🥇Histoire d'Internet : ARPANET - Le début

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Au milieu des années 1960, les premiers systèmes informatiques à temps partagé reproduisaient en grande partie l’histoire des premiers commutateurs téléphoniques. Des entrepreneurs ont créé ces commutateurs pour permettre aux abonnés d'utiliser les services d'un taxi, d'un médecin ou d'un pompier. Cependant, les abonnés ont vite découvert que les commutateurs locaux étaient tout aussi adaptés pour communiquer et socialiser entre eux. De même, les systèmes de partage de temps, initialement conçus pour permettre aux utilisateurs de « mobiliser » de la puissance de calcul pour eux-mêmes, ont rapidement évolué vers des commutateurs utilitaires avec messagerie intégrée. Au cours de la prochaine décennie, les ordinateurs connaîtront une autre étape de l'histoire du téléphone : l'émergence d'une interconnexion de commutateurs, formant des réseaux régionaux et longue distance.

Protonet

La première tentative visant à combiner plusieurs ordinateurs en une unité plus grande a été le projet Interactive Computer Network. SAUGE, système de défense aérienne américain. Étant donné que chacun des 23 centres de contrôle du SAGE couvrait une zone géographique spécifique, un mécanisme était nécessaire pour transmettre les traces radar d'un centre à un autre dans les cas où des avions étrangers franchissaient la frontière entre ces zones. Les développeurs de SAGE ont surnommé ce problème « cross-telling » et l'ont résolu en créant des lignes de données basées sur des lignes téléphoniques AT&T louées s'étendant entre tous les centres de contrôle voisins. Ronald Enticknap, qui faisait partie d'une petite délégation des Forces royales envoyée au SAGE, a dirigé le développement et la mise en œuvre de ce sous-système. Malheureusement, je n'ai pas trouvé de description détaillée du système « inter-talk », mais apparemment, l'ordinateur de chacun des centres de contrôle déterminait le moment où la trace radar se déplaçait vers un autre secteur et envoyait ses enregistrements par ligne téléphonique au ordinateur du secteur où il pourrait être reçu, opérateur surveillant le terminal là-bas.

Le système SAGE devait traduire les données numériques en un signal analogique sur la ligne téléphonique (puis vers la station de réception), ce qui a donné à AT&T l'opportunité de développer le modem « Bell 101 » (ou l'ensemble de données, comme on l'appelait au départ) capable de transmettre un modeste 110 bits par seconde. Cet appareil fut appelé plus tard modem, pour sa capacité à moduler un signal téléphonique analogique à l'aide d'un ensemble de données numériques sortantes et à démoduler les bits de l'onde entrante.

Ensemble de données Bell 101

Ce faisant, SAGE a posé une base technique importante pour les réseaux informatiques ultérieurs. Cependant, le premier réseau informatique dont l’héritage fut long et influent était un réseau dont le nom est encore connu aujourd’hui : ARPANET. Contrairement à SAGE, il rassemblait une collection hétéroclite d'ordinateurs, à la fois en temps partagé et en traitement par lots, chacun avec son propre ensemble distinct de programmes. Le réseau a été conçu comme étant universel en termes d'échelle et de fonctionnement, et était censé satisfaire tous les besoins des utilisateurs. Le projet a été financé par l'Office des Techniques de Traitement de l'Information (IPTO), dirigé par le Directeur Robert Taylor, qui était le département de recherche informatique de l'ARPA. Mais l'idée même d'un tel réseau a été inventée par le premier directeur de ce département, Joseph Carl Robnett Licklider.

Idée

Comment avons-nous su plus tôtLicklider, ou « Lick » pour ses collègues, était psychologue de formation. Cependant, alors qu'il travaillait sur les systèmes radar au laboratoire Lincoln à la fin des années 1950, il devint fasciné par les ordinateurs interactifs. Cette passion l'a amené à financer certaines des premières expériences d'ordinateurs à temps partagé lorsqu'il est devenu directeur de la nouvelle IPTO en 1962.

