning, udvælgelse af information fra dit aktivitetsområde, annoncering af kulturelle, sports- og underholdningsbegivenheder, der matcher dine interesser, osv.
(Men deres artikel beskrev også, hvordan arbejdsløshed vil forsvinde på planeten, da alle mennesker i sidste ende vil blive programmører, der tjener netværkets behov og vil være engageret i interaktiv debugging af programmer.)
Den første og vigtigste komponent i denne computerdrevne fremtid, e-mail, spredte sig som en virus over ARPANET i 1970'erne og begyndte at overtage verden.
For at forstå, hvordan e-mail udviklede sig på ARPANET, skal du først forstå den store ændring, der overtog computersystemer i hele netværket i begyndelsen af 1970'erne. Da ARPANET først blev udtænkt i midten af 1960'erne, havde hardwaren og kontrolsoftwaren på hvert sted stort set intet til fælles. Mange punkter koncentrerede sig om specielle engangssystemer, for eksempel Multics ved MIT, TX-2 ved Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, bygget ved University of Illinois.
Men i 1973 havde landskabet af netværksforbundne computersystemer opnået betydelig ensartethed, takket være Digital Equipment Corporations (DEC) vilde succes og dets indtrængen på det videnskabelige computermarked (det var udtænkt af Ken Olsen og Harlan Anderson, baseret på deres erfaring med TX-2 på Lincoln Laboratory). DEC udviklede mainframen , udgivet i 1968, gav pålidelig tidsdeling til små organisationer ved at levere en række værktøjer og programmeringssprog indbygget i det for at gøre det nemt at tilpasse systemet til at passe til specifikke behov. Det var præcis, hvad datidens videnskabelige centre og forskningslaboratorier havde brug for.
Se hvor mange PDP'er der er!
BBN, som var ansvarlig for at understøtte ARPANET, gjorde dette sæt endnu mere attraktivt ved at skabe Tenex-operativsystemet, som tilføjede sidevendt virtuel hukommelse til PDP-10. Dette forenklede i høj grad styringen og brugen af systemet, da det ikke længere var nødvendigt at tilpasse sættet af kørende programmer til den tilgængelige mængde hukommelse. BNN sendte Tenex gratis til andre ARPA-noder, og det blev hurtigt det dominerende operativsystem på netværket.
Men hvad har alt dette med e-mail at gøre? Brugere af time-sharing-systemer var allerede bekendt med elektroniske beskeder, da de fleste af disse systemer leverede postkasser af en slags i slutningen af 1960'erne. De leverede en slags intern post, og breve kunne kun udveksles mellem brugere af samme system. Den første person, der udnyttede at have et netværk til at overføre post fra en maskine til en anden, var Ray Tomlinson, en ingeniør hos BBN og en af forfatterne af Tenex. Han havde allerede skrevet et program kaldet SNDMSG til at sende mail til en anden bruger på det samme Tenex-system, og et program kaldet CPYNET til at sende filer over netværket. Det eneste, han skulle gøre, var at bruge fantasien lidt, og han kunne se, hvordan han kunne kombinere disse to programmer for at skabe netværksmail. I tidligere programmer krævedes kun brugernavnet for at identificere modtageren, så Tomlinson kom på ideen om at kombinere det lokale brugernavn og navnet på værten (lokalt eller eksternt), forbinde dem med @-symbolet og få et e-mail-adresse unik for hele netværket (tidligere blev @-symbolet sjældent brugt, hovedsageligt til prisindikationer: 4 kager @ $2 hver).
Ray Tomlinson i sine senere år med sit signatur @-tegn i baggrunden
Tomlinson begyndte at teste sit nye program lokalt i 1971, og i 1972 blev hans netværksversion af SNDMSG inkluderet i en ny Tenex-udgivelse, der tillod Tenex-mail at udvide sig ud over en enkelt node og spredes over hele netværket. Overfloden af maskiner, der kører Tenex, gav Tomlinsons hybridprogram øjeblikkelig adgang til de fleste ARPANET-brugere, og e-mailen var en øjeblikkelig succes. Ret hurtigt indarbejdede ARPA-ledere brugen af e-mail i hverdagen. Steven Lukasik, direktør for ARPA, var en tidlig adopter, ligesom Larry Roberts, stadig leder af agenturets datalogi-afdeling. Denne vane gik uundgåeligt videre til deres underordnede, og snart blev e-mail en af de grundlæggende fakta i ARPANETs liv og kultur.
