Vor 50 Jahren wurde in Raum 3420 das Internet geboren

Dies ist die Geschichte der Entstehung von ARPANET, dem revolutionären Vorläufer des Internets, erzählt von den Beteiligten.

Als ich zum Boulter Hall des California Institute of Technology in Los Angeles (UCLA) kam, ging ich die Treppe zum dritten Stock hinauf, auf der Suche nach Raum Nr. 3420. Und dann betrat ich ihn. Von draußen sah er nicht besonders aus.

Doch vor 50 Jahren, am 29. Oktober 1969, geschah dort etwas Monumentales. Der Doktorand Charlie Klein, der an einem ITT Teletype-Terminal saß, führte die erste digitale Datenübertragung für Bill Duvall durch, einen Wissenschaftler, der an einem anderen Computer am Stanford Research Institute (heute bekannt als SRI International) saß, ganz auf der anderen Seite Kaliforniens. So begann die Geschichte ARPANET, eines kleinen Netzwerks aus akademischen Computern, das zum Vorläufer des Internets wurde.

Es kann nicht gesagt werden, dass dieser kurze Akt der Datenübertragung damals weltweit Aufsehen erregte. Selbst Klein und Duval konnten ihre Errungenschaft nicht vollständig würdigen: „Ich kann mich nicht an etwas Besonderes an diesem Abend erinnern, und ich habe damals definitiv nicht verstanden, dass wir etwas Besonderes gemacht haben“, sagt Klein. Ihre Verbindung jedoch wurde zum Beweis für die Realisierbarkeit eines Konzepts, das letztendlich praktisch allen Menschen mit einem Computer Zugang zu fast allen Informationen der Welt ermöglichte.

Heute ist alles, von Smartphones bis zu automatischen Garagentüren, Teil des Netzwerks, das aus dem entstand, was Klein und Duval an diesem Tag getestet haben. Es ist eine Geschichte wert, zuzuhören, wie sie die ersten Regeln für die Übertragung von Bytes um die Welt festlegten – besonders, wenn sie sie selbst erzählen.

„Damit das nicht nochmal passiert“

Und im Jahr 1969 halfen viele Menschen Klein und Duval, den Durchbruch am Abend des 29. Oktober zu erreichen – einschließlich des Professors von UCLA Leonard Kleinrock, mit dem ich, neben Klein und Duval, beim 50-jährigen Jubiläum gesprochen habe. Kleinrock, der immer noch an der Universität arbeitet, erzählte, dass ARPANET In gewisser Weise war es ein Kind des Kalten Krieges. Als im Oktober 1957 die sowjetische Sputnik-1 am Himmel über den USA blinkte, durchliefen die Schockwellen sowohl die wissenschaftliche Gemeinschaft als auch das politische Establishment.

Zimmer Nr. 3420, die in ihrem Glanz aus dem Jahr 1969 wiederhergestellt wurde

Der Start des Sputnik überraschte die USA „in Unterhosen, und Eisenhower sagte: 'So etwas darf nie wieder passieren'“, erinnerte sich Kleinrock in unserem Gespräch mit ihm, das in Zimmer 3420 stattfand, das jetzt als Kleinrock Historic Internet Center bekannt ist. „Deshalb gründete er im Januar 1958 innerhalb des Verteidigungsministeriums die Advanced Research Projects Agency (ARPA), um STEM – die exakten Wissenschaften, die an US-Universitäten und Forschungslabors gelehrt werden – zu fördern."

Mitte der 1960er Jahre finanzierte die ARPA die Schaffung großer Computer, die von Forschern aus Universitäten und Denkfabriken im ganzen Land genutzt wurden. Der Finanzverantwortliche der ARPA war Bob Taylor, eine Schlüsselperson in der Computerhistorie, der später das PARC-Labor bei Xerox leitete. In der ARPA wurde ihm leider klar, dass all diese Computer in verschiedenen Sprachen kommunizierten und nicht miteinander sprechen konnten.