À cette époque, il rêvait déjà de la possibilité de relier des ordinateurs interactifs isolés dans une superstructure plus grande. Dans son ouvrage de 1960 sur la « symbiose homme-ordinateur », il écrivait :

Il semble raisonnable d’imaginer un « centre de réflexion » qui pourrait intégrer les fonctions des bibliothèques modernes et les avancées proposées en matière de stockage et de récupération d’informations, ainsi que les fonctions symbiotiques décrites plus haut dans cet ouvrage. Cette image peut facilement être étendue à un réseau de tels centres, unis par des lignes de communication à large bande et accessibles aux utilisateurs individuels via des lignes téléphoniques louées.

Tout comme le TX-2 a déclenché la passion de Leake pour l'informatique interactive, SAGE l'a peut-être encouragé à imaginer comment divers centres informatiques interactifs pourraient être reliés entre eux et fournir quelque chose comme un réseau téléphonique pour des services intelligents. Partout où l'idée est née, Leake a commencé à la diffuser au sein de la communauté de chercheurs qu'il avait créée à l'IPTO, et le plus célèbre de ces messages était une note datée du 23 avril 1963, adressée aux « membres et départements du réseau informatique intergalactique ». c'est-à-dire divers chercheurs, qui ont reçu un financement de l'IPTO pour un accès informatique en temps partagé et d'autres projets informatiques.

La note apparaît désorganisée et chaotique, clairement dictée à la volée et non éditée. Par conséquent, pour comprendre ce que Lik voulait dire exactement sur les réseaux informatiques, nous devons réfléchir un peu. Cependant, certains points ressortent immédiatement. Premièrement, Leake a révélé que les « différents projets » financés par l’IPTO se situent en réalité dans « la même zone ». Il évoque ensuite la nécessité de déployer des fonds et des projets pour maximiser les bénéfices d'une entreprise donnée, car au sein d'un réseau de chercheurs, « pour progresser, tout chercheur actif a besoin d'une base logicielle et d'équipements plus complexes et plus complets que ceux qu'il peut créer lui-même ». un délai raisonnable." Leake conclut que parvenir à cette efficacité globale nécessite des concessions et des sacrifices personnels.

Il commence ensuite à discuter en détail des réseaux informatiques (et non sociaux). Il écrit sur la nécessité d'une sorte de langage de gestion de réseau (ce que l'on appellera plus tard un protocole) et sur son désir de voir un jour un réseau informatique IPTO composé « d'au moins quatre grands ordinateurs, peut-être de six à huit petits ordinateurs, et d'un large réseau ». une variété de dispositifs de stockage sur disque et sur bande magnétique – sans parler des consoles distantes et des stations de télétype. Enfin, il décrit sur plusieurs pages un exemple concret de la façon dont l'interaction avec un tel réseau informatique pourrait se développer à l'avenir. Leake imagine une situation dans laquelle il analyse des données expérimentales. « Le problème, écrit-il, c’est que je n’ai pas de programme de cartographie décent. Existe-t-il un programme approprié quelque part dans le système ? En utilisant la doctrine de la domination du réseau, j'interroge d'abord l'ordinateur local, puis les autres centres. Disons que je travaille chez SDC et que je trouve un programme apparemment approprié sur disque à Berkeley." Il demande au réseau d'exécuter ce programme, en supposant qu'« avec un système de gestion de réseau complexe, je n'aurai pas à décider si je dois transférer des données pour que des programmes les traitent ailleurs, ou télécharger des programmes pour moi-même et les exécuter pour travailler sur mon ordinateur ». données."

Pris ensemble, ces fragments d’idées révèlent un schéma plus vaste envisagé par Licklider : d’abord, diviser certaines spécialités et domaines d’expertise entre les chercheurs bénéficiant d’un financement IPTO, puis construire un réseau physique d’ordinateurs IPTO autour de cette communauté sociale. Cette manifestation physique de la « cause commune » de l'IPTO permettra aux chercheurs de partager leurs connaissances et de bénéficier de matériels et logiciels spécialisés sur chaque chantier. De cette manière, l'IPTO peut éviter toute duplication inutile tout en exploitant chaque dollar de financement en donnant à chaque chercheur de tous les projets IPTO un accès à la gamme complète des capacités informatiques.

