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Nella prima metà degli anni '70, l'ecologia delle reti informatiche si distaccò dal suo progenitore originale, ARPANET, e si sviluppò in diverse dimensioni. Gli utenti di ARPANET scoprirono una nuova applicazione, la posta elettronica, che divenne l'attività principale nella rete. Gli imprenditori rilasciarono le proprie versioni di ARPANET per servire utenti commerciali. Ricercatori in tutto il mondo, dalle Hawaii all'Europa, svilupparono nuovi tipi di reti per soddisfare esigenze o correggere errori non considerati da ARPANET.
Quasi tutti i partecipanti a questo processo si allontanarono dall'obiettivo inizialmente definito di ARPANET: fornire accesso condiviso a computer e software per una vasta gamma di centri di ricerca, ognuno dei quali aveva le proprie risorse specifiche. Le reti informatiche divennero principalmente un mezzo per collegare persone tra loro o con sistemi remoti, che servivano come fonte o deposito di informazioni leggibili dagli esseri umani, ad esempio, con banche dati o stampanti.
Questa possibilità era prevista da Licklider e Robert Taylor, anche se non era questo l'obiettivo che cercavano di raggiungere avviando i primi esperimenti di rete. Il loro articolo del 1968 "Il computer come dispositivo di comunicazione" manca dell'energia e della qualità atemporale di pietra miliare profetica presente negli articoli di Vannevar Bush "" o di Turing "Macchine calcolatrici e intelligenza". Tuttavia, contiene un frammento profetico riguardo alla trama dell'interazione sociale, tessuta dai sistemi informatici. Licklider e Taylor descrissero un futuro non lontano in cui:
Non invierai lettere o telegrammi; definirai semplicemente le persone i cui file devono essere collegati ai tuoi e con quali parti dei file devono essere collegati e, forse, definirai il grado di urgenza. Raramente telefonerai; chiederai alla rete di connettere le tue console.
Sarai disponibili funzioni e servizi a cui potrai iscriverti, oltre ad altri servizi da utilizzare secondo necessità. Il primo gruppo include consulenze su investimenti e tasse, selezione di informazioni nel tuo campo di attività, annunci su eventi culturali, sportivi e di intrattenimento pertinenti ai tuoi interessi, ecc.
(Tuttavia, il loro articolo descriveva anche come la disoccupazione scomparirà sul pianeta, poiché alla fine tutte le persone diventeranno programmatori al servizio delle esigenze della rete e si occuperanno di debug interattivo dei programmi.)
Il primo e più importante componente di questo futuro gestito dai computer – la posta elettronica – si diffuse come un virus attraverso l'ARPANET negli anni '70, iniziando a conquistare il mondo.
Per comprendere come si è sviluppata la posta elettronica nell'ARPANET, è prima necessario capire quale importante cambiamento ha colpito i sistemi computerizzati di tutta la rete all'inizio degli anni '70. Quando l'ARPANET fu concepito per la prima volta a metà degli anni '60, l'hardware e i programmi di gestione presenti in ciascun nodo avevano praticamente poco in comune. Molti nodi erano concentrati su sistemi speciali, unici, come Multics al MIT, TX-2 al Lincoln Laboratory, ILLIAC IV in costruzione all'Università dell'Illinois.
Ma già nel 1973 il panorama dei sistemi informatici connessi alla rete aveva acquisito una notevole uniformità, grazie al successo travolgente della Digital Equipment Corporation (DEC) e alla sua penetrazione nel mercato del calcolo scientifico (creata da Ken Olsen e Harlan Anderson, fondata sulla loro esperienza con il TX-2 al Lincoln Laboratory). La DEC sviluppò il mainframe , lanciato nel 1968 e che garantiva un affidabile funzionamento del time-sharing per piccole organizzazioni, offrendo un insieme completo di strumenti e linguaggi di programmazione integrati per semplificare l'adattamento del sistema alle esigenze specifiche. Questo era esattamente ciò di cui avevano bisogno i centri scientifici e i laboratori di ricerca dell'epoca.
