Diagram jaringan komputer ARPA bulan Juni 1967. Lingkaran kosong adalah komputer dengan akses bersama, lingkaran dengan garis adalah terminal untuk satu pengguna
Artikel lain dalam seri ini:
- Relai cerita
- Sejarah komputer elektronik
- Sejarah transistor
- sejarah internet
Akhir tahun 1966 dengan uang ARPA, ia meluncurkan proyek untuk menghubungkan banyak komputer ke dalam satu sistem, terinspirasi oleh gagasan “» .
Taylor mengalihkan tanggung jawab pelaksanaan proyek ke tangan yang cakap . Pada tahun berikutnya, Roberts membuat beberapa keputusan penting yang akan bergema di seluruh arsitektur teknis dan budaya ARPANET dan penerusnya, dalam beberapa kasus hingga beberapa dekade mendatang. Keputusan pertama yang penting, meskipun tidak secara kronologis, adalah penentuan mekanisme perutean pesan dari satu komputer ke komputer lain.
masalah
Jika komputer A ingin mengirim pesan ke komputer B, bagaimana pesan tersebut dapat berpindah dari satu komputer ke komputer lainnya? Secara teori, Anda dapat mengizinkan setiap node dalam jaringan komunikasi untuk berkomunikasi dengan setiap node lainnya dengan menghubungkan setiap node ke setiap node menggunakan kabel fisik. Untuk berkomunikasi dengan B, komputer A cukup mengirimkan pesan melalui kabel keluar yang menghubungkannya ke B. Jaringan seperti ini disebut jaringan mesh. Namun, untuk ukuran jaringan yang signifikan, pendekatan ini dengan cepat menjadi tidak praktis karena jumlah koneksi meningkat seiring dengan kuadrat jumlah node (tepatnya (n2 - n)/2).
Oleh karena itu, diperlukan suatu cara untuk membangun rute pesan, yang, ketika pesan tiba di node perantara, akan mengirimkannya lebih jauh ke target. Pada awal tahun 1960an, ada dua pendekatan dasar untuk memecahkan masalah ini. Yang pertama adalah metode peralihan pesan simpan dan teruskan. Pendekatan ini digunakan oleh sistem telegraf. Ketika sebuah pesan tiba di node perantara, pesan itu disimpan sementara di sana (biasanya dalam bentuk pita kertas) hingga pesan tersebut dapat dikirim lebih jauh ke target, atau ke pusat perantara lain yang terletak lebih dekat ke target.
Kemudian telepon datang dan diperlukan pendekatan baru. Penundaan beberapa menit setelah setiap ucapan yang diucapkan melalui telepon, yang harus diuraikan dan dikirim ke tujuannya, akan memberikan perasaan seperti percakapan dengan lawan bicara yang berada di Mars. Sebaliknya, telepon menggunakan peralihan sirkuit. Penelepon memulai setiap panggilan dengan mengirimkan pesan khusus yang menunjukkan siapa yang ingin dia hubungi. Pertama mereka melakukan ini dengan berbicara dengan operator, dan kemudian menghubungi nomor, yang diproses oleh peralatan otomatis di switchboard. Operator atau peralatan membuat sambungan listrik khusus antara penelepon dan pihak yang dipanggil. Dalam kasus panggilan jarak jauh, hal ini memerlukan beberapa iterasi untuk menghubungkan panggilan melalui beberapa saklar. Setelah sambungan terjalin, percakapan itu sendiri dapat dimulai, dan sambungan tetap ada hingga salah satu pihak menghentikannya dengan menutup telepon.
Komunikasi digital, yang diputuskan untuk digunakan di ARPANET untuk menghubungkan komputer yang bekerja sesuai skema , menggunakan fitur telegraf dan telepon. Di satu sisi, pesan data dikirimkan dalam paket terpisah, seperti pada telegraf, bukan sebagai percakapan berkelanjutan di telepon. Namun, pesan-pesan ini dapat memiliki ukuran berbeda untuk tujuan berbeda, mulai dari perintah konsol yang panjangnya beberapa karakter, hingga file data besar yang ditransfer dari satu komputer ke komputer lain. Jika file tertunda dalam perjalanan, tidak ada yang mengeluhkannya. Namun interaktivitas jarak jauh memerlukan respons cepat, seperti panggilan telepon.
