ARPA համակարգչային ցանցի դիագրամ 1967 թվականի հունիսի համար: Դատարկ շրջանակը համակարգիչ է ընդհանուր հասանելիությամբ, գծով շրջանը տերմինալ է մեկ օգտագործողի համար
Շարքի այլ հոդվածներ.
- Ռելեի պատմություն
- Էլեկտրոնային համակարգիչների պատմություն
- Տրանզիստորի պատմությունը
- Ինտերնետի պատմություն
Մինչև 1966թ
Նախագծի իրականացման պատասխանատվությունը Թեյլորը փոխանցեց ունակ ձեռքերին
խնդիր
Եթե A համակարգիչը ցանկանում է հաղորդագրություն ուղարկել B համակարգչին, ինչպե՞ս կարող է այդ հաղորդագրությունը գտնել իր ճանապարհը մեկից մյուսը: Տեսականորեն, դուք կարող եք թույլ տալ, որ կապի ցանցի յուրաքանչյուր հանգույց շփվի յուրաքանչյուր այլ հանգույցի հետ՝ յուրաքանչյուր հանգույցը ֆիզիկական մալուխներով միացնելով յուրաքանչյուր հանգույցին: B-ի հետ հաղորդակցվելու համար A համակարգիչը պարզապես հաղորդագրություն կուղարկի այն B-ին միացնող ելքային մալուխի երկայնքով: Նման ցանցը կոչվում է ցանցային ցանց: Այնուամենայնիվ, ցանցի ցանկացած նշանակալի չափի համար այս մոտեցումը արագորեն դառնում է անիրագործելի, քանի որ միացումների թիվը մեծանում է հանգույցների քանակի քառակուսու չափով (ինչպես (n2 - n)/2, ավելի ճիշտ):
Հետևաբար, անհրաժեշտ է հաղորդագրության երթուղի կառուցելու ինչ-որ ձև, որը հաղորդագրությունը միջանկյալ հանգույց ժամանելուն պես այն հետագայում կուղարկի թիրախ: 1960-ականների սկզբին այս խնդրի լուծման երկու հիմնական մոտեցում կար. Առաջինը հաղորդագրությունների փոխանակման պահեստավորման և փոխանցման մեթոդն է: Այս մոտեցումը կիրառվում էր հեռագրական համակարգի կողմից։ Երբ հաղորդագրությունը հասնում էր միջանկյալ հանգույցին, այն ժամանակավորապես պահվում էր այնտեղ (սովորաբար թղթե ժապավենի տեսքով), մինչև այն հնարավոր լիներ փոխանցել դեպի թիրախը կամ թիրախին ավելի մոտ գտնվող մեկ այլ միջանկյալ կենտրոն:
Հետո եկավ հեռախոսը և նոր մոտեցում պահանջվեց։ Հեռախոսով հնչած յուրաքանչյուր խոսքից հետո մի քանի րոպե ուշացումով, որը պետք է վերծանվեր և հասցվեր իր նպատակակետին, Մարսի վրա գտնվող զրուցակցի հետ զրույցի զգացողություն կստեղծեր։ Փոխարենը, հեռախոսն օգտագործում էր միացման միացում: Զանգահարողը սկսում էր յուրաքանչյուր զանգ՝ ուղարկելով հատուկ հաղորդագրություն՝ նշելով, թե ում է ուզում զանգահարել: Սկզբում նրանք դա արեցին՝ խոսելով օպերատորի հետ, այնուհետ հավաքելով համար, որը մշակվում էր կոմուտատորի ավտոմատ սարքավորումների միջոցով։ Օպերատորը կամ սարքավորումը հատուկ էլեկտրական կապ է հաստատել զանգահարողի և զանգահարողի միջև: Միջքաղաքային զանգերի դեպքում դա կարող է պահանջել մի քանի կրկնություններ, որոնք միացնում են զանգը մի քանի անջատիչների միջոցով: Երբ կապը հաստատվեց, խոսակցությունն ինքնին կարող էր սկսվել, և կապը մնաց այնքան ժամանակ, մինչև կողմերից մեկը դադարեցրեց այն՝ անջատելով հեռախոսը:
Թվային հաղորդակցություն, որը որոշվեց օգտագործել ARPANET-ում՝ սխեմայով աշխատող համակարգիչները միացնելու համար