Tomlinsons e-mail-program affødte mange forskellige efterligninger og nye udviklinger, da brugerne ledte efter måder at forbedre dets rudimentære funktionalitet. Meget af den tidlige innovation fokuserede på at rette op på brevlæserens mangler. Efterhånden som e-mail bevægede sig ud over grænserne for en enkelt computer, begyndte mængden af e-mails modtaget af aktive brugere at vokse sammen med væksten af netværket, og den traditionelle tilgang til indgående e-mails som almindelig tekst var ikke længere effektiv. Larry Roberts selv, ude af stand til at klare den byge af indgående beskeder, skrev sit eget program til at arbejde med indbakken kaldet RD. Men i midten af 1970'erne var MSG-programmet, skrevet af John Vittal fra University of Southern California, førende med en bred margin i popularitet. Vi tager muligheden for automatisk at udfylde navne- og modtagerfelterne på en udgående besked baseret på den indkommende ved et klik på en knap. Det var dog Vitals MSG-program, der først introducerede denne fantastiske mulighed for at "besvare" et brev i 1975; og det var også inkluderet i sættet af programmer til Tenex.
De mange forskellige forsøg krævede indførelse af standarder. Og det var første, men ikke sidste gang, at det netværksforbundne computersamfund skulle udvikle standarder med tilbagevirkende kraft. I modsætning til de grundlæggende ARPANET-protokoller, før nogen e-mail-standarder dukkede op, var der allerede mange variationer i naturen. Uundgåeligt opstod der kontrovers og politisk spænding, centreret om de vigtigste dokumenter, der beskriver e-mail-standarden, RFC 680 og 720. Især brugere af ikke-Tenex-operativsystemer blev irriterede over, at antagelserne i forslagene var knyttet til Tenex-funktioner. Konflikten eskalerede aldrig for meget – alle ARPANET-brugere i 1970'erne var stadig en del af det samme, relativt lille videnskabelige samfund, og uenighederne var ikke så store. Dette var dog et eksempel på fremtidige kampe.
E-mails uventede succes var den vigtigste begivenhed i udviklingen af netværkets softwarelag i 1970'erne - det lag, der var mest abstraheret fra netværkets fysiske detaljer. Samtidig besluttede andre mennesker at omdefinere det underliggende "kommunikations"-lag, hvor bits flød fra en maskine til en anden.
ALOHA
I 1968 ankom Norma Abramson til University of Hawaii fra Californien for at tage en kombineret stilling som professor i elektroteknik og datalogi. Dets universitet havde et hovedcampus på Oahu og et satellitcampus i Hilo, samt adskillige community colleges og forskningscentre spredt ud over øerne Oahu, Kauai, Maui og Hawaii. Mellem dem lå hundredvis af kilometer vand og bjergrigt terræn. Hovedcampus havde en kraftfuld IBM 360/65, men det var ikke så let at bestille en lejet linje fra AT&T for at forbinde til en terminal på et af community colleges som på fastlandet.
Abramson var ekspert i radarsystemer og informationsteori og arbejdede på et tidspunkt som ingeniør for Hughes Aircraft i Los Angeles. Og hans nye miljø, med alle dets fysiske problemer forbundet med kablet datatransmission, inspirerede Abramson til at komme med en ny idé - hvad nu hvis radio var en bedre måde at forbinde computere på end telefonsystemet, som trods alt var designet til at bære stemme frem for data?
For at teste sin idé og skabe et system, han kaldte ALOHAnet, modtog Abramson finansiering fra Bob Taylor fra ARPA. I sin oprindelige form var det slet ikke et computernetværk, men et medium til at kommunikere fjernterminaler med et enkelt tidsdelingssystem designet til en IBM-computer placeret på Oahu-campus. Ligesom ARPANET havde den en dedikeret minicomputer til at behandle pakker modtaget og sendt af 360/65-maskinen - Menehune, den hawaiiske ækvivalent til IMP. ALOHAnet gjorde dog ikke livet så kompliceret som ARPANET ved at dirigere pakker mellem forskellige punkter. I stedet sendte hver terminal, der ønskede at sende en besked, den simpelthen over luften på en dedikeret frekvens.