Salah satu perbedaan penting antara jaringan data komputer di satu sisi, dan telepon serta telegraf di sisi lain, adalah kepekaan terhadap kesalahan dalam data yang diproses oleh mesin. Perubahan atau hilangnya satu karakter dalam telegram selama transmisi, atau hilangnya sebagian kata dalam percakapan telepon hampir tidak dapat mengganggu komunikasi dua orang secara serius. Tetapi jika noise pada saluran tersebut berpindah satu bit dari 0 ke 1 dalam perintah yang dikirim ke komputer jarak jauh, hal ini dapat mengubah arti perintah tersebut sepenuhnya. Oleh karena itu, setiap pesan harus diperiksa kesalahannya dan dikirim ulang jika ditemukan. Pemutaran ulang seperti itu akan terlalu mahal untuk pesan berukuran besar dan lebih mungkin menyebabkan kesalahan karena memerlukan waktu lebih lama untuk dikirimkan.
Pemecahan masalah ini terjadi melalui dua peristiwa independen yang terjadi pada tahun 1960, namun peristiwa yang terjadi belakangan diketahui pertama kali oleh Larry Roberts dan ARPA.
Pertemuan
Pada musim gugur tahun 1967, Roberts tiba di Gatlinburg, Tennessee, dari luar puncak hutan Pegunungan Great Smoky, untuk menyampaikan dokumen yang menjelaskan rencana jaringan ARPA. Dia telah bekerja di Kantor Teknologi Pemrosesan Informasi (IPTO) selama hampir satu tahun, namun banyak detail proyek jaringan yang masih samar-samar, termasuk solusi untuk masalah routing. Terlepas dari referensi yang tidak jelas mengenai balok dan ukurannya, satu-satunya referensi terhadap hal tersebut dalam karya Roberts adalah pernyataan singkat dan mengelak di bagian akhir: “Tampaknya perlu untuk mempertahankan jalur komunikasi yang digunakan sesekali untuk mendapatkan tanggapan dalam sepersepuluh banding satu. kedua kalinya diperlukan untuk operasi interaktif. Hal ini sangat mahal dalam hal sumber daya jaringan, dan kecuali kita dapat melakukan panggilan lebih cepat, peralihan pesan dan konsentrasi akan menjadi sangat penting bagi peserta jaringan.” Jelasnya, pada saat itu Roberts belum memutuskan apakah akan meninggalkan pendekatan yang dia gunakan dengan Tom Marrill pada tahun 1965, yaitu menghubungkan komputer melalui jaringan telepon switching menggunakan autodial.
Secara kebetulan, orang lain hadir pada simposium yang sama dengan ide yang jauh lebih baik untuk memecahkan masalah routing dalam jaringan data. Roger Scantlebury melintasi Atlantik, tiba dari Laboratorium Fisika Nasional Inggris (NPL) dengan membawa laporan. Scantlebury mengajak Roberts ke samping setelah laporannya dan menceritakan idenya. . Teknologi ini dikembangkan oleh bosnya di NPL, Donald Davis. Di Amerika Serikat, prestasi dan sejarah Davis kurang dikenal, meskipun pada musim gugur tahun 1967 kelompok Davis di NPL setidaknya satu tahun lebih maju dari ARPA dengan ide-idenya.
