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Con l'aiuto di ARPANET, Robert Taylor e Larry Roberts numerosi diversi istituti di ricerca, ognuno dei quali aveva il proprio computer, per il software e l'hardware di cui era completamente responsabile. Tuttavia, il software e l'hardware stessi della rete si trovavano in una zona grigia e non appartenevano a nessuno di questi luoghi. Nel periodo tra il 1967 e il 1968, Roberts, capo del progetto di rete dell'ufficio per la tecnologia dell'informazione (Information Processing Technology Office, IPTO), doveva determinare a chi costruire e mantenere la rete e dove dovessero trovarsi i confini tra la rete e gli istituti.
Scetticismi
Il problema della strutturazione della rete era, almeno, tanto politico quanto tecnico. I dirigenti scientifici dei centri di ricerca dell'ARPA in generale non approvavano l'idea di ARPANET. Alcuni hanno chiaramente dimostrato di non avere alcun desiderio di unirsi alla rete in qualsiasi momento; pochi di loro erano entusiasti. Ogni centro avrebbe dovuto fare notevoli sforzi per permettere ad altri di utilizzare il loro computer molto costoso e molto raro. Tale concessione di accesso mostrava chiari difetti (perdita di una risorsa preziosa), mentre i suoi potenziali vantaggi rimanevano indefiniti e nebulosi.
Lo stesso scetticismo riguardo all'accesso condiviso alle risorse aveva affondato il progetto di rete dell'Università della California, Los Angeles, alcuni anni fa. Tuttavia, in questo caso, l'ARPA aveva molte più leve di influenza, poiché pagava direttamente per tutte queste preziose risorse informatiche, e continuava a mantenere il controllo su tutti i flussi di denaro legati ai programmi di ricerca associati. E sebbene non ci fossero state minacce dirette, non erano stati espressi avvertimenti del tipo “altrimenti”, la situazione era estremamente chiara: in un modo o nell'altro, l'ARPA intendeva costruire la propria rete per collegare macchine che, di fatto, appartenevano ancora a essa.
Il momento è arrivato durante l'incontro dei responsabili scientifici a Et Arbor, in Michigan, nella primavera del 1967. Roberts presentò il suo piano per creare una rete che collegasse diversi computer in ciascuno dei centri. Annunciò che ogni responsabile fornirà al proprio computer locale un software di rete speciale, che verrà utilizzato per contattare altri computer attraverso la rete telefonica (questo avvenne ancora prima che Roberts venisse a conoscenza dell'idea ). La risposta fu un dibattito carico di timori. Tra i meno inclini ad adottare questa idea c'erano i maggiori centri, che già gestivano importanti progetti sponsorizzati da IPTO, il principale dei quali era il MIT. I ricercatori del MIT, che si trovavano in una posizione privilegiata grazie ai fondi ricevuti per lo sviluppo del sistema di divisione del tempo Project MAC e del laboratorio di intelligenza artificiale, non vedevano alcun vantaggio nello condividere le risorse durevolmente acquisite con chiunque provenisse da ovest.
E, indipendentemente dal loro stato, ogni centro coltivava le proprie idee. Ognuno aveva i propri programmi e hardware unici, e era difficile comprendere come potessero persino stabilire una connessione minima tra di loro, figuriamoci una vera e propria collaborazione. Solo la scrittura e l'esecuzione di programmi di rete per le loro macchine avrebbe occupato un notevole quantitativo di tempo e risorse di calcolo.
Ironico, ma stranamente appropriato, è il fatto che la soluzione a questi problemi sociali e tecnici, proposta da Roberts, provenisse da Wes Clark, una persona che guardava con disprezzo sia alla divisione del tempo che alle reti. Clark, sostenitore dell'idea donchisciottesca di fornire un computer personale a ogni individuo, non aveva alcuna intenzione di condividere le risorse informatiche con nessuno, e mantenne il suo stesso campus, l'Università di Washington a St. Louis, lontano dalla rete ARPANET per ancora molti anni. Non sorprende quindi che sia stato proprio lui a progettare una rete che non aggiungeva un carico significativo sulle risorse di calcolo di ciascun centro e non richiedeva a ognuno di loro di sprecare energie nella creazione di software specifico.
