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Au cours de la première moitié des années 1970, l’écologie des réseaux informatiques s’est éloignée de son ancêtre ARPANET d’origine et s’est étendue à plusieurs dimensions différentes. Les utilisateurs d'ARPANET ont découvert une nouvelle application, la messagerie électronique, qui est devenue une activité majeure sur le réseau. Les entrepreneurs ont publié leurs propres variantes d'ARPANET pour servir les utilisateurs commerciaux. Des chercheurs du monde entier, d'Hawaï à l'Europe, ont développé de nouveaux types de réseaux pour répondre à des besoins ou corriger des bugs non résolus par ARPANET.
Presque toutes les personnes impliquées dans ce processus se sont éloignées de l'objectif initial d'ARPANET, qui était de fournir une puissance de calcul et des logiciels partagés entre une variété hétéroclite de centres de recherche, chacun disposant de ses propres ressources dédiées. Les réseaux informatiques sont devenus avant tout un moyen de connecter les personnes entre elles ou avec des systèmes distants qui servaient de source ou de stockage d'informations lisibles par l'homme, par exemple avec des bases de données d'informations ou des imprimantes.
Licklider et Robert Taylor avaient prévu cette possibilité, même si ce n'était pas l'objectif qu'ils cherchaient à atteindre en lançant les premières expériences de réseaux. Leur article de 1968 "L'ordinateur comme appareil de communication" n'a pas l'énergie et la qualité intemporelle d'un jalon prophétique dans l'histoire des ordinateurs trouvé dans les articles de Vannevar Bush "" ou " Machines informatiques et intelligence " de Turing. Cependant, il contient un passage prophétique concernant le tissu d’interaction sociale tissé par les systèmes informatiques. Licklider et Taylor ont décrit un futur proche dans lequel :
Vous n’enverrez ni lettres ni télégrammes ; vous identifierez simplement les personnes dont les fichiers doivent être liés aux vôtres, et à quelles parties des fichiers elles doivent être liées, et peut-être déterminerez le facteur d'urgence. Vous passerez rarement des appels téléphoniques ; vous demanderez au réseau de relier vos consoles.
Le réseau fournira des fonctionnalités et des services auxquels vous vous abonnerez ainsi que d'autres services que vous utiliserez selon vos besoins. Le premier groupe comprendra des conseils en investissement et fiscalité, une sélection d'informations de votre domaine d'activité, des annonces d'événements culturels, sportifs et de divertissement correspondant à vos intérêts, etc.
(Cependant, leur article décrivait également comment le chômage disparaîtrait sur la planète, puisqu'à terme, tous les gens deviendront des programmeurs répondant aux besoins du réseau et seront engagés dans le débogage interactif des programmes.)
Le premier et le plus important composant de cet avenir piloté par ordinateur, le courrier électronique, s'est propagé comme un virus à travers l'ARPANET dans les années 1970, commençant à conquérir le monde.
Pour comprendre comment le courrier électronique a évolué sur ARPANET, vous devez d’abord comprendre le changement majeur qui a touché les systèmes informatiques sur l’ensemble du réseau au début des années 1970. Lorsque ARPANET a été conçu au milieu des années 1960, le matériel et les logiciels de contrôle de chaque site n'avaient pratiquement rien en commun. De nombreux points se sont concentrés sur des systèmes spéciaux et uniques, par exemple Multics au MIT, TX-2 au Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, construit à l'Université de l'Illinois.
Mais en 1973, le paysage des systèmes informatiques en réseau avait acquis une uniformité considérable, grâce au succès fulgurant de Digital Equipment Corporation (DEC) et à sa pénétration du marché du calcul scientifique (c'était une idée originale de Ken Olsen et Harlan Anderson, sur la base de leur expérience avec le TX-2 au Lincoln Laboratory). DEC a développé le mainframe , sorti en 1968, offrait un partage de temps fiable aux petites organisations en fournissant une gamme d'outils et de langages de programmation intégrés pour faciliter la personnalisation du système en fonction de besoins spécifiques. C’est exactement ce dont les centres scientifiques et les laboratoires de recherche de l’époque avaient besoin.