Cette idée de partage des ressources entre les membres de la communauté de recherche à travers un réseau de communication a planté les graines à l’IPTO qui fleuriront quelques années plus tard avec la création de l’ARPANET.

Malgré ses origines militaires, l’ARPANET issu du Pentagone n’avait aucune justification militaire. On dit parfois que ce réseau a été conçu comme un réseau de communications militaires capable de survivre à une attaque nucléaire. Comme nous le verrons plus tard, il existe un lien indirect entre l’ARPANET et un projet antérieur ayant un tel objectif, et les dirigeants de l’ARPA parlaient périodiquement de « systèmes renforcés » pour justifier l’existence de leur réseau auprès du Congrès ou du secrétaire à la Défense. Mais en réalité, l'IPTO a créé ARPANET uniquement pour ses besoins internes, afin de soutenir une communauté de chercheurs dont la plupart ne pouvaient justifier leur activité en travaillant à des fins de défense.

Pendant ce temps, au moment de la publication de son célèbre mémo, Licklider avait déjà commencé à planifier l'embryon de son réseau intergalactique, dont il deviendra le directeur. Léonard Kleinrock de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA).

Console pour SAGE modèle OA-1008, complète de pistolet lumineux (au bout du fil, sous un couvercle en plastique transparent), briquet et cendrier.

Предпосылки

Kleinrock était le fils d'immigrants de la classe ouvrière d'Europe de l'Est et a grandi dans l'ombre de Manhattan. pont nommé d'après George Washington [relie la partie nord de l'île de Manhattan à New York et Fort Lee dans le comté de Bergen au New Jersey / env.]. Pendant ses études, il a suivi des cours supplémentaires d'ingénierie électrique au City College de New York le soir. Lorsqu’il a entendu parler de la possibilité d’étudier au MIT suivi d’un semestre de travail à temps plein au Lincoln Laboratory, il a sauté sur l’occasion.

Le laboratoire a été créé pour répondre aux besoins du SAGE, mais s'est depuis étendu à de nombreux autres projets de recherche, souvent seulement indirectement liés à la défense aérienne, voire pas du tout liés à la défense. Parmi eux se trouvait l'étude Barnstable, un concept de l'Air Force visant à créer une ceinture orbitale de bandes métalliques (comme réflecteurs dipolaires), qui pourrait être utilisé comme système de communication mondial. Kleinrock a été conquis par l'autorité Claude Shannon du MIT, il a donc décidé de se concentrer sur la théorie des réseaux de communication. Les recherches de Barnstable ont donné à Kleinrock sa première opportunité d'appliquer la théorie de l'information et la théorie des files d'attente à un réseau de données, et il a étendu cette analyse à une thèse complète sur les réseaux de messagerie, combinant l'analyse mathématique avec des données expérimentales collectées à partir de simulations exécutées sur des ordinateurs TX-2 dans les laboratoires. ...Lincoln. Parmi les proches collègues du laboratoire de Kleinrock, qui partageaient des ordinateurs en temps partagé avec lui, se trouvaient Laurent Roberts и Ivan Sutherland, que nous connaîtrons un peu plus tard.

En 1963, Kleinrock accepta une offre d'emploi à l'UCLA et Licklider y vit une opportunité. Voici un expert en réseaux de données travaillant à proximité de trois centres informatiques locaux : le centre informatique principal, le centre informatique des soins de santé et le Western Data Center (une coopérative de trente institutions partageant l'accès à un ordinateur IBM). De plus, six instituts du Western Data Center disposaient d'une connexion à distance à l'ordinateur via un modem, et l'ordinateur de la System Development Corporation (SDC) sponsorisé par l'IPTO était situé à seulement quelques kilomètres de Santa Monica. IPTO a chargé l'UCLA de connecter ces quatre centres dans le cadre de sa première expérience de création d'un réseau informatique. Plus tard, selon le plan, les communications avec Berkeley pourraient étudier les problèmes inhérents à la transmission de données sur de longues distances.