Clark propose di inserire in ciascuno dei centri un mini-computer che gestisse tutte le funzioni direttamente collegate alla rete. Ogni centro doveva solo trovare un modo per collegarsi al proprio assistente locale (che in seguito venne chiamato processore di messaggi IMP), ), che poi inviava il messaggio lungo il percorso necessario affinché arrivasse al relativo IMP nel luogo di ricezione. Fondamentalmente, propose che l'ARPA distribuisse computer aggiuntivi gratuiti a ciascun centro, che avrebbero assorbito gran parte delle risorse della rete. All'epoca, quando i computer erano ancora rari e molto costosi, questa proposta era audace. Tuttavia, proprio in quel periodo iniziavano a comparire mini-computer costati solo alcune decine di migliaia di dollari, invece di diverse centinaia, e alla fine la proposta si rivelò sostanzialmente realizzabile (alla fine, ogni IMP costò 45.000 dollari, ovvero circa 314.000 dollari in denaro attuale).
L'approccio che utilizzava gli IMP, alleviando le preoccupazioni dei dirigenti scientifici riguardo al carico della rete sulle loro capacità di calcolo, risolveva anche un altro problema politico dell'ARPA. A differenza degli altri progetti dell'agenzia dell'epoca, la rete non era limitata a un singolo centro di ricerca, dove sarebbe stata diretta da un unico capo. Né l'ARPA aveva le capacità di creare e gestire autonomamente un progetto tecnico su larga scala. Avrebbe dovuto assumere aziende esterne per questo. La presenza degli IMP creava una chiara delineazione delle responsabilità tra la rete gestita da un'agenzia esterna e il computer con gestione locale. Il contraente controllerebbe gli IMP e tutto ciò che intercorre tra di essi, mentre i centri rimanerebbero responsabili dell'hardware e del software sui propri computer.
IMP
Dopo di ciò, Roberts doveva scegliere questo contraente. L'approccio antiquato di Licklider di ottenere un'offerta dal ricercatore preferito direttamente non era adatto in questo caso. Il progetto doveva essere messo in un'asta pubblica, come qualsiasi altro contratto governativo.
Solo a luglio del 1968, Roberts riuscì a definire i dettagli finali della richiesta di offerte. Era trascorso circa mezzo anno da quando si era posizionato l'ultimo pezzo tecnico del puzzle, quando durante una conferenza a Gatlinburg si parlò del sistema di commutazione a pacchetti. I due maggiori produttori di computer, Control Data Corporation (CDC) e International Business Machines (IBM), si rifiutarono immediatamente di partecipare, poiché non disponevano di mini-computer economici adatti al ruolo di IMP.
Honeywell DDP-516
Tra i partecipanti rimanenti, la maggior parte scelse il nuovo computer della Honeywell, anche se alcuni propendono a favore . L'opzione Honeywell era particolarmente allettante, poiché disponeva di un'interfaccia di input/output progettata specificamente per lavorare con sistemi in tempo reale, per applicazioni come il controllo di macchinari industriali. Per le comunicazioni, naturalmente, era necessaria anche una precisione corrispondente: se il computer non riceveva un messaggio in entrata mentre era impegnato in un'altra attività, non c'era una seconda possibilità per catturarlo.
Entro la fine dell'anno, dopo aver riflettuto seriamente sulla candidatura di Raytheon, Roberts assegnò il compito a una crescente azienda di Cambridge, fondata da Bolt, Beranek e Newman. L'albero genealogico del computing interattivo era a quel punto estremamente radicato, e si poteva accusare Roberts di nepotismo per la scelta di BBN. Licklider portò il computing interattivo in BBN prima di diventare il primo direttore dell'IPTO, seminando i semi della sua rete intergalattica e formando persone come Roberts. Senza l'influenza di Lick, ARPA e BBN non sarebbero state né interessate né capaci di sostenere il progetto ARPANET. Inoltre, una parte chiave del team raccolto da BBN per creare la rete basata su IMP proveniva direttamente o indirettamente dai laboratori di Lincoln: Frank Hart (capo del team), Dave Walden, e Severo Ornstein. Proprio nei laboratori, Roberts era in scuola di specializzazione, e proprio lì un incontro casuale tra Lick e Wes Clark suscitò il suo interesse per i computer interattivi.