Regardez combien il y a de PDP !
BBN, qui était chargé de prendre en charge l'ARPANET, a rendu ce kit encore plus attractif en créant le système d'exploitation Tenex, qui a ajouté une mémoire virtuelle paginée au PDP-10. Cela simplifiait grandement la gestion et l'utilisation du système, puisqu'il n'était plus nécessaire d'ajuster l'ensemble des programmes en cours d'exécution à la quantité de mémoire disponible. BNN a expédié Tenex gratuitement à d'autres nœuds ARPA, et il est rapidement devenu le système d'exploitation dominant sur le réseau.
Mais qu’est-ce que tout cela a à voir avec le courrier électronique ? Les utilisateurs de systèmes à temps partagé étaient déjà familiers avec la messagerie électronique, puisque la plupart de ces systèmes fournissaient des boîtes aux lettres sous une forme ou une autre à la fin des années 1960. Ils fournissaient une sorte de courrier interne et les lettres ne pouvaient être échangées qu'entre utilisateurs d'un même système. La première personne à profiter d'un réseau pour transférer du courrier d'une machine à une autre fut Ray Tomlinson, ingénieur chez BBN et l'un des auteurs de Tenex. Il avait déjà écrit un programme appelé SNDMSG pour envoyer du courrier à un autre utilisateur sur le même système Tenex, ainsi qu'un programme appelé CPYNET pour envoyer des fichiers sur le réseau. Tout ce qu'il avait à faire était d'utiliser un peu son imagination, et il pouvait voir comment combiner ces deux programmes pour créer une messagerie réseau. Dans les programmes précédents, seul le nom d'utilisateur était requis pour identifier le destinataire, Tomlinson a donc eu l'idée de combiner le nom d'utilisateur local et le nom de l'hôte (local ou distant), de les connecter avec le symbole @ et d'obtenir un adresse email unique pour l'ensemble du réseau (auparavant le symbole @ était rarement utilisé, principalement pour les indications de prix : 4 gâteaux à 2 $ chacun).
Ray Tomlinson dans ses dernières années, avec sa signature @ en arrière-plan
Tomlinson a commencé à tester son nouveau programme localement en 1971 et, en 1972, sa version réseau de SNDMSG a été incluse dans une nouvelle version de Tenex, permettant au courrier Tenex de s'étendre au-delà d'un seul nœud et de se propager sur l'ensemble du réseau. L'abondance de machines exécutant Tenex a donné au programme hybride de Tomlinson un accès immédiat à la plupart des utilisateurs d'ARPANET, et l'e-mail a été un succès immédiat. Assez rapidement, les dirigeants de l’ARPA ont intégré l’utilisation du courrier électronique dans la vie quotidienne. Steven Lukasik, directeur de l'ARPA, a été l'un des premiers à l'adopter, tout comme Larry Roberts, toujours chef de la division informatique de l'agence. Cette habitude s'est inévitablement transmise à leurs subordonnés, et le courrier électronique est rapidement devenu l'un des éléments fondamentaux de la vie et de la culture d'ARPANET.
Le programme de messagerie de Tomlinson a donné naissance à de nombreuses imitations et à de nouveaux développements alors que les utilisateurs cherchaient des moyens d'améliorer ses fonctionnalités rudimentaires. Une grande partie des premières innovations visaient à corriger les défauts du lecteur de lettres. À mesure que le courrier dépassait les limites d'un seul ordinateur, le volume d'e-mails reçus par les utilisateurs actifs a commencé à augmenter parallèlement à la croissance du réseau, et l'approche traditionnelle des e-mails entrants sous forme de texte brut n'était plus efficace. Larry Roberts lui-même, incapable de faire face au barrage de messages entrants, a écrit son propre programme pour travailler avec la boîte de réception appelé RD. Mais au milieu des années 1970, le programme MSG, rédigé par John Vittal de l’Université de Californie du Sud, était largement en tête en termes de popularité. Nous prenons la possibilité de remplir automatiquement les champs de nom et de destinataire d'un message sortant en fonction du message entrant en un seul clic. Cependant, c'est le programme MSG de Vital qui a introduit pour la première fois cette incroyable opportunité de « répondre » à une lettre en 1975 ; et il a également été inclus dans l'ensemble des programmes pour Tenex.
