ARPA tölvunet skýringarmynd fyrir júní 1967. Tómur hringur er tölva með sameiginlegum aðgangi, hringur með línu er útstöð fyrir einn notanda
Aðrar greinar í seríunni:
- Saga gengisins
- Saga rafrænna tölva
- Saga smárisins
- Internet saga
Í lok árs 1966 með ARPA peningum setti hann af stað verkefni til að tengja margar tölvur í eitt kerfi, innblásið af hugmyndinni "» .
Taylor færði ábyrgð á framkvæmd verkefnisins yfir á færar hendur . Árið sem fylgdi tók Roberts nokkrar mikilvægar ákvarðanir sem myndu enduróma allan tæknilegan arkitektúr og menningu ARPANET og arftaka þess, í sumum tilfellum næstu áratugi. Fyrsta ákvörðunin um mikilvægi, þó ekki í tímaröð, var ákvörðun kerfis til að beina skilaboðum frá einni tölvu til annarrar.
vandamálið
Ef tölva A vill senda skilaboð til tölvu B, hvernig geta þau skilaboð ratað frá einni til annars? Fræðilega séð gætirðu leyft hverjum hnút í fjarskiptaneti að eiga samskipti við annan hvern hnút með því að tengja hvern hnút við hvern hnút með líkamlegum snúrum. Til að eiga samskipti við B mun tölva A einfaldlega senda skilaboð meðfram útleiðandi snúru sem tengir hana við B. Slíkt net er kallað möskvakerfi. Hins vegar, fyrir umtalsverða netstærð, verður þessi nálgun fljótt óframkvæmanleg þar sem fjöldi tenginga eykst eftir því sem veldi fjölda hnúta (eins og (n2 - n)/2 til að vera nákvæmur).
Þess vegna er þörf á einhverri leið til að búa til skilaboðaleið, sem, við komu skilaboðanna á millihnútinn, myndi senda þau lengra til marksins. Snemma á sjöunda áratugnum voru tvær grundvallaraðferðir til að leysa þetta vandamál. Í fyrsta lagi er geyma og áframsenda aðferðin við að skipta á skilaboðum. Þessi aðferð var notuð af símtækjakerfinu. Þegar skilaboð bárust á millihnút voru þau geymd þar tímabundið (venjulega í formi pappírsbands) þar til hægt var að senda þau lengra að skotmarkinu, eða til annarrar millimiðstöðvar sem staðsett var nær skotmarkinu.
Svo kom síminn og það þurfti nýja nálgun. Nokkrar mínútur seinkun eftir hverja orðsendingu í síma, sem þurfti að ráða og senda á áfangastað, myndi gefa tilfinningu fyrir samtali við viðmælanda á Mars. Í staðinn notaði síminn hringrásarskiptingu. Sá sem hringdi byrjaði hvert símtal með því að senda sérstök skilaboð þar sem tilgreint var í hvern hann vildi hringja. Fyrst gerðu þeir þetta með því að tala við símafyrirtækið og hringja síðan í númer sem var unnið með sjálfvirkum búnaði á skiptiborðinu. Rekstraraðili eða búnaður kom á sérstakri raftengingu milli þess sem hringir og þess sem hringt er í. Ef um er að ræða langlínusímtöl gæti þetta þurft nokkrar endurtekningar til að tengja símtalið í gegnum marga rofa. Þegar sambandinu var komið á gat samtalið sjálft hafist og sambandið hélst þar til annar aðilinn rjúfi það með því að leggja á.
Stafræn samskipti, sem ákveðið var að nota í ARPANET til að tengja saman tölvur sem vinna samkvæmt áætluninni , notaðir eiginleikar bæði símans og símans. Annars vegar voru gagnaskilaboð send í aðskildum pökkum, eins og í símskeyti, frekar en sem samfelld samtöl í síma. Hins vegar gætu þessi skilaboð verið af mismunandi stærðum í mismunandi tilgangi, allt frá stjórnborðsskipunum með nokkrum stöfum að lengd, til stórra gagnaskráa sem eru fluttar frá einni tölvu til annarrar. Ef skrár töfðust í flutningi kvartaði enginn undan því. En fjarlæg gagnvirkni krafðist skjótra viðbragða, eins og símtals.
Einn mikilvægur munur á tölvugagnanetum annars vegar og síma og síma hins vegar var næmni fyrir villum í gögnum sem vélarnar vinna úr. Breyting eða tap við sendingu á einni staf í símskeyti eða hvarf hluti orðs í símtali gæti varla truflað samskipti tveggja einstaklinga alvarlega. En ef hávaði á línunni breytti einum bita úr 0 í 1 í skipun sem send var á fjartengda tölvu gæti það gjörbreytt merkingu skipunarinnar. Því þurfti að athuga hvort skeyti væru villur og endursenda ef einhver fundust. Slíkar endursýningar yrðu of dýrar fyrir stór skilaboð og væru líklegri til að valda villum vegna þess að það tók lengri tíma að senda þau.