Davis, seperti banyak pionir awal komputasi elektronik, adalah seorang fisikawan melalui pelatihan. Dia lulus dari Imperial College London pada tahun 1943 pada usia 19 dan segera direkrut ke dalam program senjata nuklir rahasia dengan nama sandi . Di sana ia mengawasi tim kalkulator manusia yang menggunakan kalkulator mekanik dan listrik untuk dengan cepat menghasilkan solusi numerik terhadap masalah yang berkaitan dengan fusi nuklir (atasannya adalah , seorang fisikawan ekspatriat Jerman yang pada saat itu sudah mulai mentransfer rahasia senjata nuklir ke Uni Soviet). Setelah perang, dia mendengar dari ahli matematika John Womersley tentang proyek yang dia pimpin di NPL - yaitu pembuatan komputer elektronik yang seharusnya melakukan perhitungan yang sama dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi. disebut ACE, "mesin komputasi otomatis".
Davis menerima gagasan itu dan menandatangani kontrak dengan NPL secepat yang dia bisa. Setelah berkontribusi pada desain rinci dan konstruksi komputer ACE, ia tetap terlibat secara mendalam di bidang komputasi sebagai pemimpin penelitian di NPL. Pada tahun 1965, dia kebetulan berada di AS untuk menghadiri pertemuan profesional yang berkaitan dengan pekerjaannya dan menggunakan kesempatan tersebut untuk mengunjungi beberapa situs komputer berbagi waktu yang besar untuk melihat apa yang sebenarnya terjadi. Dalam lingkungan komputasi Inggris, pembagian waktu dalam pengertian Amerika tentang berbagi komputer secara interaktif oleh banyak pengguna tidak diketahui. Sebaliknya, pembagian waktu berarti mendistribusikan beban kerja komputer ke beberapa program pemrosesan batch (sehingga, misalnya, satu program akan bekerja sementara program lainnya sibuk membaca rekaman). Maka pilihan ini akan disebut multiprogramming.
Pengembaraan Davis membawanya ke Project MAC di MIT, Project JOSS di RAND Corporation di California, dan Dartmouth Time Sharing System di New Hampshire. Dalam perjalanan pulang, salah satu rekannya menyarankan untuk mengadakan lokakarya berbagi untuk mengedukasi masyarakat Inggris tentang teknologi baru yang mereka pelajari di AS. Davis setuju, dan menjadi tuan rumah bagi banyak tokoh terkemuka di bidang komputasi Amerika, termasuk (pencipta “Sistem Pembagian Waktu Interoperable” di MIT) dan Larry Roberts sendiri.
Selama seminar (atau mungkin segera setelahnya), Davis dikejutkan oleh gagasan bahwa filosofi pembagian waktu dapat diterapkan pada jalur komunikasi komputer, tidak hanya pada komputer itu sendiri. Komputer time-sharing memberikan setiap pengguna sebagian kecil waktu CPU dan kemudian beralih ke yang lain, memberikan ilusi kepada setiap pengguna bahwa mereka memiliki komputer interaktif mereka sendiri. Demikian pula, dengan memotong setiap pesan menjadi potongan-potongan berukuran standar, yang disebut Davis sebagai “paket”, sebuah saluran komunikasi dapat dibagi di antara banyak komputer atau pengguna dari satu komputer. Selain itu, hal ini akan menyelesaikan semua aspek transmisi data yang tidak cocok untuk saklar telepon dan telegraf. Pengguna yang mengoperasikan terminal interaktif mengirimkan perintah singkat dan menerima balasan singkat tidak akan diblokir oleh transfer file besar karena transfer akan dipecah menjadi banyak paket. Setiap kerusakan pada pesan sebesar itu akan mempengaruhi satu paket, yang dapat dengan mudah dikirim ulang untuk melengkapi pesan tersebut.
Davis menjelaskan idenya dalam makalah tahun 1966 yang tidak diterbitkan, "Proposal untuk Jaringan Komunikasi Digital." Pada saat itu, jaringan telepon paling canggih berada di ambang komputerisasi switch, dan Davis mengusulkan untuk memasukkan packet switching ke dalam jaringan telepon generasi berikutnya, menciptakan jaringan komunikasi broadband tunggal yang mampu melayani berbagai permintaan, dari panggilan telepon sederhana hingga panggilan jarak jauh. akses ke komputer. Saat itu, Davis telah dipromosikan menjadi manajer NPL dan membentuk grup komunikasi digital di bawah Scantlebury untuk melaksanakan proyeknya dan membuat demo kerja.