La diversité de ces tentatives a nécessité l'introduction de normes. Et ce fut la première fois, mais pas la dernière, que la communauté informatique en réseau devait élaborer des normes de manière rétroactive. Contrairement aux protocoles de base ARPANET, avant l’émergence de normes de messagerie électronique, il existait déjà de nombreuses variantes. Inévitablement, des controverses et des tensions politiques ont surgi, centrées sur les principaux documents décrivant la norme de courrier électronique, les RFC 680 et 720. En particulier, les utilisateurs de systèmes d'exploitation non Tenex ont été contrariés par le fait que les hypothèses trouvées dans les propositions étaient liées aux fonctionnalités de Tenex. Le conflit n'a jamais trop dégénéré : tous les utilisateurs d'ARPANET dans les années 1970 faisaient toujours partie de la même communauté scientifique, relativement petite, et les désaccords n'étaient pas si importants. Cependant, c'était un exemple de batailles futures.
Le succès inattendu du courrier électronique a été l’événement le plus important dans le développement de la couche logicielle du réseau dans les années 1970 – la couche la plus abstraite des détails physiques du réseau. Dans le même temps, d’autres personnes ont décidé de redéfinir la couche sous-jacente de « communications » dans laquelle les bits circulaient d’une machine à l’autre.
ALOHA
En 1968, Norma Abramson est arrivée de Californie à l'Université d'Hawaï pour occuper un poste combiné de professeur de génie électrique et d'informatique. Son université avait un campus principal à Oahu et un campus satellite à Hilo, ainsi que plusieurs collèges communautaires et centres de recherche dispersés dans les îles d'Oahu, Kauai, Maui et Hawaï. Entre eux se trouvent des centaines de kilomètres d’eau et de terrain montagneux. Le campus principal disposait d'un puissant IBM 360/65, mais commander une ligne louée auprès d'AT&T pour se connecter à un terminal situé dans l'un des collèges communautaires n'était pas aussi simple que sur le continent.
Abramson était un expert en systèmes radar et en théorie de l'information, et a travaillé à un moment donné comme ingénieur pour Hughes Aircraft à Los Angeles. Et son nouvel environnement, avec tous ses problèmes physiques associés à la transmission de données par câble, a inspiré Abramson à proposer une nouvelle idée : et si la radio était un meilleur moyen de connecter des ordinateurs que le système téléphonique, qui, après tout, a été conçu pour transporter la voix plutôt que les données ?
Pour tester son idée et créer un système qu'il a appelé ALOHAnet, Abramson a reçu un financement de Bob Taylor de l'ARPA. Dans sa forme originale, il ne s'agissait pas du tout d'un réseau informatique, mais d'un support de communication entre terminaux distants avec un système de partage de temps unique conçu pour un ordinateur IBM situé sur le campus d'Oahu. Comme ARPANET, il disposait d'un mini-ordinateur dédié pour traiter les paquets reçus et envoyés par la machine 360/65 - Menehune, l'équivalent hawaïen d'IMP. Cependant, ALOHAnet n’a pas rendu la vie aussi compliquée que l’ARPANET en acheminant les paquets entre différents points. Au lieu de cela, chaque terminal souhaitant envoyer un message l’envoyait simplement par voie hertzienne sur une fréquence dédiée.
ALOHAnet entièrement déployé à la fin des années 1970, avec plusieurs ordinateurs sur le réseau
La méthode d'ingénierie traditionnelle pour gérer une bande passante de transmission aussi commune consistait à la couper en sections avec une division du temps ou des fréquences de diffusion, et à attribuer une section à chaque terminal. Mais pour traiter les messages de centaines de terminaux en utilisant ce schéma, il faudrait limiter chacun d'entre eux à une petite fraction de la bande passante disponible, même si seuls quelques-uns d'entre eux pourraient effectivement être opérationnels. Mais Abramson a décidé de ne pas empêcher les terminaux d’envoyer des messages en même temps. Si deux messages ou plus se chevauchaient, l'ordinateur central le détectait grâce à des codes de correction d'erreurs et n'acceptait tout simplement pas ces paquets. N'ayant pas reçu de confirmation de la réception des paquets, les expéditeurs ont tenté de les renvoyer après un laps de temps aléatoire. Abramson a estimé qu'un protocole d'exploitation aussi simple pourrait prendre en charge jusqu'à plusieurs centaines de terminaux fonctionnant simultanément et qu'en raison de nombreux chevauchements de signaux, 15 % de la bande passante serait utilisée. Cependant, selon ses calculs, il s'est avéré qu'avec une augmentation du réseau, l'ensemble du système tomberait dans le chaos du bruit.