Fuldt installeret ALOHAnet i slutningen af 1970'erne, med flere computere på netværket
Den traditionelle tekniske måde at håndtere en sådan almindelig transmissionsbåndbredde var at skære den i sektioner med en opdeling af sendetid eller frekvenser og allokere en sektion til hver terminal. Men for at behandle beskeder fra hundredvis af terminaler ved hjælp af denne ordning, ville det være nødvendigt at begrænse hver af dem til en lille brøkdel af den tilgængelige båndbredde, på trods af at kun få af dem faktisk kunne være i drift. Men i stedet besluttede Abramson ikke at forhindre terminalerne i at sende beskeder på samme tid. Hvis to eller flere meddelelser overlappede hinanden, opdagede den centrale computer dette gennem fejlkorrektionskoder og accepterede simpelthen ikke disse pakker. Uden at have modtaget bekræftelse på, at pakkerne var modtaget, forsøgte afsenderne at sende dem igen, efter at der var gået et tilfældigt tidsrum. Abramson estimerede, at en så simpel driftsprotokol kunne understøtte op til flere hundrede samtidigt opererende terminaler, og på grund af talrige signaloverlapninger ville 15% af båndbredden blive udnyttet. Men ifølge hans beregninger viste det sig, at med en stigning i netværket ville hele systemet falde i kaos af støj.
Fremtidens kontor
Abramsons "pakkeudsendelse"-koncept genererede ikke meget buzz i starten. Men så blev hun født på ny - et par år senere, og allerede på fastlandet. Dette skyldtes Xerox' nye Palo Alto Research Center (PARC), som åbnede i 1970 lige ved siden af Stanford University, i et område, der for nylig havde fået tilnavnet "Silicon Valley". Nogle af Xerox' xerografi-patenter var ved at udløbe, så virksomheden risikerede at blive fanget af sin egen succes ved at være uvillig eller ude af stand til at tilpasse sig stigningen i computer- og integrerede kredsløb. Jack Goldman, leder af Xerox' forskningsafdeling, overbeviste de store chefer om, at det nye laboratorium - adskilt fra hovedkvarterets indflydelse, i et behageligt klima, med gode lønninger - ville tiltrække det talent, der er nødvendigt for at holde virksomheden på forkant med udviklingen af informationsarkitektur. fremtid.
Det lykkedes bestemt for PARC at tiltrække det bedste datalogiske talent, ikke kun på grund af arbejdsforholdene og generøse lønninger, men også på grund af tilstedeværelsen af Robert Taylor, som lancerede ARPANET-projektet i 1966 som leder af ARPA's Information Processing Technology Division. , en brændende og ambitiøs ung ingeniør og datalog fra Brooklyn, var en af dem, der blev bragt til PARC gennem forbindelser med ARPA. Han kom til laboratoriet i juni 1972 efter at have arbejdet på deltid som kandidatstuderende for ARPA, hvor han opfandt en grænseflade til at forbinde MIT med netværket. Efter at have slået sig ned på PARC, forblev han stadig en ARPANET "mægler" - han rejste rundt i landet, hjalp med at forbinde nye punkter til netværket og forberedte sig også til ARPA-præsentationen på 1972 International Computer Communications Conference.
Blandt de projekter, der svævede rundt i PARC, da Metcalf ankom, var Taylors foreslåede plan om at forbinde snesevis eller endda hundredvis af små computere til et netværk. År efter år faldt omkostningerne og størrelsen på computere, idet de adlød en ukuelig vilje . Med et blik på fremtiden forudså ingeniører hos PARC, at i en ikke alt for fjern fremtid ville enhver kontormedarbejder have deres egen computer. Som en del af denne idé designede og byggede de Alto-pc'en, hvoraf kopier blev distribueret til alle forskere i laboratoriet. Taylor, hvis tro på anvendeligheden af computernetværket var blevet stærkere i løbet af de foregående fem år, ønskede også at forbinde alle disse computere sammen.