Lausnin á þessu vandamáli kom í gegnum tvo sjálfstæða atburði sem gerðust árið 1960, en sá sem kom síðar var fyrst eftir Larry Roberts og ARPA.
Fundur
Haustið 1967 kom Roberts til Gatlinburg, Tennessee, handan við skógvaxna tinda Great Smoky Mountains, til að afhenda skjal sem lýsir netáformum ARPA. Hann hafði starfað á upplýsingavinnslutækniskrifstofunni (IPTO) í tæpt ár, en margar upplýsingar um netverkefnið voru enn mjög óljósar, þar á meðal lausnin á leiðarvandanum. Fyrir utan óljósar tilvísanir í kubba og stærðir þeirra, var eina tilvísunin í það í verkum Roberts stutt og hjákátleg athugasemd alveg í lokin: „Það virðist vera nauðsynlegt að viðhalda samskiptalínu sem er notuð með hléum til að fá svör í tíunda á móti einum. í annað sinn sem krafist er fyrir gagnvirka notkun. Þetta er mjög dýrt með tilliti til netgagna og nema við getum hringt hraðar, mun skilaboðaskipti og einbeiting verða mjög mikilvæg fyrir þátttakendur netsins.“ Ljóst er að á þeim tíma hafði Roberts ekki enn ákveðið hvort hann ætti að hætta við þá aðferð sem hann hafði notað með Tom Marrill árið 1965, það er að tengja tölvur í gegnum skipt símakerfi með sjálfvirku vali.
Fyrir tilviljun var annar aðili viðstaddur sama málþingið með miklu betri hugmynd um að leysa vandamálið við leiðsögn í gagnanetum. Roger Scantlebury fór yfir Atlantshafið og kom frá British National Physical Laboratory (NPL) með skýrslu. Scantlebury tók Roberts til hliðar eftir skýrslu hans og sagði honum frá hugmynd sinni. . Þessi tækni var þróuð af yfirmanni hans hjá NPL, Donald Davis. Í Bandaríkjunum eru afrek Davis og saga lítt þekkt, þó haustið 1967 hafi hópur Davis í NPL verið að minnsta kosti ári á undan ARPA með hugmyndir sínar.
Davis, eins og margir frumkvöðlar rafrænna tölvunar, var eðlisfræðingur að mennt. Hann útskrifaðist frá Imperial College í London árið 1943, 19 ára að aldri og var strax ráðinn inn í leynilegt kjarnorkuvopnaáætlun með kóðanafninu. . Þar hafði hann umsjón með hópi mannlegra reiknivéla sem notuðu vélrænar og rafmagnsreiknivélar til að framleiða fljótt tölulegar lausnir á vandamálum tengdum kjarnasamruna (leiðbeinandi hans var , þýskur útrásareðlisfræðingur sem á þeim tíma var þegar farinn að flytja leyndarmál kjarnorkuvopna til Sovétríkjanna). Eftir stríðið heyrði hann frá stærðfræðingnum John Womersley um verkefni sem hann leiddi hjá NPL - það var gerð rafrænnar tölvu sem átti að framkvæma sömu útreikninga á mun meiri hraða. kölluð ACE, "sjálfvirk tölvuvél".
Davis stökk á hugmyndina og skrifaði undir með NPL eins fljótt og hann gat. Eftir að hafa lagt sitt af mörkum til ítarlegrar hönnunar og smíði ACE tölvunnar var hann áfram djúpt þátttakandi á sviði tölvunar sem rannsóknarleiðtogi hjá NPL. Árið 1965 var hann fyrir tilviljun í Bandaríkjunum á faglegum fundi sem tengdist starfi hans og notaði tækifærið til að heimsækja nokkrar stórar tölvusíður sem skiptast á tíma til að sjá um hvað lætin voru. Í bresku tölvuumhverfi var tímadeiling í bandarískum skilningi gagnvirkrar samnýtingar á tölvu með mörgum notendum óþekkt. Þess í stað þýddi tímaskipti að dreifa vinnuálagi tölvunnar á nokkur hópvinnsluforrit (svo að til dæmis myndi eitt forrit virka á meðan annað væri upptekið við að lesa segulband). Þá verður þessi valkostur kallaður fjölforritun.
Flakk Davis leiddi hann til Project MAC við MIT, JOSS verkefnisins hjá RAND Corporation í Kaliforníu og Dartmouth Time Sharing System í New Hampshire. Á leiðinni heim stakk einn samstarfsmaður hans upp á að halda námskeið um miðlun til að fræða breska samfélagið um nýja tækni sem þeir höfðu lært um í Bandaríkjunum. Davis tók undir það og hýsti marga af fremstu persónum á bandarísku tölvusviði, þar á meðal (höfundur „Interoperable Time Sharing System“ við MIT) og Larry Roberts sjálfur.