Guarda quanti PDP ci sono qui!
L'azienda BBN, responsabile del supporto ad ARPANET, ha reso questo pacchetto ancora più attraente creando il sistema operativo Tenex, che ha aggiunto la memoria virtuale paginata nel PDP-10. Ciò ha semplificato notevolmente la gestione e l'uso del sistema, poiché non era più necessario adattare il set di programmi in esecuzione alla quantità di memoria disponibile. BBN forniva Tenex gratuitamente ad altri nodi ARPA, e presto questo sistema operativo divenne dominante nella rete.
Ma come si collega tutto ciò con l'email? Gli utenti dei sistemi a tempo condiviso erano già familiari con i messaggi elettronici, poiché alla fine degli anni '60 la maggior parte di questi sistemi offriva cassette postali di qualche tipo. Fornivano una sorta di email interna e solo gli utenti di un sistema potevano scambiarsi messaggi. La prima persona a sfruttare i vantaggi di avere una rete per inviare posta da una macchina all'altra fu Ray Tomlinson, ingegnere di BBN e uno dei creatori di Tenex. Aveva già scritto il programma SNDMSG per inviare email ad un altro utente dello stesso sistema Tenex, e il programma CPYNET per inviare file attraverso la rete. Bastava un po' di immaginazione e riuscì a combinare questi due programmi per creare la posta di rete. Nei programmi precedenti, per indicare il destinatario era necessario solo il nome utente, quindi Tomlinson ebbe l'idea di combinare il nome dell'utente locale e il nome dell'host (locale o remoto), unendoli con il simbolo @, ottenendo così un indirizzo email unico per l'intera rete (in precedenza il simbolo @ era usato raramente, principalmente per indicare i prezzi: 4 dolci @ $2 ciascuno).
Ray Tomlinson negli anni recenti, sullo sfondo del suo caratteristico segno @
Tomlinson cominciò a testare il suo nuovo programma localmente nel 1971, e nel 1972 la sua versione di rete SNDMSG fu inclusa nel nuovo rilascio di Tenex, permettendo così alla posta di Tenex di superare i confini di un singolo nodo e diffondersi in tutta la rete. L'abbondanza di macchine che utilizzavano Tenex diede accesso al programma ibrido di Tomlinson a una grande parte degli utenti di ARPANET, e l'email ottenne immediatamente successo. Piuttosto rapidamente, i dirigenti dell'ARPA integrarono l'uso dell'email nella vita quotidiana. Steven Lukasik, direttore dell'ARPA, fu uno dei primi utenti, così come Larry Roberts, ancora allora a capo del dipartimento di informatica dell'agenzia. Questa abitudine inevitabilmente si diffuse anche tra i loro subordinati, e presto l'email diventò uno dei fatti fondamentali della vita e della cultura di ARPANET.
Il programma di posta di Tomlinson generò numerose imitazioni e nuove sviluppi, poiché gli utenti cercavano modi per migliorare la sua funzionalità rudimentale. Gran parte delle prime innovazioni si concentrò sulla correzione dei difetti del programma per la lettura delle email. Quando la posta superò i confini di un singolo computer, il volume delle email ricevute dagli utenti attivi iniziò a crescere insieme all'espansione della rete, e l'approccio tradizionale alle email in arrivo come semplice testo cessò di essere efficace. Lo stesso Larry Roberts, sopraffatto dal diluvio di messaggi in arrivo, scrisse un proprio programma per gestire la cartella
La varietà di simili tentativi ha richiesto l'introduzione di standard. E questo è stato il primo, ma non certo l'ultimo caso in cui la comunità dei computer di rete ha dovuto sviluppare standard retroattivamente. A differenza dei protocolli base di ARPANET, prima che esistessero standard per l'email, esistevano già molteplici varianti in natura. Inevitabilmente sono emerse contraddizioni e tensioni politiche, concentrate sui documenti principali che descrivevano lo standard dell'email, RFC 680 e 720. In particolare, gli utenti di sistemi operativi diversi da Tenex si lamentavano sdegnati del fatto che le ipotesi presenti nelle proposte fossero legate alle specifiche di Tenex. Il conflitto non si accese mai troppo intensamente: tutti gli utenti di ARPANET negli anni '70 erano ancora parte di una comunità scientifica relativamente piccola, e le divergenze non erano poi così gravi. Tuttavia, questo è stato un esempio delle battaglie future.