Taylor hasste es, dass er für den Anschluss an verschiedene entfernte Forschungskomputer unterschiedliche Terminals verwenden musste, von denen jedes über eine eigene dedizierte Leitung verfügte. Sein Büro war mit Teletype-Maschinen vollgestopft.

1969 waren solche Teletype-Terminals ein integraler Bestandteil der Rechengeräte.

„Ich sagte – Kumpel, es ist offensichtlich, was zu tun ist. Statt drei Terminals sollte es ein Terminal geben, das dorthin führt, wo du hin musst,“ erzählte Taylor in einem Interview mit der New York Times im Jahr 1999. – „Diese Idee ist ARPANET.“

Taylor hatte auch praktischen Gründe, ein Netzwerk zu schaffen. Er erhielt ständig Anfragen von Forschern aus dem ganzen Land zur Finanzierung des Kaufs größerer und schnellerer Mainframes. Er wusste, dass ein Großteil der von der Regierung finanzierten Rechenleistung ungenutzt blieb, erklärt Kleinrock. Zum Beispiel konnte ein Forscher alle Möglichkeiten des Computersystems von SRI in Kalifornien maximieren, während ein Mainframe am MIT zur gleichen Zeit, zum Beispiel nach Feierabend an der Ostküste, ungenutzt blieb.

Oder es konnte so sein, dass der Mainframe an einem Ort Software hatte, die an anderen Orten nützlich sein könnte – wie zum Beispiel die erste ihrer Art grafische Software, die mit Mitteln von ARPA an der Universität Utah erstellt wurde. Ohne ein solches Netzwerk, "wenn ich an der UCLA bin und mich mit Grafik beschäftigen möchte, würde ich ARPA um den Kauf einer ähnlichen Maschine bitten," sagt Kleinrock. "Jeder brauchte alles." Bis 1966 war ARPA von solchen Anforderungen müde.

Leonard Kleinrock

Das Problem war, dass all diese Computer in verschiedenen Sprachen kommunizierten. Im Pentagon erklärten die Informatikexperten von Taylor, dass all diese Forschungskomputer mit unterschiedlichen Code-Sätzen arbeiteten. Es gab keine gemeinsame Netzsprache oder Protokolle, mit denen weit voneinander entfernte Computer kommunizieren und Inhalte oder Ressourcen teilen konnten.

Bald änderte sich die Situation. Taylor überzeugte den ARPA-Direktor Charles Herzfeld, eine Million Dollar in die Entwicklung eines neuen Netzwerks zu investieren, das Computer von MIT, UCLA, SRI und anderen Orten miteinander verbinden sollte. Herzfeld fand die Mittel, indem er sie aus dem Programm zur Erforschung ballistischer Raketen abzog. Diese Kosten wurden im Verteidigungsministerium damit gerechtfertigt, dass ARPA den Auftrag hatte, ein «überlebensfähiges» Netzwerk zu schaffen, das weiterhin funktionieren würde, selbst wenn ein Teil davon zerstört wurde – beispielsweise bei einem nuklearen Angriff.

ARPA hat Larry Roberts, einen alten Bekannten von Kleinrock am MIT, eingeladen, um die Projekte von ARPANET zu leiten. Roberts wandte sich an die Arbeiten des britischen Informatikers Donald Davies und des Amerikaners Paul Baran sowie an die von ihnen entwickelten Datenübertragungstechnologien.

Bald darauf lud Roberts Kleinrock ein, an der theoretischen Komponente des Projekts zu arbeiten. Er hatte seit 1962 über die Datenübertragung in Netzwerken nachgedacht, als er noch am MIT tätig war.