Á málstofunni (eða kannski strax á eftir) brá Davis þeirri hugmynd að hægt væri að beita tímaskiptaheimspeki á tölvusamskiptalínur, ekki bara á tölvurnar sjálfar. Tímasamnýtingartölvur gefa hverjum notanda lítinn hluta af örgjörvatíma og skipta síðan yfir í aðra, sem gefur hverjum notanda þá blekkingu að hafa sína eigin gagnvirku tölvu. Sömuleiðis, með því að klippa hvert skeyti niður í staðlaða hluta, sem Davis kallaði „pakka“, er hægt að deila einni samskiptarás á milli margra tölva eða notenda einni tölvu. Þar að auki myndi það leysa alla þætti gagnaflutninga sem síma- og símarofar henta illa. Notandi sem rekur gagnvirka útstöð sem sendir stuttar skipanir og fær stutt svör verður ekki læst með stórum skráaflutningi vegna þess að flutningurinn verður skipt upp í marga pakka. Öll spilling í svo stórum skilaboðum mun hafa áhrif á einn pakka, sem auðvelt er að senda aftur til að klára skilaboðin.
Davis lýsti hugmyndum sínum í óbirtu blaði frá 1966, "Tillaga um stafrænt fjarskiptanet." Á þeim tíma voru fullkomnustu símakerfin á mörkum þess að tölvuvæða rofa, og Davis lagði til að fella pakkaskipti inn í næstu kynslóð símakerfis og búa til eitt breiðbandssamskiptanet sem getur þjónað margvíslegum beiðnum, allt frá einföldum símtölum til fjarskipta. aðgang að tölvum. Þá hafði Davis verið gerður að framkvæmdastjóri NPL og stofnað stafræna samskiptahóp undir stjórn Scantlebury til að hrinda verkefninu í framkvæmd og búa til virka kynningu.
Árið fyrir Gatlinburg ráðstefnuna vann teymi Scantlebury allar upplýsingar um að búa til pakkaskipt net. Einn hnútbilun gæti lifað af með aðlögunarleið sem gæti séð um margar leiðir til áfangastaðar og hægt væri að bregðast við staka pakkabilun með því að senda hana aftur. Hermun og greining sagði að ákjósanlegur pakkastærð væri 1000 bæti - ef þú gerir hana miklu minni, þá verður bandbreiddarnotkun línanna fyrir lýsigögn í hausnum of mikil, miklu meira - og viðbragðstími gagnvirkra notenda mun aukast of oft vegna stórra skilaboða.
Verk Scantlebury innihéldu smáatriði eins og pakkasniðið...
...og greining á áhrifum pakkastærða á netleynd.
Á sama tíma leiddi leit Davis og Scantlebury til þess að ítarlegar rannsóknargreinar fundust af öðrum Bandaríkjamanni sem hafði fengið svipaða hugmynd nokkrum árum á undan þeim. En á sama tíma , rafmagnsverkfræðingur hjá RAND Corporation, hafði alls ekki hugsað um þarfir tímanotenda tölvunotenda. RAND var hugveita sem var fjármögnuð af varnarmálaráðuneytinu í Santa Monica, Kaliforníu, stofnuð eftir síðari heimsstyrjöldina til að sjá um langtímaskipulagningu og greiningu á stefnumótandi vandamálum fyrir herinn. Markmið Baran var að seinka kjarnorkustríði með því að búa til mjög áreiðanlegt fjarskiptanet hersins sem gæti lifað af jafnvel stórfellda kjarnorkuárás. Slíkt net myndi gera fyrirbyggjandi árás Sovétríkjanna minna aðlaðandi, þar sem það væri mjög erfitt að eyðileggja getu Bandaríkjanna til að slá á marga viðkvæma punkta til að bregðast við. Til að gera þetta lagði Baran til kerfi sem skipti skilaboðum í það sem hann kallaði skilaboðablokkir sem hægt væri að senda sjálfstætt yfir net óþarfa hnúta og setja síðan saman við endapunktinn.
ARPA hafði aðgang að umfangsmiklum skýrslum Baran fyrir RAND, en þar sem þær voru ekki tengdar gagnvirkum tölvum var mikilvægi þeirra fyrir ARPANET ekki augljóst. Roberts og Taylor hafa greinilega aldrei tekið eftir þeim. Þess í stað, sem afleiðing af einum tilviljunarfundi, afhenti Scantlebury Roberts allt á silfurfati: vel hannað skiptikerfi, notagildi á vandamálið við að búa til gagnvirk tölvunet, viðmiðunarefni frá RAND og jafnvel nafnið „pakki. Vinna NPL sannfærði Roberts líka um að meiri hraða þyrfti til að veita góða afkastagetu, svo hann uppfærði áætlanir sínar í 50 Kbps hlekki. Til að búa til ARPANET var grundvallarþáttur leiðarvandans leystur.