Tuttavia, sebbene questa situazione potesse apparire come una collusione, in realtà il team BBN era altrettanto ben predisposto a lavorare in tempo reale quanto il Honeywell 516. A Lincoln, lavorarono su computer collegati a sistemi radar: un altro esempio di applicazione in cui i dati non aspettano che il computer sia pronto. Hart, ad esempio, lavorò su un computer Whirlwind quando era ancora studente negli anni '50, si unì al progetto SAGE, e trascorse in totale 15 anni nei laboratori di Lincoln. Ornstein lavorò sul protocollo incrociato SAGE, che trasferiva dati di tracciamento radar da un computer a un altro, e successivamente lavorò sul LINC di Wes Clark, un computer progettato per assistere gli scienziati direttamente in laboratorio, elaborando dati in tempo reale. Crowther, ora più noto come autore del gioco testuale , trascorse dieci anni a creare sistemi in tempo reale, inclusa una stazione mobile di comunicazione satellitare con un piccolo computer che gestiva l'antenna e elaborava i segnali in ingresso.
Il team IMP di BBN. Frank Hart è l'uomo al centro, di età avanzata. Ornstein si trova a destra, accanto a Crowther.
L'IMP era responsabile della comprensione e gestione del routing e della consegna dei messaggi da un computer a un altro. Un computer poteva inviare fino a 8000 byte alla volta a un IMP locale, insieme all'indirizzo del destinatario. L'IMP quindi suddivideva il messaggio in pacchetti più piccoli, che venivano trasferiti indipendentemente all'IMP di destinazione attraverso linee che supportavano una velocità di 50 kbit/s, affittate da AT&T. L'IMP ricevente raccoglieva il messaggio pezzo per pezzo e lo consegnava al proprio computer. Ogni IMP conteneva una tabella che teneva traccia di quale dei suoi vicini avesse il percorso più veloce per raggiungere qualsiasi obiettivo possibile. Questa veniva aggiornata dinamicamente sulla base delle informazioni ricevute da questi vicini, comprese informazioni su quando un vicino non era disponibile (in tal caso, il ritardo per l'invio in quella direzione veniva considerato infinito). Per soddisfare le esigenze di velocità e capacità, stabilite da Roberts per tutti questi processi di elaborazione, il team di Hart ha creato un codice ad arte. L'intero programma di elaborazione per l'IMP occupava solo 12.000 byte; la parte che gestiva le tabelle di routing occupava solo 300.
Il team ha anche adottato alcune misure precauzionali, considerando che assegnare un team di supporto a ciascun IMP sul campo era impraticabile.
In primo luogo, hanno dotato ogni computer di dispositivi per il monitoraggio e la gestione remota. Oltre al riavvio automatico, che si avviava dopo ogni interruzione di corrente, gli IMP erano programmati per poter riavviare i vicini, inviando loro nuove versioni del software operativo. Per aiutare con il debug e l'analisi, gli IMP potevano, su comando, iniziare a fare snapshot del loro stato corrente a intervalli regolari. Inoltre, a ciascun pacchetto, l'IMP allegava una parte per il suo tracciamento, consentendo di registrare log più dettagliati. Con tutte queste funzionalità, molti problemi potevano essere risolti direttamente dall'ufficio di BBN, che fungeva da centro di gestione, da cui era possibile osservare lo stato dell'intera rete.