„Als Doktorand am MIT entschied ich mich, mich mit folgendem Problem zu beschäftigen: Ich bin von Computern umgeben, aber sie können nicht miteinander kommunizieren, und ich weiß, dass sie das früher oder später müssen“, sagt Kleinrock. „Und niemand beschäftigte sich mit dieser Aufgabe. Alle studierten Informationstheorie und Kodierung.“

Der wichtigste Beitrag von Kleinrock zu ARPANET war die Warteschlangentheorie. Zu dieser Zeit waren die Kommunikationsleitungen analog und konnten von AT&T gemietet werden. Sie arbeiteten über Switches, das heißt, der zentrale Switch stellte eine dedizierte Verbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger her, egal ob es sich um zwei Personen handelte, die telefonierten, oder einen Terminal, der sich mit einem entfernten Hauptrechner verband. Auf diesen Leitungen wurde viel Zeit mit Leerlauf verbracht – wenn niemand Worte sprach oder Bits übertrug.

Die Dissertation von Kleinrock am MIT legte die Konzepte, die im ARPANET-Projekt verwendet wurden.

Kleinrock hielt dies für eine extrem ineffiziente Art, die Kommunikation zwischen Computern herzustellen. Die Warteschlangentheorie bot eine Methode zur dynamischen Aufteilung der Kommunikationsleitungen zwischen Datenpaketen aus verschiedenen Kommunikationssitzungen. In der Unterbrechung der Übertragung eines Paketstroms kann ein anderer Strom denselben Kanal nutzen. Die Pakete, die eine Datenübertragungssitzung bilden (nehmen wir an, eine E-Mail), können ihren Weg zum Empfänger über vier verschiedene Routen finden. Wenn eine Route blockiert ist, wird das Netzwerk die Pakete über eine andere umleiten.

Während unseres Gesprächs in Raum 3420 zeigte mir Kleinrock seine Dissertation, die in einem roten Einband auf einem der Tische lag. Er veröffentlichte seine Forschung 1964 in Buchform.

In einem solchen neuen Netzwerk wurde der Datenverkehr nicht von einem zentralen Switch, sondern von Geräten geleitet, die sich an den Knotenpunkten des Netzwerks befanden. 1969 wurden diese Geräte genannt IMP„Schnittstellen-Nachrichtenprozessoren“. Jede dieser Maschinen war eine angepasste Version des Computers Honeywell DDP-516, die speziell für den Betrieb in schwierigen Bedingungen ausgestattet war.

Den ersten IMP lieferte Kleinrock am ersten Montag im September 1969 nach UCLA. Heute steht er als Monolith in der Ecke von Raum 3420 im Bolter-Hall, wo er in seinen ursprünglichen Zustand restauriert wurde – so, wie er vor 50 Jahren war, als er die ersten Datenübertragungen über das Internet bearbeitete.

„15-Stunden-Arbeitstage, täglich“

Im Herbst 1969 war Charlie Klein Doktorand, der versuchte, einen Abschluss im Ingenieurwesen zu erlangen. Seine Gruppe wurde auf das ARPANET-Projekt umgeschult, nachdem Kleinrock staatliche Mittel für die Entwicklung des Netzwerks erhalten hatte. Im August arbeiteten Klein und andere aktiv an der Vorbereitung der Software für den Mainframe Sigma 7, um ihn mit dem IMP zu verbinden. Da es keinen standardisierten Kommunikationsschnittstelle zwischen Computern und dem IMP gab – Bob Metcalfe und David Boggs erfanden Ethernet erst 1973 – entwickelte die Gruppe ein 5 Meter langes Kabel zur Verbindung der Computer. Jetzt benötigten sie nur noch einen anderen Computer, um Informationen auszutauschen.

Charlie Klein

Das zweite Forschungszentrum, das ein IMP erhielt, war das SRI (dies geschah Anfang Oktober). Für Bill Duval war dieses Ereignis der Beginn der Vorbereitungen für die erste Datenübertragung von UCLA nach SRI auf ihrem SDS 940. Die Teams beider Institute, so sagte er, gaben ihr Bestes, um die erste erfolgreiche Datenübertragung bis zum 21. Oktober zu realisieren.