Að vísu er til önnur útgáfa af uppruna hugmyndarinnar um pakkaskipti. Síðar hélt Roberts því fram að hann hefði þegar haft svipaðar hugsanir í höfðinu, þökk sé vinnu samstarfsmanns síns, Len Kleinrock, sem sagðist hafa lýst hugmyndinni aftur árið 1962, í doktorsritgerð sinni um fjarskiptanet. Hins vegar er ótrúlega erfitt að draga slíka hugmynd úr þessu verki, og þar að auki gat ég ekki fundið neinar aðrar sannanir fyrir þessari útgáfu.
Net sem aldrei voru til
Eins og við sjáum voru tvö teymi á undan ARPA í þróun pakkaskipta, tækni sem hefur reynst svo áhrifarík að hún liggur nú til grundvallar nánast öllum samskiptum. Hvers vegna var ARPANET fyrsta mikilvæga netið til að nota það?
Þetta snýst allt um fínleika skipulagsins. ARPA hafði ekki opinbert leyfi til að búa til fjarskiptanet, en það var mikill fjöldi núverandi rannsóknarmiðstöðva með eigin tölvur, menningu „frjáls“ siðferðis sem var nánast án eftirlits og fjöll af peningum. Upprunaleg beiðni Taylor frá 1966 um fjármuni til að búa til ARPANET kallaði á 1 milljón dollara og Roberts hélt áfram að eyða svo miklu á hverju ári frá 1969 til að koma netkerfinu í gang. Á sama tíma, fyrir ARPA, voru slíkir peningar smámunir, svo enginn af yfirmönnum hans hafði áhyggjur af því hvað Roberts væri að gera við þá, svo framarlega sem það gæti einhvern veginn verið bundið við þarfir landvarna.
Baran hjá RAND hafði hvorki vald né vald til að gera neitt. Verk hans voru eingöngu rannsakandi og greinandi og hægt var að beita þeim til varnar ef óskað var. Árið 1965 mælti RAND reyndar með kerfinu sínu við flugherinn, sem samþykkti að verkefnið væri hagkvæmt. En framkvæmd hennar féll á herðar Fjarskiptastofnunar varnarmála og þeir skildu ekki sérstaklega stafræn samskipti. Baran sannfærði yfirmenn sína hjá RAND um að betra væri að draga þessa tillögu til baka en að leyfa henni að koma til framkvæmda hvernig sem er og eyðileggja orðspor dreifðra stafrænna samskipta.
Davis, sem yfirmaður NPL, hafði mun meiri völd en Baran, en þrengri fjárhagsáætlun en ARPA, og hann hafði ekki tilbúið félagslegt og tæknilegt net rannsóknartölva. Honum tókst að búa til frumgerð staðbundins pakkaskipts nets (það var aðeins einn hnút, en margar útstöðvar) á NPL seint á sjöunda áratugnum, með hóflega fjárhagsáætlun upp á 1960 pund á þremur árum. ARPANET eyddi um helmingi þeirrar upphæðar árlega í rekstur og viðhald á hverjum og einum af mörgum hnútum netsins, að undanskildum upphafsfjárfestingum í vél- og hugbúnaði. Samtökin sem voru fær um að búa til breskt pakkaskiptanet í stórum stíl var breska pósthúsið sem hélt utan um fjarskiptakerfin í landinu, nema póstþjónustuna sjálfa. Davis tókst að vekja áhuga nokkra áhrifamikla embættismenn með hugmyndum sínum um sameinað stafrænt net á landsvísu, en hann gat ekki breytt stefnu svo risastórs kerfis.
Licklider, með blöndu af heppni og skipulagningu, fann hið fullkomna gróðurhús þar sem intergalactic net hans gæti blómstrað. Á sama tíma er ekki hægt að segja að allt nema pakkaskipti hafi komið niður á peningum. Framkvæmd hugmyndarinnar spilaði líka inn í. Þar að auki mótuðu nokkrar aðrar mikilvægar hönnunarákvarðanir anda ARPANET. Því næst munum við skoða hvernig ábyrgð var dreifð á milli tölva sem sendu og tóku á móti skilaboðum og netsins sem þær sendu þessi skilaboð yfir.
Hvað annað að lesa
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner og Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Leonard Kleinrock, „An Early History of the Internet,“ IEEE Communications Magazine (ágúst 2010)
- Arthur Norberg og Julie O'Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing for the Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That Made Computing Personal (2001)
Heimild: www.habr.com