Մի կողմից համակարգչային տվյալների ցանցերի և մյուս կողմից հեռախոսի և հեռագրային ցանցերի միջև կարևոր տարբերությունը մեքենաների կողմից մշակված տվյալների սխալների նկատմամբ զգայունությունն էր: Հեռագրում մեկ նիշի փոխանցման ընթացքում փոփոխությունը կամ կորուստը կամ հեռախոսային խոսակցության ընթացքում բառի մի մասի անհետացումը դժվար թե կարող է լրջորեն խաթարել երկու մարդկանց հաղորդակցությունը: Բայց եթե գծի վրա աղմուկը մի բիթ փոխի 0-ից 1 հեռավոր համակարգչին ուղարկված հրամանում, այն կարող է ամբողջությամբ փոխել հրամանի իմաստը: Հետևաբար, յուրաքանչյուր հաղորդագրություն պետք է ստուգվեր սխալների համար և նորից ուղարկվեր, եթե դրանք գտնվեին: Նման կրկնությունները չափազանց թանկ կլինեն մեծ հաղորդագրությունների համար և ավելի հավանական է, որ սխալներ առաջացնեն, քանի որ դրանք փոխանցելու համար ավելի երկար տևում է:
Այս խնդրի լուծումը եղավ երկու անկախ իրադարձությունների միջոցով, որոնք տեղի ունեցան 1960 թվականին, բայց այն, որը եղավ ավելի ուշ, առաջինը նկատեցին Լարի Ռոբերթսը և ARPA-ն:
Հանդիպում
1967թ.-ի աշնանը Ռոբերտսը Մեծ Սմոքի լեռների անտառապատ գագաթներից այն կողմ ժամանեց Գաթլինբուրգ, Թենեսի, որպեսզի հանձնի ARPA-ի ցանցային ծրագրերը նկարագրող փաստաթուղթ: Նա գրեթե մեկ տարի աշխատում էր Տեղեկատվական մշակման տեխնոլոգիաների գրասենյակում (IPTO), սակայն ցանցի նախագծի շատ մանրամասներ դեռ շատ մշուշոտ էին, այդ թվում՝ երթուղային խնդրի լուծումը։ Բացի բլոկների և դրանց չափերի անորոշ հղումներից, Ռոբերտսի աշխատության մեջ դրա միակ հիշատակումը եղել է կարճ և խուսափողական դիտողությունը հենց վերջում. ինտերակտիվ աշխատանքի համար պահանջվում է երկրորդ անգամ: Սա շատ թանկ է ցանցային ռեսուրսների առումով, և եթե մենք չկարողանանք ավելի արագ զանգեր կատարել, հաղորդագրությունների փոխանակումն ու կենտրոնացումը շատ կարևոր կդառնան ցանցի մասնակիցների համար»: Ակնհայտ է, որ այդ ժամանակ Ռոբերթսը դեռ չէր որոշել՝ հրաժարվել 1965 թվականին Թոմ Մարիլի հետ ունեցած մոտեցումից, այսինքն՝ համակարգիչները միացված հեռախոսային ցանցի միջոցով ավտոմատ զանգի միջոցով միացնելը։
Պատահաբար, նույն սիմպոզիումին ներկա էր մեկ այլ մարդ՝ տվյալների ցանցերում երթուղավորման խնդրի լուծման շատ ավելի լավ գաղափարով։ Ռոջեր Սքենթլբերին հատեց Ատլանտյան օվկիանոսը՝ ժամանելով Բրիտանական ազգային ֆիզիկական լաբորատորիայից (NPL) զեկույցով։ Սքենթլբերին իր զեկույցից հետո մի կողմ տարավ Ռոբերտսին և պատմեց իր գաղափարի մասին։
Դեյվիսը, ինչպես էլեկտրոնային հաշվարկների շատ վաղ ռահվիրաներ, պատրաստվածությամբ ֆիզիկոս էր: Նա ավարտել է Լոնդոնի Կայսերական քոլեջը 1943 թվականին 19 տարեկանում և անմիջապես ընդունվել է միջուկային զենքի գաղտնի ծրագիր՝ ծածկանունով։
Դևիսը թռավ այդ գաղափարից և հնարավորինս արագ պայմանագիր կնքեց NPL-ի հետ: Նպաստելով ACE համակարգչի մանրամասն նախագծմանը և կառուցմանը, նա խորապես ներգրավված մնաց հաշվողական ոլորտում՝ որպես NPL-ի հետազոտական ղեկավար: 1965թ.-ին նա պատահաբար եղել է ԱՄՆ-ում՝ իր աշխատանքին առնչվող մասնագիտական հանդիպմանը և օգտվելով հնարավորությունից՝ այցելել է մի քանի խոշոր համակարգչային կայքեր՝ տեսնելու, թե ինչի մասին է այդ ամբողջ աղմուկը: Բրիտանական հաշվողական միջավայրում ժամանակի բաշխումը մի քանի օգտատերերի կողմից համակարգչի ինտերակտիվ փոխանակման ամերիկյան իմաստով անհայտ էր: Փոխարենը, ժամանակի փոխանակումը նշանակում էր համակարգչի ծանրաբեռնվածությունը բաշխել մի քանի խմբաքանակի մշակման ծրագրերի միջև (որպեսզի, օրինակ, մի ծրագիր աշխատեր, մինչդեռ մյուսը զբաղված էր ժապավեն կարդալով): Այնուհետեւ այս տարբերակը կկոչվի բազմածրագրավորում:
Դևիսի թափառումները հանգեցրին նրան Project MAC-ին MIT-ում, JOSS Project-ին RAND Corporation-ում Կալիֆորնիայում և Dartmouth Time Sharing System-ին Նյու Հեմփշիրում: Տուն գնալու ճանապարհին նրա գործընկերներից մեկն առաջարկեց սեմինար անցկացնել փոխանակման վերաբերյալ՝ բրիտանական համայնքին կրթելու նոր տեխնոլոգիաների մասին, որոնց մասին նրանք սովորել էին ԱՄՆ-ում: Դեյվիսը համաձայնեց և հյուրընկալեց ամերիկյան հաշվողական ոլորտի առաջատար գործիչներին, այդ թվում
Սեմինարի ընթացքում (կամ գուցե անմիջապես հետո) Դևիսին ապշեցրեց այն գաղափարը, որ ժամանակի փոխանակման փիլիսոփայությունը կարող է կիրառվել համակարգչային հաղորդակցության գծերի վրա, ոչ միայն հենց համակարգիչների վրա: Ժամանակի փոխանակման համակարգիչները յուրաքանչյուր օգտատիրոջը տալիս են պրոցեսորի ժամանակի մի փոքր մասը, այնուհետև անցնում են մյուսին՝ յուրաքանչյուր օգտվողին տալով սեփական ինտերակտիվ համակարգիչ ունենալու պատրանք: Նմանապես, յուրաքանչյուր հաղորդագրություն կտրելով ստանդարտ չափսի կտորների, որոնք Դևիսն անվանեց «փաթեթներ», մեկ հաղորդակցման ալիքը կարող է տարածվել բազմաթիվ համակարգիչների կամ մեկ համակարգչի օգտագործողների միջև: Ավելին, այն կլուծեր տվյալների փոխանցման բոլոր ասպեկտները, որոնց համար անհամապատասխան էին հեռախոսի և հեռագրական անջատիչները: Կարճ հրամաններ ուղարկող և կարճ պատասխաններ ստացող ինտերակտիվ տերմինալով աշխատող օգտվողը չի արգելափակվի մեծ ֆայլերի փոխանցման միջոցով, քանի որ փոխանցումը կբաժանվի բազմաթիվ փաթեթների: Նման մեծ հաղորդագրությունների ցանկացած կոռուպցիա կազդի մեկ փաթեթի վրա, որը հեշտությամբ կարող է վերահաղորդվել հաղորդագրությունն ավարտելու համար:
Դեյվիսը նկարագրել է իր գաղափարները 1966 թվականին չհրապարակված «Առաջարկ թվային հաղորդակցման ցանցի համար» թղթում։ Այդ ժամանակ ամենաառաջադեմ հեռախոսային ցանցերը համակարգչային անջատիչների շեմին էին, և Դևիսն առաջարկեց փաթեթային միացում ներդնել հաջորդ սերնդի հեռախոսային ցանցում՝ ստեղծելով լայնաշերտ կապի միասնական ցանց, որը կարող է սպասարկել տարբեր հարցումներ՝ պարզ հեռախոսազանգերից մինչև հեռահար: մուտք դեպի համակարգիչներ. Այդ ժամանակ Դևիսը դարձել էր NPL-ի մենեջեր և Scantlebury-ի ներքո ձևավորել էր թվային հաղորդակցության խումբ՝ իր նախագիծն իրականացնելու և աշխատանքային ցուցադրություն ստեղծելու համար:
Գատլինբուրգի կոնֆերանսին նախորդող մեկ տարում Սքենթլբերիի թիմը մշակեց փաթեթների փոխարկիչ ցանց ստեղծելու բոլոր մանրամասները: Մեկ հանգույցի ձախողումը կարող է գոյատևվել հարմարվողական երթուղղման միջոցով, որը կարող է կարգավորել մի քանի ուղիներ դեպի նպատակակետ, և մեկ փաթեթի ձախողումը կարող է վերացվել՝ այն նորից ուղարկելով: Մոդելավորումն ու վերլուծությունը ասում էին, որ փաթեթի օպտիմալ չափը կլինի 1000 բայթ, եթե այն շատ փոքրացնեք, ապա վերնագրում մետատվյալների համար տողերի թողունակության սպառումը չափազանց շատ կլինի, շատ ավելին, և ինտերակտիվ օգտագործողների արձագանքման ժամանակը կավելանա: շատ հաճախ մեծ հաղորդագրությունների պատճառով:
Scantlebury-ի աշխատանքը ներառում էր մանրամասներ, ինչպիսիք են փաթեթի ձևաչափը...