Il successo inaspettato dell'email è diventato l'evento più importante nello sviluppo dello strato software di rete negli anni '70 - il livello più distaccato dai dettagli fisici della rete. Allo stesso tempo, altre persone si sono impegnate a ridefinire il livello fondamentale della 'comunicazione', in cui i bit fluivano da una macchina all'altra.
ALOHA
Nel 1968, Norm Abramson arrivò dall'Università della California all'Università delle Hawaii per assumere una posizione combinata di professore di ingegneria elettrica e informatica. La sua università aveva un campus principale a Oahu e uno secondario a Hilo, oltre a diversi college pubblici e centri di ricerca sparsi tra le isole di Oahu, Kauai, Maui e Hawaii. Tra di loro c'erano centinaia di chilometri di acqua e terreni montuosi. Nel campus principale operava un potente IBM 360/65, tuttavia ordinare una linea dedicata da AT&T per collegare un terminale situato in uno dei college pubblici non era affatto facile come sulla terraferma.
Abramson era un esperto di sistemi radar e teoria dell'informazione, e per un certo periodo ha lavorato come ingegnere presso la Hughes Aircraft a Los Angeles. Il suo nuovo ambiente, con tutti i problemi fisici legati alla trasmissione dei dati via cavo, ha ispirato Abramson a un'idea innovativa: e se la radio fosse un modo migliore per connettere i computer rispetto al sistema telefonico, che in fondo era stato sviluppato per trasmettere voce e non dati?
Per verificare la propria idea e creare un sistema che ha chiamato ALOHAnet, Abramson ha ottenuto finanziamenti da Bob Taylor dell'ARPA. Nella sua forma iniziale, non si trattava affatto di una rete informatica, ma di un ambiente per la comunicazione di terminali remoti con un'unica sistema di divisione del tempo, progettato per un computer IBM situato nel campus di Oahu. Come nell'ARPANET, aveva un mini-computer dedicato per l'elaborazione dei pacchetti ricevuti e inviati dalla macchina 360/65 – Menehune, l'equivalente hawaiano dell'IMP. Tuttavia, ALOHAnet non complicava la vita instradando pacchetti tra i diversi punti, come avveniva nell'ARPANET. Invece, ogni terminale desideroso di inviare un messaggio lo inviava semplicemente in onda su una frequenza dedicata.
L'ALOHA net completamente implementato alla fine degli anni '70, con diversi computer nella rete
Il tradizionale metodo ingegneristico per elaborare una banda di trasmissione comune come questa era di tagliarla in segmenti con separazione temporale o di frequenza, e di assegnare un segmento a ciascun terminale. Tuttavia, per elaborare i messaggi da centinaia di terminali in questo modo, sarebbe stato necessario limitare ciascuno di essi a una piccola parte della capacità disponibile, mentre nella realtà solo alcuni di loro potevano essere operativi. Invece, Abramson decise di non ostacolare i terminali nel inviare messaggi contemporaneamente. Se due o più messaggi si sovrapponevano, il computer centrale lo rilevava grazie ai codici di correzione degli errori e semplicemente non accettava quei pacchetti. Non ricevendo conferma di ricezione, i mittenti provavano a ritrasmetterli dopo un intervallo di tempo casuale. Abramson calcolò che un protocollo di lavoro così semplice sarebbe in grado di supportare fino a diverse centinaia di terminali operanti contemporaneamente e che, a causa dei numerosi sovrapposizioni del segnale, verrebbero utilizzati il 15% della capacità della banda. Tuttavia, dai suoi calcoli risultava che, con l'aumento della rete, l'intero sistema sarebbe crollato nel caos del rumore.