Alto. Selve computeren er placeret nedenunder, i et skab på størrelse med et minikøleskab.
Da han ankom til PARC, påtog Metcalf opgaven med at forbinde laboratoriets PDP-10-klon til ARPANET og fik hurtigt et ry som en "netværker". Så da Taylor havde brug for et netværk fra Alto, henvendte hans assistenter sig til Metcalf. Ligesom computerne på ARPANET havde Alto-computerne på PARC stort set intet at sige til hinanden. Derfor blev en interessant anvendelse af netværket igen opgaven med at kommunikere mellem mennesker - i dette tilfælde i form af laserprintede ord og billeder.
Nøgleideen til laserprinteren stammer ikke fra PARC, men på den østlige kyst, i det originale Xerox-laboratorium i Webster, New York. Den lokale fysiker Gary Starkweather beviste, at en sammenhængende laserstråle kunne bruges til at deaktivere den elektriske ladning af en xerografisk tromle, ligesom det spredte lys, der blev brugt til fotokopiering indtil det tidspunkt. Strålen, når den er korrekt moduleret, kan male et billede af vilkårlige detaljer på tromlen, som derefter kan overføres til papir (da kun de uopladede dele af tromlen optager toneren). En sådan computerstyret maskine ville være i stand til at producere enhver kombination af billeder og tekst, som en person kunne komme i tanke om, i stedet for blot at gengive eksisterende dokumenter, som en kopimaskine. Starkweathers vilde ideer blev dog ikke støttet af hans kolleger eller hans overordnede hos Webster, så han skiftede til PARC i 1971, hvor han mødte et meget mere interesseret publikum. Laserprinterens evne til at udskrive vilkårlige billeder punkt for punkt gjorde den til en ideel partner til Alto-arbejdsstationen med dens pixelerede monokrome grafik. Ved hjælp af en laserprinter kunne en halv million pixels på brugerens skærm printes direkte på papir med perfekt klarhed.
Bitmap på Alto. Ingen havde nogensinde set noget lignende på computerskærme før.
På omkring et år havde Starkweather med hjælp fra flere andre ingeniører fra PARC elimineret de største tekniske problemer og bygget en fungerende prototype af en laserprinter på chassiset af arbejdshesten Xerox 7000. Den producerede sider med samme hastighed - en side i sekundet - og med en opløsning på 500 punkter pr. tomme. Tegngeneratoren indbygget i printeren udskrev tekst i forudindstillede skrifttyper. Vilkårlige billeder (andre end dem, der kunne oprettes fra skrifttyper) blev endnu ikke understøttet, så netværket behøvede ikke at sende 25 millioner bits i sekundet til printeren. Men for at kunne optage printeren fuldstændigt, ville det have krævet en utrolig netværksbåndbredde til de tider – hvor 50 bits i sekundet var grænsen for ARPANETs muligheder.
Anden generation PARC laserprinter, Dover (1976)
Alto Aloha netværk
Så hvordan udfyldte Metcalf det hastighedsgab? Så vi vendte tilbage til ALOHAnet - det viste sig, at Metcalf forstod packet broadcasting bedre end nogen anden. Året før, i løbet af sommeren, mens Metcalfe var i Washington med Steve Crocker om ARPA-virksomhed, studerede Metcalfe forløbet af den generelle efterårscomputerkonference og stødte på Abramsons arbejde på ALOHAnet. Han indså straks det geniale i grundideen, og at dens gennemførelse ikke var god nok. Ved at foretage nogle ændringer i algoritmen og dens antagelser - for eksempel at få afsendere til at lytte først for at vente på, at kanalen ryddes, før de forsøger at sende beskeder, og også eksponentielt øge retransmissionsintervallet i tilfælde af en tilstoppet kanal - kunne han opnå båndbredde udnyttelsesstriber med 90 %, og ikke med 15 %, som det fremgår af Abramsons beregninger. Metcalfe tog lidt fri for at rejse til Hawaii, hvor han inkorporerede sine ideer om ALOHAnet i en revideret version af sin doktorafhandling, efter at Harvard afviste den originale version på grund af manglende teoretisk grundlag.