„Ich trat dem Projekt bei, entwickelte und implementierte die benötigte Software, und es war ein Prozess, wie man ihn manchmal bei der Softwareentwicklung erlebt – 15-Stunden-Arbeitstage, täglich, bis man fertig ist“, erinnert sich er.

Mit dem Näherkommen von Halloween beschleunigte sich die Entwicklungsgeschwindigkeit in beiden Instituten. Die Teams waren bereit, noch bevor die Frist ablief.

„Jetzt hatten wir zwei Knoten, wir mieteten eine Verbindungslinie von AT&T und erwarteten eine erstaunliche Geschwindigkeit von 50.000 Bit pro Sekunde“, sagt Kleinrock. – „Und wir waren bereit, uns einzuloggen.“

„Wir haben den ersten Test für den 29. Oktober angesetzt“, fügt Duval hinzu. – „Zu diesem Zeitpunkt war es eine Pre-Alpha. Und wir dachten – nun gut, wir haben drei Testtage, um alles hochzufahren und einzurichten.“

Am Abend des 29. arbeitete Klein bis spät in die Nacht – genau wie Duval bei SRI. Sie planten, am Abend die erste Nachricht über ARPANET zu übertragen, um niemanden bei der Arbeit zu stören, falls der Computer plötzlich „abstürzt“. In Raum 3420 saß Klein allein vor dem Terminal ITT Teletype, das mit dem Computer verbunden war.

Und das ist, was an diesem Abend passierte – einschließlich eines der historischen Computerabstürze in der Rechenzentrums-Geschichte – laut Klein und Duval.

Klein: Ich habe mich in das Sigma 7 Betriebssystem eingeloggt und dann mein Programm gestartet, das mir erlaubte, einen Testversand von Paketen zum SRI zu initiieren. Währenddessen startete Bill Duval im SRI das Programm zur Annahme eingehender Verbindungen. Und wir kommunizierten gleichzeitig am Telefon.

Zunächst hatten wir einige Probleme. Wir hatten ein Problem mit der Codeübersetzung, da unser System EBCDIC (erweiterter binär-decimaler Informationsaustauschcode) verwendete, ein Standard, der bei IBM und Sigma 7 verwendet wurde. Aber der Computer im SRI verwendete ASCII (Standard-American-Code für den Informationsaustausch), der dann zum Standard für ARPANET und später für die ganze Welt wurde.

Nachdem wir einige dieser kleinen Probleme geklärt hatten, versuchten wir uns anzumelden. Dazu musste man das Wort „login“ eingeben. Das System bei SRI war darauf programmiert, verfügbare Befehle intelligent zu erkennen. Im erweiterten Modus, wenn man zuerst L, dann O und dann G eingab, verstand es, dass man wahrscheinlich LOGIN meinte, und fügte IN automatisch hinzu. Also gab ich L ein.

Ich war am Telefon mit Duval von SRI und sagte: „Hast du L bekommen?“ Er antwortete: „Ja“. Ich sagte, dass ich gesehen hatte, dass L zurückgekommen war und auf meinem Terminal ausgegeben wurde. Und ich drückte O, und er sagte: „’O’ ist angekommen“. Und ich drückte G, und er sagte: „Einen Moment, mein System ist abgestürzt.“

Bill Duval

Nach ein paar Buchstaben kam es zu einem Pufferüberlauf. Das war sehr leicht zu finden und zu beheben, und im Grunde genommen funktionierte danach alles wieder. Ich erwähne das, weil es in dieser Geschichte nicht darum geht. Es geht darum, dass ARPANET funktioniert.