Ufficio del futuro
Il concetto di "broadcasting a pacchetti" di Abramson inizialmente non suscitò clamore. Ma poi tornò alla ribalta - dopo alcuni anni, e già sul continente. Ciò era legato a un nuovo centro di ricerca a Palo Alto della Xerox (PARC), aperto nel 1970 proprio accanto all'Università di Stanford, in un'area che poco prima era stata soprannominata "Valle del Silicio". Alcuni brevetti Xerox sulla xerografia stavano per scadere, quindi l'azienda rischiava di cadere nella trappola del proprio successo, non adattandosi a causa di un'inibizione o incapacità a prosperare nel campo dell'informatica e dei circuiti integrati. Jack Goldman, capo del dipartimento di ricerca della Xerox, convinse i grandi capi che un nuovo laboratorio, separato dall'influenza della sede centrale, organizzato in un clima confortevole e con buoni stipendi, avrebbe attratto i talenti necessari affinché l'azienda rimanesse all'avanguardia del progresso, sviluppando l'architettura informatica del futuro.
PARC ha decisamente avuto successo nell'attrazione dei migliori talenti nel campo dell'informatica, non solo per le condizioni lavorative e gli stipendi generosi, ma anche grazie alla presenza di Robert Taylor, che nel 1966 ha avviato il progetto ARPANET come capo del dipartimento ARPA per la tecnologia dell'elaborazione delle informazioni. , un giovane ingegnere e specialista in informatica di Brooklyn, noto per il suo carattere impetuoso e ambizioso, è stato uno di coloro che è arrivato a PARC grazie a legami con ARPA. Si è unito al laboratorio nel giugno del 1972 dopo aver lavorato part-time come dottorando per ARPA, inventando un'interfaccia per collegare il MIT alla rete. Una volta sistemato a PARC, è rimasto comunque un «intermediario» di ARPANET – viaggiando per il paese, aiutando a connettere nuovi punti alla rete e preparandosi per la presentazione di ARPA alla conferenza internazionale sulle comunicazioni informatiche del 1972.
Tra i progetti in corso a PARC al momento dell'arrivo di Metcalfe c'era il piano proposto da Taylor per collegare decine, se non centinaia, di piccoli computer alla rete. Anno dopo anno, il costo e le dimensioni dei computer diminuivano, seguendo l'irrefrenabile volontà . Gli ingegneri lungimiranti di PARC previdevano che, nel non lontano futuro, ogni impiegato d'ufficio avesse un proprio computer. Su questa idea, svilupparono e crearono il computer personale Alto, di cui distribuirono delle copie a ogni ricercatore del laboratorio. Anche Taylor, che nei cinque anni precedenti si era sempre più convinto dell'utilità delle reti informatiche, voleva collegare tutti questi computer insieme.
Alto. Il computer si trova nella parte inferiore, in un armadietto delle dimensioni di un mini-frigo.
All'arrivo a PARC, Metcalfe si assunse il compito di connettere un clone PDP-10 di proprietà del laboratorio ad ARPANET e guadagnò rapidamente una reputazione di «networker». Così, quando Taylor ebbe bisogno di una rete di Alto, i suoi collaboratori si rivolsero a Metcalfe. Come per i computer in ARPANET, i computer Alto a PARC non avevano praticamente nulla da dire l'uno all'altro. Pertanto, un'applicazione interessante della rete tornò ad essere il problema di facilitare la comunicazione tra le persone – in questo caso, sotto forma di parole e immagini stampate laser.