... և ցանցի հետաձգման վրա փաթեթների չափերի ազդեցության վերլուծություն:
Միևնույն ժամանակ, Դևիսի և Սքենթլբերիի որոնումները հանգեցրին նրան, որ հայտնաբերվեցին մանրամասն հետազոտական փաստաթղթեր, որոնք արվել էին մեկ այլ ամերիկացու կողմից, ով նման գաղափարով հանդես էր եկել նրանցից մի քանի տարի առաջ: Բայց միևնույն ժամանակ
ARPA-ին հասանելի էին Բարանի ծավալուն զեկույցները RAND-ի համար, բայց քանի որ դրանք կապված չէին ինտերակտիվ համակարգիչների հետ, դրանց կարևորությունը ARPANET-ի համար ակնհայտ չէր: Ռոբերտսն ու Թեյլորը, ըստ երևույթին, երբեք չեն նկատել նրանց։ Փոխարենը, մեկ պատահական հանդիպման արդյունքում, Սքենթլբերին արծաթե սկուտեղի վրա ամեն ինչ փոխանցեց Ռոբերտսին. լավ մշակված անջատիչ մեխանիզմ, կիրառելիություն ինտերակտիվ համակարգչային ցանցերի ստեղծման խնդրին, տեղեկատու նյութեր RAND-ից և նույնիսկ «փաթեթ» անվանումը: NPL-ի աշխատանքը նաև համոզեց Ռոբերթսին, որ ավելի բարձր արագություններ են անհրաժեշտ լավ հզորություն ապահովելու համար, ուստի նա իր ծրագրերը թարմացրեց մինչև 50 Կբիթ/վրկ կապ: ARPANET-ը ստեղծելու համար լուծվեց երթուղային խնդրի հիմնարար մասը:
Ճիշտ է, փաթեթների փոխարկման գաղափարի ծագման մեկ այլ տարբերակ կա: Ավելի ուշ Ռոբերտսը պնդեց, որ իր գլխում արդեն իսկ ունեցել է նմանատիպ մտքեր՝ շնորհիվ իր գործընկեր Լեն Քլայնրոքի աշխատանքի, ով իբր նկարագրել է հայեցակարգը դեռ 1962 թվականին՝ կապի ցանցերի վերաբերյալ իր դոկտորական ատենախոսության մեջ: Այնուամենայնիվ, աներևակայելի դժվար է նման միտք հանել այս աշխատանքից, և բացի այդ, ես չկարողացա որևէ այլ ապացույց գտնել այս տարբերակի համար։
Ցանցեր, որոնք երբեք չեն եղել
Ինչպես տեսնում ենք, երկու թիմ առաջ են անցել ARPA-ից փաթեթների փոխանակման մշակման հարցում, մի տեխնոլոգիա, որն այնքան արդյունավետ է ապացուցել, որ այժմ գտնվում է գրեթե բոլոր հաղորդակցությունների հիմքում: Ինչու՞ ARPANET-ն առաջին նշանակալից ցանցն էր, որն օգտագործեց այն:
Ամեն ինչ կազմակերպչական նրբությունների մասին է: ARPA-ն պաշտոնական թույլտվություն չուներ կապի ցանց ստեղծելու համար, բայց կային մեծ թվով գոյություն ունեցող հետազոտական կենտրոններ՝ իրենց սեփական համակարգիչներով, «ազատ» բարոյականության մշակույթով, որը գործնականում չի վերահսկվում, և փողի սարեր: Թեյլորի 1966 թվականի սկզբնական խնդրանքը՝ ARPANET-ի ստեղծման համար միջոցներ տրամադրելու համար, պահանջում էր 1 միլիոն դոլար, և Ռոբերթսը շարունակեց այդքան ծախսել ամեն տարի 1969 թվականից սկսած՝ ցանցը գործարկելու և գործարկելու համար: Միևնույն ժամանակ, ARPA-ի համար նման փողը մանր դրամ էր, ուստի նրա ղեկավարներից ոչ ոք չէր անհանգստանում, թե ինչ է անում Ռոբերտսը դրա հետ, քանի դեռ այն կարող էր ինչ-որ կերպ կապված լինել ազգային պաշտպանության կարիքների հետ:
Բարանը RAND-ում չուներ որևէ բան անելու ոչ ուժ, ոչ իրավասություն: Նրա աշխատանքը զուտ հետախուզական և վերլուծական էր և ցանկության դեպքում կարող էր կիրառվել պաշտպանության ոլորտում: 1965 թվականին RAND-ը փաստացի առաջարկեց իր համակարգը օդային ուժերին, որոնք համաձայնեցին, որ նախագիծը կենսունակ է: Բայց դրա իրականացումն ընկավ Պաշտպանական հաղորդակցության գործակալության ուսերին, և նրանք առանձնապես չէին հասկանում թվային հաղորդակցությունից։ Բարանը RAND-ում իր վերադասներին համոզեց, որ ավելի լավ է հետ կանչել այս առաջարկը, քան թույլ տալ, որ այն ամեն դեպքում իրականացվի և փչացնի բաշխված թվային հաղորդակցության հեղինակությունը:
Դեյվիսը, որպես NPL-ի ղեկավար, ուներ շատ ավելի մեծ իշխանություն, քան Բարանը, բայց ավելի սահմանափակ բյուջե, քան ARPA-ն, և նա չուներ հետազոտական համակարգիչների պատրաստի սոցիալական և տեխնիկական ցանց: 1960-ականների վերջին NPL-ում նրան հաջողվեց ստեղծել փաթեթային փոխարկվող տեղական ցանցի նախատիպը (կար միայն մեկ հանգույց, բայց շատ տերմինալներ)՝ երեք տարվա ընթացքում 120 ֆունտ ստեռլինգ համեստ բյուջեով: ARPANET-ը տարեկան ծախսում էր այդ գումարի մոտ կեսը ցանցի բազմաթիվ հանգույցներից յուրաքանչյուրի շահագործման և պահպանման վրա՝ բացառելով նախնական ներդրումները ապարատային և ծրագրային ապահովման մեջ: Կազմակերպությունը, որը կարող էր ստեղծել բրիտանական փաթեթների փոխանցման լայնածավալ ցանց, բրիտանական փոստն էր, որը ղեկավարում էր երկրի հեռահաղորդակցության ցանցերը, բացառությամբ բուն փոստային ծառայության: Դևիսին հաջողվեց մի քանի ազդեցիկ պաշտոնյաների հետաքրքրել ազգային մասշտաբով միասնական թվային ցանցի իր գաղափարներով, բայց նա չկարողացավ փոխել նման հսկայական համակարգի ուղղությունը։
Լիքլայդերը հաջողության և պլանավորման համադրման միջոցով գտավ կատարյալ ջերմոց, որտեղ կարող էր ծաղկել իր միջգալակտիկական ցանցը: Միևնույն ժամանակ, չի կարելի ասել, որ ամեն ինչ, բացի փաթեթային փոխարկումից, հանգեցրեց փողի։ Մտահղացման իրագործումը նույնպես դեր է խաղացել։ Ավելին, մի քանի այլ կարևոր դիզայներական որոշումներ ձևավորեցին ARPANET-ի ոգին: Հետևաբար, հաջորդիվ կանդրադառնանք, թե ինչպես է պատասխանատվությունը բաշխվել հաղորդագրություններ ուղարկող և ստացած համակարգիչների և այն ցանցի միջև, որով նրանք ուղարկել են այդ հաղորդագրությունները:
Էլ ի՞նչ կարդալ
- Ջանեթ Աբբաթ, Ինտերնետի հայտնագործում (1999)
- Քեթի Հաֆներ և Մեթյու Լիոն, որտեղ կախարդները ուշ են մնում (1996)
- Լեոնարդ Քլայնրոք, «Ինտերնետի վաղ պատմություն», IEEE Communications Magazine (օգոստոս 2010)
- Արթուր Նորբերգ և Ջուլի Օ'Նիլ, Փոխակերպելով համակարգչային տեխնոլոգիան. տեղեկատվության մշակում Պենտագոնի համար, 1962-1986 (1996 թթ.)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine. JCR Licklider and the Revolution, That Made Computing Personal (2001)
Source: www.habr.com