Pada tahun menjelang konferensi Gatlinburg, tim Scantlebury mengerjakan semua detail pembuatan jaringan packet-switched. Kegagalan node tunggal dapat diatasi dengan perutean adaptif yang dapat menangani banyak jalur ke suatu tujuan, dan kegagalan paket tunggal dapat diatasi dengan mengirimkannya ulang. Simulasi dan analisis mengatakan bahwa ukuran paket optimal adalah 1000 byte - jika Anda membuatnya lebih kecil, maka konsumsi bandwidth baris untuk metadata di header akan menjadi terlalu banyak, lebih banyak lagi - dan waktu respons untuk pengguna interaktif akan meningkat terlalu sering karena pesan yang besar.
Karya Scantlebury mencakup detail seperti format paket...
...dan analisis dampak ukuran paket pada latensi jaringan.
Sementara itu, pencarian Davis dan Scantlebury mengarah pada penemuan makalah penelitian terperinci yang dilakukan oleh orang Amerika lainnya yang mengemukakan gagasan serupa beberapa tahun sebelumnya. Tapi diwaktu yang sama , seorang insinyur listrik di RAND Corporation, sama sekali tidak memikirkan kebutuhan pengguna komputer yang berbagi waktu. RAND adalah lembaga pemikir yang didanai Departemen Pertahanan di Santa Monica, California, yang dibentuk setelah Perang Dunia II untuk memberikan perencanaan jangka panjang dan analisis masalah strategis bagi militer. Tujuan Baran adalah untuk menunda perang nuklir dengan menciptakan jaringan komunikasi militer yang sangat andal yang mampu bertahan bahkan dari serangan nuklir skala besar. Jaringan seperti itu akan membuat serangan pendahuluan yang dilakukan Uni Soviet menjadi kurang menarik, karena akan sangat sulit menghancurkan kemampuan AS untuk menyerang beberapa titik sensitif sebagai respons. Untuk melakukan hal ini, Baran mengusulkan sebuah sistem yang memecah pesan menjadi apa yang disebutnya blok pesan yang dapat ditransmisikan secara independen melalui jaringan node yang berlebihan dan kemudian dirakit bersama di titik akhir.
ARPA memiliki akses ke laporan Baran yang sangat banyak untuk RAND, tetapi karena laporan tersebut tidak terkait dengan komputer interaktif, kepentingannya terhadap ARPANET tidak jelas. Roberts dan Taylor rupanya tidak pernah memperhatikan mereka. Sebaliknya, sebagai hasil dari satu pertemuan kebetulan, Scantlebury menyerahkan segalanya kepada Roberts: mekanisme peralihan yang dirancang dengan baik, penerapan pada masalah pembuatan jaringan komputer interaktif, bahan referensi dari RAND, dan bahkan nama “paket.” Pekerjaan NPL juga meyakinkan Roberts bahwa kecepatan yang lebih tinggi diperlukan untuk menyediakan kapasitas yang baik, jadi dia meningkatkan rencananya menjadi link 50 Kbps. Untuk membuat ARPANET, bagian mendasar dari masalah routing telah diselesaikan.
Benar, ada versi lain tentang asal mula ide packet switching. Roberts kemudian menyatakan bahwa dia sudah mempunyai pemikiran serupa di kepalanya, berkat karya rekannya, Len Kleinrock, yang diduga menggambarkan konsep tersebut pada tahun 1962, dalam disertasi doktoralnya tentang jaringan komunikasi. Namun, sangat sulit untuk mengekstrak ide seperti itu dari karya ini, dan selain itu, saya tidak dapat menemukan bukti lain untuk versi ini.
Jaringan yang tidak pernah ada
Seperti yang bisa kita lihat, ada dua tim yang mendahului ARPA dalam mengembangkan packet switching, sebuah teknologi yang telah terbukti sangat efektif sehingga kini mendasari hampir semua komunikasi. Mengapa ARPANET merupakan jaringan signifikan pertama yang menggunakannya?