Malgré la situation prometteuse, le projet a échoué et le réseau n’a jamais été construit. Les directeurs des différents centres de l'UCLA ne se faisaient pas confiance et ne croyaient pas en ce projet, c'est pourquoi ils refusaient de céder le contrôle des ressources informatiques aux utilisateurs des uns et des autres. L’IPTO n’avait pratiquement aucune influence sur cette situation, puisqu’aucun des centres informatiques ne recevait d’argent de l’ARPA. Cette question politique renvoie à l’un des enjeux majeurs de l’histoire d’Internet. S’il est très difficile de convaincre les différents acteurs que l’organisation de la communication et de la coopération entre eux fait le jeu de tous, comment est né Internet ? Dans les articles suivants, nous reviendrons plus d'une fois sur ces questions.

La deuxième tentative de l'IPTO pour construire un réseau a été plus fructueuse, peut-être parce qu'elle était beaucoup plus petite : il s'agissait d'un simple test expérimental. Et en 1965, un psychologue et étudiant de Licklider nommé Tom Marill a quitté le laboratoire Lincoln pour tenter de capitaliser sur le battage médiatique autour des ordinateurs interactifs en créant sa propre entreprise d'accès partagé. Cependant, n'ayant pas suffisamment de clients payants, il a commencé à chercher d'autres sources de revenus et a finalement suggéré à l'IPTO de l'embaucher pour mener des recherches sur les réseaux informatiques. Le nouveau directeur de l'IPTO, Ivan Sutherland, a décidé de s'associer à une grande entreprise respectée dans le domaine du ballast et a sous-traité le travail à Marilla par l'intermédiaire du Lincoln Laboratory. Côté laboratoire, un autre ancien collègue de Kleinrock, Lawrence (Larry) Roberts, a été chargé de diriger le projet.

Roberts, alors qu'il était étudiant au MIT, est devenu habile à travailler avec l'ordinateur TX-0 construit par Lincoln Laboratory. Il est resté hypnotisé pendant des heures devant l'écran lumineux de la console et a finalement écrit un programme qui reconnaissait (mal) les caractères manuscrits à l'aide de réseaux neuronaux. Comme Kleinrock, il a fini par travailler pour le laboratoire en tant qu'étudiant diplômé, résolvant des problèmes liés à l'infographie et à la vision par ordinateur, tels que la reconnaissance des contours et la génération d'images 2D, sur le plus grand et plus puissant TX-XNUMX.

Pendant la majeure partie de l’année 1964, Roberts se concentre principalement sur son travail avec les images. Et puis il a rencontré Lik. En novembre, il a assisté à une conférence sur l'avenir de l'informatique, parrainée par l'Air Force, qui s'est tenue dans une station thermale de Homestead, en Virginie occidentale. Là, il a discuté jusque tard dans la nuit avec d'autres participants à la conférence et a entendu pour la première fois Lick présenter son idée d'un réseau intergalactique. Quelque chose a remué dans la tête de Roberts : il était excellent dans le traitement de l'infographie, mais, en fait, il était limité à un seul ordinateur TX-2. Même s’il pouvait partager son logiciel, personne d’autre ne pourrait l’utiliser car personne ne disposait du matériel équivalent pour le faire fonctionner. La seule façon pour lui d’étendre l’influence de son travail était d’en parler dans des articles scientifiques, dans l’espoir que quelqu’un puisse le reproduire ailleurs. Il a décidé que Leake avait raison : le réseau était exactement la prochaine étape à franchir pour accélérer la recherche en informatique.