Bureau du futur
Le concept de « diffusion par paquets » d'Abramson n'a pas généré beaucoup de buzz au début. Mais ensuite, elle est née de nouveau – quelques années plus tard, et déjà sur le continent. Cela était dû au nouveau centre de recherche de Xerox à Palo Alto (PARC), ouvert en 1970 juste à côté de l'université de Stanford, dans une région récemment surnommée « la Silicon Valley ». Certains brevets de Xerox en matière de xérographie étaient sur le point d'expirer. L'entreprise risquait donc de se laisser piéger par son propre succès en ne voulant pas ou en étant incapable de s'adapter à l'essor de l'informatique et des circuits intégrés. Jack Goldman, chef du département de recherche de Xerox, a convaincu les grands patrons que le nouveau laboratoire - séparé de l'influence du siège social, dans un climat confortable et avec de bons salaires - attirerait les talents nécessaires pour maintenir l'entreprise à la pointe du développement de l'architecture de l'information. . avenir.
PARC a certainement réussi à attirer les meilleurs talents en informatique, non seulement grâce aux conditions de travail et aux salaires généreux, mais aussi grâce à la présence de Robert Taylor, qui a lancé le projet ARPANET en 1966 en tant que chef de la division des technologies de traitement de l'information de l'ARPA. , un jeune ingénieur et informaticien fougueux et ambitieux de Brooklyn, faisait partie de ceux qui ont été amenés au PARC grâce à ses relations avec l'ARPA. Il a rejoint le laboratoire en juin 1972 après avoir travaillé à temps partiel comme étudiant diplômé pour l'ARPA, inventant une interface pour connecter le MIT au réseau. Après s'être installé au PARC, il reste toujours un « médiateur » ARPANET - il voyage à travers le pays, aide à connecter de nouveaux points au réseau et prépare également la présentation de l'ARPA à la Conférence internationale sur les communications informatiques de 1972.
Parmi les projets qui flottaient autour du PARC lorsque Metcalf est arrivé figurait le plan proposé par Taylor visant à connecter des dizaines, voire des centaines de petits ordinateurs à un réseau. Année après année, le coût et la taille des ordinateurs ont diminué, obéissant à une volonté indomptable . En regardant vers l’avenir, les ingénieurs du PARC prévoyaient que dans un avenir pas trop lointain, chaque employé de bureau disposerait de son propre ordinateur. Dans le cadre de cette idée, ils ont conçu et construit l'ordinateur personnel Alto, dont des copies ont été distribuées à tous les chercheurs du laboratoire. Taylor, dont la conviction dans l'utilité du réseau informatique s'était renforcée au cours des cinq années précédentes, souhaitait également relier tous ces ordinateurs entre eux.
Alto. L'ordinateur lui-même est situé en dessous, dans un meuble de la taille d'un mini-réfrigérateur.
En arrivant au PARC, Metcalf s'est chargé de connecter le clone PDP-10 du laboratoire à l'ARPANET et s'est rapidement forgé une réputation de « réseauteur ». Ainsi, lorsque Taylor a eu besoin d'un réseau depuis Alto, ses assistants se sont tournés vers Metcalf. Comme les ordinateurs de l'ARPANET, les ordinateurs Alto du PARC n'avaient pratiquement rien à se dire. Par conséquent, une application intéressante du réseau est devenue à nouveau la tâche de communication entre les personnes - dans ce cas, sous la forme de mots et d'images imprimés au laser.