Ini semua tentang seluk-beluk organisasi. ARPA tidak memiliki izin resmi untuk membuat jaringan komunikasi, namun terdapat sejumlah besar pusat penelitian yang memiliki komputer sendiri, budaya moral “bebas” yang praktis tanpa pengawasan, dan banyak uang. Permintaan dana awal Taylor pada tahun 1966 untuk membuat ARPANET membutuhkan $1 juta, dan Roberts terus mengeluarkan dana sebesar itu setiap tahun sejak tahun 1969 dan seterusnya untuk membuat jaringan tersebut aktif dan berjalan. Pada saat yang sama, bagi ARPA, uang sebanyak itu hanyalah uang receh, sehingga tidak ada atasannya yang khawatir dengan apa yang dilakukan Roberts dengan uang tersebut, selama uang tersebut dapat dikaitkan dengan kebutuhan pertahanan nasional.
Baran di RAND tidak memiliki kekuasaan atau wewenang untuk melakukan apa pun. Karyanya murni bersifat eksploratif dan analitis, dan dapat diterapkan pada pertahanan jika diinginkan. Pada tahun 1965, RAND sebenarnya merekomendasikan sistemnya kepada Angkatan Udara, yang setuju bahwa proyek tersebut layak dilakukan. Namun pelaksanaannya berada di pundak Badan Komunikasi Pertahanan, dan mereka tidak terlalu memahami komunikasi digital. Baran meyakinkan atasannya di RAND bahwa lebih baik membatalkan proposal ini daripada membiarkannya diterapkan dan merusak reputasi komunikasi digital terdistribusi.
Davis, sebagai kepala NPL, memiliki kekuasaan yang jauh lebih besar daripada Baran, tetapi anggarannya lebih ketat daripada ARPA, dan dia tidak memiliki jaringan komputer penelitian sosial dan teknis yang siap pakai. Dia berhasil membuat prototipe jaringan packet-switched lokal (hanya ada satu node, tetapi banyak terminal) di NPL pada akhir tahun 1960an, dengan anggaran sederhana sebesar £120 selama tiga tahun. ARPANET menghabiskan sekitar setengah jumlah tersebut setiap tahunnya untuk operasi dan pemeliharaan pada setiap node jaringan, tidak termasuk investasi awal pada perangkat keras dan perangkat lunak. Organisasi yang mampu menciptakan jaringan packet-switching berskala besar di Inggris adalah Kantor Pos Inggris, yang mengelola jaringan telekomunikasi di negara tersebut, kecuali layanan pos itu sendiri. Davis berhasil menarik perhatian beberapa pejabat berpengaruh dengan idenya untuk jaringan digital terpadu dalam skala nasional, namun ia tidak mampu mengubah arah sistem sebesar itu.
Licklider, melalui kombinasi keberuntungan dan perencanaan, menemukan rumah kaca yang sempurna di mana jaringan antargalaksinya dapat berkembang. Pada saat yang sama, tidak dapat dikatakan bahwa semuanya kecuali perpindahan paket disebabkan oleh uang. Eksekusi ide tersebut juga berperan. Selain itu, beberapa keputusan desain penting lainnya membentuk semangat ARPANET. Oleh karena itu, selanjutnya kita akan melihat bagaimana tanggung jawab didistribusikan antara komputer yang mengirim dan menerima pesan, dan jaringan tempat mereka mengirim pesan tersebut.
Apa lagi yang harus dibaca?
- Janet Abbate, Menemukan Internet (1999)
- Katie Hafner dan Matthew Lyon, Tempat Para Penyihir Begadang (1996)
- Leonard Kleinrock, “Sejarah Awal Internet,” Majalah Komunikasi IEEE (Agustus 2010)
- Arthur Norberg dan Julie O'Neill, Transformasi Teknologi Komputer: Pemrosesan Informasi untuk Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, Mesin Impian: JCR Licklider dan Revolusi yang Membuat Komputasi Menjadi Personal (2001)
Sumber: www.habr.com