Et Roberts a fini par travailler avec Marill, essayant de relier le TX-2 du laboratoire Lincoln via une ligne téléphonique à travers le pays à l'ordinateur du SDC à Santa Monica, en Californie. Dans une conception expérimentale prétendument copiée du mémo "réseau intergalactique" de Leake, ils prévoyaient de faire une pause sur le TX-2 au milieu d'un calcul, d'utiliser un composeur automatique pour appeler le SDC Q-32, d'exécuter un programme de multiplication matricielle sur cet ordinateur. , puis continuez les calculs d'origine en utilisant sa réponse.

Outre la justification du recours à une technologie coûteuse et avancée pour transmettre les résultats d’une simple opération mathématique à travers le continent, il convient également de noter la vitesse terriblement lente de ce processus en raison de l’utilisation du réseau téléphonique. Pour passer un appel, il était nécessaire d'établir une connexion dédiée entre l'appelant et l'appelé, qui passait généralement par plusieurs centraux téléphoniques différents. En 1965, presque toutes étaient électromécaniques (c'est cette année-là qu'AT&T a lancé la première centrale entièrement électrique à Sakasuna, dans le New Jersey). Des aimants déplaçaient des barres métalliques d'un endroit à un autre pour assurer le contact à chaque nœud. L'ensemble du processus a duré quelques secondes, pendant lesquelles le TX-2 n'a eu qu'à s'asseoir et à attendre. De plus, les lignes, parfaitement adaptées aux conversations, étaient trop bruyantes pour transmettre des bits individuels et offraient un débit très faible (quelques centaines de bits par seconde). Un réseau interactif intergalactique véritablement efficace nécessitait une approche différente.

L'expérience Marill-Roberts n'a pas démontré le caractère pratique ou l'utilité du réseau longue distance, mais seulement sa fonctionnalité théorique. Mais cela s’est avéré suffisant.

décision

Au milieu de 1966, Robert Taylor devient le nouveau troisième directeur de l'IPTO, après Ivan Sutherland. Il était un élève de Licklider, également psychologue, et est arrivé à l'IPTO grâce à sa précédente administration de recherche en informatique à la NASA. Apparemment, presque immédiatement à son arrivée, Taylor a décidé qu'il était temps de réaliser le rêve d'un réseau intergalactique ; C'est lui qui a lancé le projet qui a donné naissance à ARPANET.

L'argent de l'ARPA affluait toujours, donc Taylor n'avait aucun problème à obtenir un financement supplémentaire de son patron, Charles Herzfeld. Cependant, cette solution présentait un risque d’échec important. Outre le fait qu'en 1965 il y avait un certain nombre de lignes reliant les extrémités opposées du pays, personne n'avait auparavant essayé de faire quelque chose de similaire à l'ARPANET. On peut rappeler d'autres premières expériences de création de réseaux informatiques. Par exemple, Princeton et Carnegie Mallon ont été les pionniers d'un réseau d'ordinateurs partagés à la fin des années 1960 avec IBM. La principale différence entre ce projet était son homogénéité : il utilisait des ordinateurs absolument identiques en termes de matériel et de logiciels.

D’un autre côté, ARPANET devrait faire face à la diversité. Au milieu des années 1960, l’IPTO finançait plus de dix organisations, chacune dotée d’un ordinateur, exécutant toutes un matériel et des logiciels différents. La possibilité de partager des logiciels était rarement possible, même entre différents modèles du même fabricant - ils ont décidé de le faire uniquement avec la dernière gamme IBM System/360.

La diversité des systèmes constituait un risque, ajoutant à la fois une complexité technique significative au développement du réseau et la possibilité d'un partage de ressources à la manière de Licklider. Par exemple, à l’époque, à l’Université de l’Illinois, un énorme supercalculateur était en cours de construction grâce à l’argent de l’ARPA. ILLIAC IV. Il semblait peu probable à Taylor que les utilisateurs locaux d’Urbana-Campain puissent exploiter pleinement les ressources de cette énorme machine. Même des systèmes beaucoup plus petits (le TX-2 de Lincoln Lab et le Sigma-7 de l'UCLA) ne pouvaient généralement pas partager de logiciels en raison d'incompatibilités fondamentales. La possibilité de surmonter ces limitations en accédant directement au logiciel d'un nœud à partir d'un autre était intéressante.