Klein: Er hatte einen kleinen Fehler und hat ihn in etwa 20 Minuten behoben, um alles neu zu starten. Er musste die Software anpassen. Ich musste meine Software noch einmal überprüfen. Er rief mich zurück, und wir haben es noch einmal versucht. Wir haben von vorne begonnen, ich gab L, O, G ein, und diesmal bekam ich die Antwort „I N“.

„Einfach Ingenieure bei der Arbeit“

Die erste Verbindung fand um halb elf abends pazifischer Zeit statt. Danach konnte Klein sich in das von Duval für ihn erstellte Konto auf dem SRI-Computer einloggen und Programme unter Verwendung der Systemressourcen des Computers starten, der 560 km weiter nördlich von UCLA lag. Ein kleiner Teil der ARPANET-Mission war erfolgreich abgeschlossen.

„Zu diesem Zeitpunkt war es bereits spät, also bin ich nach Hause gefahren“, sagte Klein zu mir.

Auf dem Schild im Raum 3420 wird erklärt, was hier passiert ist.

Das Team wusste, dass es Erfolg hatte, dachte jedoch nicht besonders über das Ausmaß des Erfolgs nach. "Das waren einfach Ingenieure bei der Arbeit", sagte Kleinrock. Duval betrachtete den 29. Oktober einfach als einen Schritt in einer größeren und komplexeren Aufgabe, Computer miteinander zu vernetzen. Kleinrocks Arbeit bezog sich darauf, wie Datenpakete im Netzwerk geleitet werden, während die Forscher von SRI daran arbeiteten, woraus ein Paket besteht und wie die Daten darin organisiert sind.

"Im Grunde genommen wurde dort zum ersten Mal das Paradigma geschaffen, das wir heute im Internet mit Verlinkungen zu Dokumenten und all dem, was dazugehört, kennen", sagt Duval. "Wir hatten immer eine Vorstellung von mehreren miteinander verbundenen Arbeitsstationen und Personen. Damals nannten wir sie Wissenszentren, da unsere Ausrichtung akademisch war."

Nur wenige Wochen nach dem ersten erfolgreichen Datenaustausch zwischen Kleinrock und Duval erweiterte sich das ARPA-Netzwerk und schloss Computer der University of California in Santa Barbara und der University of Utah ein. Anschließend wuchs ARPANET in den 1970er und größeren Teilen der 1980er Jahre weiter, indem es immer mehr Regierungs- und Universitätscomputer miteinander verband. Die Konzepte, die in ARPANET entwickelt wurden, fanden später Anwendung im Internet, das wir heute kennen.

Im Jahr 1969 lobte eine Pressemitteilung der UCLA das neue ARPANET. "Während Computernetzwerke noch in den Kinderschuhen stecken," schrieb Kleinrock damals, "werden wir mit der Zunahme ihrer Größe und Komplexität wahrscheinlich die Ausbreitung von 'computerisierten Dienstleistungen' erleben, die genauso wie die heutigen elektrischen und telefonischen Dienste ganze Haushalte und Büros im ganzen Land bedienen werden."

Heute wirkt dieses Konzept ziemlich altmodisch – Datennetze haben nicht nur in Häuser und Büros Einzug gehalten, sondern auch in die kleinsten Geräte des „Internet der Dinge“. Dennoch war Kleinrocks Aussage über „Computerleistungen“ erstaunlich prophetisch, da das moderne kommerzielle Internet erst einige Jahrzehnte später entstand. Diese Idee bleibt auch im Jahr 2019 relevant, wo Computerressourcen bereits in einen ebenso alltäglichen Zustand gelangen, wie es bei Elektrizität der Fall ist.

Solche Jubiläen sind vielleicht eine gute Gelegenheit, nicht nur daran zu denken, wie wir zu unserer Ära der hohen Konnektivität gekommen sind, sondern auch in die Zukunft zu blicken – wie Kleinrock es vermochte – um darüber nachzudenken, in welche Richtung sich das Netzwerk weiterentwickeln könnte.

Quelle: habr.com