Metcalfe kaldte oprindeligt sin plan om at introducere pakkeudsendelse til PARC for "ALTO ALOHA-netværket." Derefter, i et notat fra maj 1973, omdøbte han det til Ether Net, en henvisning til den lysende æter, en fysisk idé fra det XNUMX. århundrede om et stof, der bærer elektromagnetisk stråling. "Dette vil fremme spredningen af netværket," skrev han, "og hvem ved, hvilke andre metoder til signaltransmission vil være bedre end kabel til et udsendelsesnetværk; måske vil det være radiobølger eller telefonledninger eller strøm eller frekvens-multiplex kabel-tv eller mikrobølger eller kombinationer deraf."
Skitse fra Metcalfs notat fra 1973
Fra juni 1973 arbejdede Metcalf sammen med en anden PARC-ingeniør, David Boggs, for at oversætte sit teoretiske koncept for et nyt højhastighedsnetværk til et fungerende system. I stedet for at sende signaler over luften som ALOHA, begrænsede det radiospektret til koaksialkabel, hvilket dramatisk øgede kapaciteten sammenlignet med Menehunes begrænsede radiofrekvensbåndbredde. Selve transmissionsmediet var fuldstændig passivt og krævede ingen routere til at dirigere beskeder. Det var billigt, kunne nemt forbinde hundredvis af arbejdsstationer – PARC-ingeniører kørte simpelthen koaksialkabel gennem bygningen og tilføjede forbindelser efter behov – og var i stand til at bære tre millioner bits i sekundet.
Robert Metcalfe og David Boggs, 1980'erne, et par år efter Metcalfe grundlagde 3Com for at sælge Ethernet-teknologi
I efteråret 1974 var en komplet prototype af fremtidens kontor oppe at køre i Palo Alto - det første parti Alto-computere med tegneprogrammer, e-mail og tekstbehandlingsprogrammer, en prototypeprinter fra Starkweather og et Ethernet-netværk til netværk det hele. Den centrale filserver, som lagrede data, der ikke ville passe på det lokale Alto-drev, var den eneste delte ressource. PARC tilbød oprindeligt Ethernet-controlleren som valgfrit tilbehør til Alto, men da systemet blev lanceret blev det klart, at det var en nødvendig del; Der var en støt strøm af beskeder, der gik ned, mange af dem kom ud af printeren – tekniske rapporter, notater eller videnskabelige artikler.
Samtidig med Alto-udviklingen forsøgte et andet PARC-projekt at skubbe idéer om ressourcedeling i en ny retning. PARC Online Office System (POLOS), udviklet og implementeret af Bill English og andre flygtninge fra Doug Engelbarts Online System (NLS) projekt ved Stanford Research Institute, bestod af et netværk af Data General Nova mikrocomputere. Men i stedet for at dedikere hver enkelt maskine til specifikke brugerbehov, overførte POLOS arbejde mellem dem for at tjene systemets interesser som helhed på den mest effektive måde. En maskine kunne generere billeder til brugerskærme, en anden kunne behandle ARPANET-trafik, og en tredje kunne håndtere tekstbehandlingsprogrammer. Men kompleksiteten og koordineringsomkostningerne ved denne tilgang viste sig at være overdrevne, og ordningen kollapsede under sin egen vægt.
I mellemtiden viste intet Taylors følelsesmæssige afvisning af netværkstilgangen til ressourcedeling bedre end hans omfavnelse af Alto-projektet. Alan Kay, Butler Lampson og de andre Alto-forfattere bragte al den computerkraft, en bruger kunne have brug for, til sin egen uafhængige computer på sit skrivebord, som han ikke behøvede at dele med nogen. Netværkets funktion var ikke at give adgang til et heterogent sæt computerressourcer, men at transmittere beskeder mellem disse uafhængige øer eller gemme dem på en fjern kyst - til udskrivning eller langtidsarkivering.
Selvom både e-mail og ALOHA blev udviklet i regi af ARPA, var fremkomsten af Ethernet et af flere tegn i 1970'erne på, at computernetværk var blevet for store og mangfoldige til, at en enkelt virksomhed kunne dominere feltet, en tendens vi vil følge det i næste artikel.
Hvad skal man ellers læse
- 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: www.habr.com