L'idée clé de l'imprimante laser n'est pas née au PARC, mais sur la côte Est, dans le laboratoire Xerox d'origine à Webster, New York. Le physicien local Gary Starkweather a prouvé qu'un faisceau laser cohérent pouvait être utilisé pour désactiver la charge électrique d'un tambour xérographique, tout comme la lumière diffusée utilisée jusqu'alors en photocopie. Le faisceau, lorsqu'il est correctement modulé, peut peindre une image de détails arbitraires sur le tambour, qui peut ensuite être transférée sur papier (puisque seules les parties non chargées du tambour captent le toner). Une telle machine contrôlée par ordinateur serait capable de produire n'importe quelle combinaison d'images et de texte à laquelle une personne pourrait penser, plutôt que de simplement reproduire des documents existants, comme un photocopieur. Cependant, les idées folles de Starkweather n'étaient pas soutenues par ses collègues ou ses supérieurs chez Webster, c'est pourquoi il fut transféré au PARC en 1971, où il rencontra un public beaucoup plus intéressé. La capacité de l'imprimante laser à produire des images arbitraires point par point en faisait un partenaire idéal pour la station de travail Alto, avec ses graphiques monochromes pixellisés. À l'aide d'une imprimante laser, un demi-million de pixels sur l'écran de l'utilisateur pourraient être imprimés directement sur du papier avec une clarté parfaite.
Bitmap sur Alto. Personne n’avait jamais vu quelque chose de pareil sur des écrans d’ordinateur auparavant.
En un an environ, Starkweather, avec l'aide de plusieurs autres ingénieurs du PARC, avait éliminé les principaux problèmes techniques et construit un prototype fonctionnel d'imprimante laser sur le châssis du cheval de bataille Xerox 7000. Elle produisait des pages à la même vitesse - une page par seconde - et avec une résolution de 500 points par pouce. Le générateur de caractères intégré à l'imprimante imprimait le texte dans des polices prédéfinies. Les images arbitraires (autres que celles pouvant être créées à partir de polices) n'étaient pas encore prises en charge, le réseau n'avait donc pas besoin de transmettre 25 millions de bits par seconde à l'imprimante. Cependant, pour occuper complètement l'imprimante, il aurait fallu une bande passante réseau incroyable à l'époque où 50 000 bits par seconde était la limite des capacités d'ARPANET.
Imprimante laser PARC deuxième génération, Douvres (1976)
Réseau Alto Aloha
Alors, comment Metcalf a-t-il comblé cet écart de vitesse ? Nous sommes donc retournés sur ALOHAnet - il s'est avéré que Metcalf comprenait la diffusion par paquets mieux que quiconque. L'année précédente, pendant l'été, alors qu'il était à Washington avec Steve Crocker pour des affaires avec l'ARPA, Metcalfe étudiait les actes de la conférence informatique générale d'automne et tomba sur le travail d'Abramson sur ALOHAnet. Il a immédiatement réalisé le génie de l’idée de base et que sa mise en œuvre n’était pas suffisante. En apportant quelques modifications à l'algorithme et à ses hypothèses (par exemple, en obligeant les expéditeurs à écouter d'abord pour attendre que le canal se libère avant de tenter d'envoyer des messages, et en augmentant également de manière exponentielle l'intervalle de retransmission en cas de canal obstrué), il pourrait atteindre la bande passante. l’utilisation des bandes de 90 %, et non de 15 %, comme l’indiquent les calculs d’Abramson. Metcalfe a pris un peu de temps pour se rendre à Hawaï, où il a incorporé ses idées sur ALOHAnet dans une version révisée de sa thèse de doctorat après que Harvard ait rejeté la version originale faute de base théorique.
Metcalfe a initialement appelé son projet visant à introduire la diffusion par paquets au PARC le « réseau ALTO ALOHA ». Puis, dans une note de mai 1973, il l'a rebaptisé Ether Net, une référence à l'éther lumineux, une idée physique du XIXe siècle d'une substance qui transporte un rayonnement électromagnétique. « Cela favorisera la diffusion du réseau », a-t-il écrit, « et qui sait quelles autres méthodes de transmission du signal seront meilleures que le câble pour un réseau de diffusion ; peut-être s’agira-t-il d’ondes radio, ou de fils téléphoniques, ou de télévision par câble électrique ou à multiplexage de fréquences, ou de micro-ondes, ou d’une combinaison de ceux-ci.