Dans l'article décrivant cette expérience de réseau, Marill et Roberts ont suggéré qu'un tel échange de ressources conduirait à quelque chose comme le système ricardien. avantage comparatif pour les nœuds de calcul :

L'agencement du réseau peut conduire à une certaine spécialisation des nœuds collaborateurs. Si un certain nœud X, par exemple, en raison d'un logiciel ou d'un matériel spécial, est particulièrement doué pour l'inversion de matrice, vous pouvez vous attendre à ce que les utilisateurs d'autres nœuds du réseau profitent de cette capacité en inversant leurs matrices sur le nœud X, plutôt que de le faire. le faire sur leurs propres ordinateurs personnels.

Taylor avait une autre motivation pour mettre en place un réseau de partage de ressources. L'achat pour chaque nouveau nœud IPTO d'un nouvel ordinateur doté de toutes les capacités dont les chercheurs sur ce nœud pourraient avoir besoin était coûteux, et à mesure que de nouveaux nœuds étaient ajoutés au portefeuille IPTO, le budget s'étirait dangereusement. En reliant tous les systèmes financés par l'IPTO en un seul réseau, il sera possible de fournir aux nouveaux bénéficiaires des ordinateurs plus modestes, voire même de ne rien acheter du tout. Ils pourraient utiliser la puissance de calcul dont ils avaient besoin sur des nœuds distants disposant de ressources excédentaires, et l’ensemble du réseau agirait comme un réservoir public de logiciels et de matériel.

Après avoir lancé le projet et obtenu son financement, la dernière contribution significative de Taylor à ARPANET a été de choisir la personne qui développerait directement le système et veillerait à sa mise en œuvre. Roberts était le choix évident. Ses compétences en ingénierie étaient incontestables, il était déjà un membre respecté de la communauté de recherche de l'IPTO et il était l'une des rares personnes possédant une réelle expérience dans la conception et la construction de réseaux informatiques fonctionnant sur de longues distances. Ainsi, à l’automne 1966, Taylor appela Roberts et lui demanda de venir du Massachusetts pour travailler sur l’ARPA à Washington.

Mais il s’avère difficile de le séduire. De nombreux dirigeants universitaires de l'IPTO étaient sceptiques quant au leadership de Robert Taylor, le considérant comme léger. Oui, Licklider était également psychologue, n'avait pas de formation d'ingénieur, mais au moins il avait un doctorat et certains mérites en tant que l'un des pères fondateurs des ordinateurs interactifs. Taylor était un inconnu titulaire d'une maîtrise. Comment gérera-t-il le travail technique complexe au sein de la communauté IPTO ? Roberts faisait également partie de ces sceptiques.

Mais la combinaison de la carotte et du bâton a fait son travail (la plupart des sources indiquent la prédominance des bâtons avec une quasi-absence de carottes). D'un côté, Taylor a fait pression sur le patron de Roberts au Lincoln Laboratory, en lui rappelant que l'essentiel du financement du laboratoire provenait désormais de l'ARPA, et qu'il lui fallait donc convaincre Roberts du bien-fondé de cette proposition. D'un autre côté, Taylor a offert à Roberts le titre nouvellement créé de « scientifique principal », qui relèverait directement de Taylor au directeur adjoint de l'ARPA et deviendrait également le successeur de Taylor en tant que directeur. Dans ces conditions, Roberts a accepté de reprendre le projet ARPANET. Il est temps de concrétiser l’idée du partage des ressources.

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Janet Abbate, Inventer Internet (1999)
Katie Hafner et Matthew Lyon, Là où les sorciers veillent tard (1996)
Arthur Norberg et Julie O'Neill, Transformer la technologie informatique : traitement de l'information pour le Pentagone, 1962-1986 (1996)
M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine : JCR Licklider et la révolution qui a rendu l'informatique personnelle (2001)

Source: habr.com

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