L'idea chiave della stampante laser non è emersa al PARC, ma sulla costa orientale, nel laboratorio originale della Xerox a Webster, New York. Qui il fisico Gary Starkweather ha dimostrato che un fascio laser coerente può essere utilizzato per disattivare la carica elettrica del tamburo xerografico, proprio come la luce diffusa utilizzata nella fotocopia fino a quel punto. Un fascio, se modulato correttamente, può disegnare un'immagine di qualsiasi dettaglio sul tamburo, che può poi essere trasferita sulla carta (poiché solo le parti non caricate del tamburo catturano il toner). Una macchina controllata da un computer può produrre qualsiasi combinazione di immagini e testo che venga in mente a una persona, piuttosto che semplicemente riprodurre documenti esistenti, come fa una fotocopiatrice. Tuttavia, le idee audaci di Starkweather non hanno ottenuto supporto né dai suoi colleghi né dai suoi superiori a Webster, quindi si è trasferito al PARC nel 1971, dove ha incontrato un pubblico molto più interessato. La possibilità per la stampante laser di stampare immagini arbitrarie punto per punto la rese un partner ideale per la workstation Alto, con la sua grafica monocromatica a pixel. Con la stampante laser, mezzo milione di pixel sullo schermo dell'utente potevano essere stampati direttamente su carta con nitidezza perfetta.
Immagine bit-mapped su Alto. Niente di simile era stato visto sugli schermi dei computer prima.
Circa un anno dopo, Starkweather, con l'aiuto di altri ingegneri del PARC, ha risolto i principali problemi tecnici e ha costruito un prototipo funzionante della stampante laser su un telaio della Xerox 7000. Stampava pagine alla stessa velocità - una pagina al secondo - e con una risoluzione di 500 punti per pollice. Il generatore di caratteri integrato nella stampante stampava testo con caratteri predefiniti. Le immagini arbitrarie (diverse da quelle che si potevano creare con i caratteri) non erano ancora supportate, quindi la rete non doveva trasmettere 25 milioni di bit al secondo alla stampante. Tuttavia, per occupare completamente la stampante, sarebbe stata necessaria una larghezza di banda incredibile per quegli anni – quando 50.000 bit al secondo erano il massimo che ARPANET poteva gestire.
Stampante laser di seconda generazione del PARC, Dover (1976)
Rete Alto Aloha
E come ha fatto Metcalfe a colmare questo divario di velocità? Siamo tornati all’ALOHA.net: Metcalfe si era dimostrato più informato di chiunque altro riguardo al broadcasting a pacchetto. Un anno prima, in estate, mentre si trovava a Washington con Steve Crocker per affari ARPA, Metcalfe esaminava i materiali della conferenza generale di computer autunnale e vi si imbatteva nel lavoro di Abramson su ALOHA.net. Capì subito la genialità dell’idea di base e che la sua implementazione non era sufficientemente valida. Apportando alcune modifiche all’algoritmo e alle sue assunzioni – ad esempio, facendo in modo che i mittenti ascoltassero prima il canale in attesa di liberazione, prima di tentare di inviare messaggi, e aumentando esponenzialmente l’intervallo di ritrasmissione in caso di canale congestionato – riuscì a raggiungere un utilizzo della larghezza di banda del 90%, rispetto al 15% previsto nei calcoli di Abramson. Metcalfe prese una breve pausa e andò alle Hawaii, dove integrò le sue idee su ALOHA.net nella versione rivisitata della sua tesi di dottorato, dopo che Harvard aveva rifiutato la versione originale per mancanza di una base teorica.
Inizialmente, Metcalfe chiamò il suo piano per l’implementazione del broadcasting a pacchetto nel PARC "rete ALTO ALOHA". Poi, in una nota del maggio 1973, la ribattezzò in Ether Net [rete ether], richiamando il concetto di etere luminifero, un’idea fisica del XIX secolo riguardo a una sostanza che trasporta le onde elettromagnetiche. "Questo favorirà la diffusione della rete," scrisse, "e chi sa quali altri mezzi di trasmissione potrebbero rivelarsi migliori del cavo per una rete di broadcasting; potrebbero essere onde radio, cavi telefonici, energia, o televisione via cavo con compressione di frequenze, o microonde, o loro combinazioni."