Croquis du mémo de Metcalf de 1973
À partir de juin 1973, Metcalf a travaillé avec un autre ingénieur du PARC, David Boggs, pour traduire son concept théorique d'un nouveau réseau à grande vitesse en un système fonctionnel. Au lieu de transmettre des signaux par voie aérienne comme ALOHA, il a limité le spectre radio au câble coaxial, ce qui a considérablement augmenté la capacité par rapport à la bande passante limitée des fréquences radio de Menehune. Le support de transmission lui-même était complètement passif et ne nécessitait aucun routeur pour acheminer les messages. Il était bon marché, pouvait facilement connecter des centaines de postes de travail (les ingénieurs du PARC faisaient simplement passer un câble coaxial à travers le bâtiment et ajoutaient des connexions selon les besoins) et était capable de transporter trois millions de bits par seconde.
Robert Metcalfe et David Boggs, années 1980, quelques années après que Metcalfe ait fondé 3Com pour vendre la technologie Ethernet
À l'automne 1974, un prototype complet du bureau du futur était opérationnel à Palo Alto : le premier lot d'ordinateurs Alto, dotés de programmes de dessin, de traitements de courrier électronique et de texte, d'un prototype d'imprimante de Starkweather et d'un réseau Ethernet à réseau. tout ça. Le serveur de fichiers central, qui stockait les données qui ne tenaient pas sur le disque Alto local, était la seule ressource partagée. PARC a initialement proposé le contrôleur Ethernet comme accessoire optionnel pour l'Alto, mais lorsque le système a été lancé, il est devenu évident qu'il s'agissait d'un élément nécessaire ; Un flux constant de messages circulait sur le câble coaxial, la plupart d'entre eux sortant de l'imprimante : rapports techniques, mémos ou articles scientifiques.
Parallèlement aux développements d'Alto, un autre projet PARC tentait de pousser les idées de partage des ressources dans une nouvelle direction. Le PARC Online Office System (POLOS), développé et mis en œuvre par Bill English et d'autres évadés du projet Online System (NLS) de Doug Engelbart au Stanford Research Institute, consistait en un réseau de micro-ordinateurs Data General Nova. Mais plutôt que de dédier chaque machine individuelle aux besoins spécifiques des utilisateurs, POLOS a transféré le travail entre elles pour servir les intérêts du système dans son ensemble de la manière la plus efficace possible. Une machine pourrait générer des images pour les écrans des utilisateurs, une autre pourrait traiter le trafic ARPANET et une troisième pourrait gérer les traitements de texte. Mais la complexité et les coûts de coordination de cette approche se sont révélés excessifs et le projet s’est effondré sous son propre poids.
Pendant ce temps, rien ne montrait mieux le rejet émotionnel de Taylor à l'égard de l'approche de réseau de partage de ressources que son adhésion au projet Alto. Alan Kay, Butler Lampson et les autres auteurs d'Alto ont apporté toute la puissance de calcul dont un utilisateur pouvait avoir besoin sur son propre ordinateur indépendant sur son bureau, qu'il n'avait à partager avec personne. La fonction du réseau n'était pas de donner accès à un ensemble hétérogène de ressources informatiques, mais de transmettre des messages entre ces îles indépendantes, ou de les stocker sur quelque rivage lointain - pour les imprimer ou les archiver à long terme.
Bien que le courrier électronique et ALOHA aient été développés sous les auspices de l'ARPA, l'avènement d'Ethernet a été l'un des nombreux signes dans les années 1970 indiquant que les réseaux informatiques étaient devenus trop vastes et diversifiés pour qu'une seule entreprise puisse dominer le domaine, une tendance que nous suivrons. dans le prochain article.
Quoi d'autre à lire
- Michael Hiltzik, Marchands de foudre (1999)
- James Pelty, L'histoire des communications informatiques, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, La Machine à rêves (2001)
Source: habr.com