Bozza della nota di Metcalfe del 1973
Dal giugno 1973, Metcalfe lavorò con un altro ingegnere del PARC, David Boggs, per trasformare la sua concezione teorica di una nuova rete ad alta velocità in un sistema operativo. Invece di trasmettere segnali attraverso l'aria, come nel caso di ALOHA, limitò lo spettro radio a un cavo coassiale, aumentando drasticamente la capacità rispetto alla banda limitata di frequenze radio di Menehune. Il mezzo di trasmissione stesso era completamente passivo e non richiedeva router per instradare i messaggi. Era economico e permetteva di collegare facilmente centinaia di workstation: gli ingegneri del PARC semplicemente stesero un cavo coassiale attraverso l'edificio e aggiunsero collegamenti a esso secondo necessità; era inoltre in grado di trasmettere fino a tre milioni di bit al secondo.
Robert Metcalfe e David Boggs, anni '80, alcuni anni dopo che Metcalfe fondò 3Com per vendere la tecnologia Ethernet
Entro l'autunno del 1974, a Palo Alto era stato implementato e funzionava un prototipo completo dell'ufficio del futuro: il primo lotto di computer Alto, con programmi di disegno, email e word processor, un prototipo di stampante di Starckweiser e una rete Ethernet per collegare tutto questo in rete. Il server di file centrale, che memorizzava dati che non avrebbero potuto essere contenuti nel disco locale dell'Alto, era l'unica risorsa condivisa. Inizialmente, il PARC offriva il controller Ethernet come accessorio aggiuntivo per l'Alto, ma quando il sistema fu avviato, si rese conto che era una parte necessaria; attraverso il coassiale fluiva un flusso costante di messaggi, molti dei quali uscivano dalla stampante: rapporti tecnici, note di servizio o articoli scientifici.
Contemporaneamente allo sviluppo per Alto, un altro progetto del PARC tentò di spingere in una nuova direzione le idee di divisione delle risorse. Il "Sistema Ufficio Online PARC" (POLOS), sviluppato e implementato da Bill English e altri fuggiaschi dal progetto di Doug Engelbart "Sistema Online" (NLS) dell'Istituto di Ricerca di Stanford, consisteva in una rete di microcomputer Data General Nova. Ma invece di dedicare ogni singolo apparecchio a esigenze specifiche dell'utente, in POLOS il lavoro veniva trasferito tra di essi per servire gli interessi del sistema nel suo complesso nel modo più efficace. Un computer poteva occuparsi della generazione di immagini per gli schermi degli utenti, un altro elaborare il traffico ARPANET, un terzo impiegare processori di testo. Ma la complessità e i costi di coordinamento in questo approccio si rivelarono eccessivi, e lo schema crollò sotto il proprio peso.
Nel frattempo, nulla mostrava il rifiuto emotivo di Taylor per l'approccio alla rete condivisione delle risorse meglio della sua accettazione del progetto Alto. Alan Kay, Butler Lampson e altri autori di Alto portarono tutta la potenza di calcolo di cui un utente potrebbe avere bisogno sul suo computer indipendente sulla scrivania, che non doveva condividere con nessuno. La funzione della rete non era fornire accesso a un insieme eterogeneo di risorse informatiche, ma trasferire messaggi tra queste isole indipendenti, o conservarli su qualche lontano approdo – per la stampa o l'archiviazione a lungo termine.
Sebbene sia l'email che ALOHA siano state sviluppate sotto l'egida dell'ARPA, l'emergere dell'Ethernet è stato uno dei diversi segnali emersi negli anni '70 che i network informatici divennero troppo grandi e diversificati per essere dominati da una sola azienda, e seguiremo questa tendenza nel prossimo articolo.
Cosa leggere ancora
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Fonte: habr.com