In secondo luogo, hanno richiesto a Honeywell una versione militare del computer 516, dotata di una scocca spessa che lo proteggeva dalle vibrazioni e da altre minacce. BBN voleva principalmente farlo notare ai curiosi studenti post-laurea, ma nulla segnava così chiaramente il confine tra i computer locali e la sottorete gestita da BBN come questa carcassa blindata.
I primi armadi rinforzati, delle dimensioni di un frigorifero, arrivarono alla California University di Los Angeles (UCLA) il 30 agosto 1969, solo 8 mesi dopo che BBN aveva ottenuto il suo contratto.
Host
Roberts decise di avviare la rete con quattro host: oltre a UCLA, un IMP sarebbe stato installato poco più a nord presso la California University di Santa Barbara (UCSB), un altro presso il Stanford Research Institute (SRI) nel nord della California, e l'ultimo all'Università dello Utah. Tutti erano istituti di secondo piano della costa occidentale che cercavano di affermarsi nel campo del calcolo scientifico. Le connessioni familiari continuavano a funzionare, poiché due dei supervisori scientifici, di UCLA e dell'Università dello Utah, erano anche ex colleghi di Roberts nei laboratori di Lincoln.
A due host, Roberts assegnò ulteriori funzioni legate alla rete. Dag Engelbart del SRI si era già proposto nel 1967 durante una riunione di dirigenti di creare un centro di informazione di rete. Utilizzando un complesso sistema di estrazione delle informazioni presso il SRI, intendeva creare un elenco telefonico di ARPANET: una raccolta ordinata di informazioni su tutte le risorse disponibili sui vari nodi, offrendo accesso a tutti i membri della rete. Considerando l'esperienza di Kleinrock nell'analisi del traffico di rete, Roberts nominò UCLA centro di misura dell'attività di rete (NMC). Per Kleinrock e UCLA, ARPANET doveva diventare non solo uno strumento pratico, ma anche un esperimento, i cui dati potessero essere estratti e generalizzati per applicare le conoscenze acquisite per migliorare il progetto della rete e i suoi successori.
Tuttavia, più importante per lo sviluppo dell'ARPANET rispetto a queste due nomine, è stata una comunità più informale e sfocata di studenti di dottorato nota come "network working group" (NWG). La sottorete di IMP permetteva a qualsiasi host nella rete di inviare un messaggio in modo affidabile a qualsiasi altro; il compito del NWG era di sviluppare un linguaggio comune o un insieme di linguaggi che gli host potessero utilizzare per comunicare. Li hanno chiamati "protocolli host". Il termine "protocollo", preso in prestito dai diplomatici, è stato applicato alle reti per la prima volta nel 1965 da Roberts e Tom Marill per descrivere sia il formato dei dati che i passi algoritmici che definiscono come due computer comunichino tra loro.
Sotto la guida informale ma effettiva di Steve Crocker della UCLA, il NWG iniziò a incontrarsi regolarmente nella primavera del 1969, circa sei mesi prima dell'arrivo del primo IMP. Crocker è nato e cresciuto nell'area di Los Angeles, ha frequentato la Van Nuys High School, essendo coetaneo di due dei suoi futuristi colleghi del NWG, Vint Cerf e Jon Postel. Per registrare i risultati di alcuni incontri del gruppo, Crocker ha sviluppato uno dei pilastri della cultura ARPANET (e del futuro internet), le request for comments [proposta di lavoro].Il suo RFC 1, pubblicato il 7 aprile 1969 e distribuito a tutti i futuri nodi dell'ARPANET via posta tradizionale, ha raccolto le prime discussioni del gruppo riguardo alla progettazione del software per il protocollo host. Nell'RFC 3, Crocker ha continuato la descrizione, definendo in modo piuttosto vago il processo di emissione di tutti i futuri RFC:
È meglio inviare commenti in tempo piuttosto che perfezionarli. Si accettano opinioni filosofiche senza esempi o altre specifiche, determinate proposte o tecnologie di implementazione senza descrizioni introduttive o chiarimenti contestuali, domande specifiche senza tentativi di risposta. La lunghezza minima per una nota del NWG è di una sola frase. Speriamo di favorire lo scambio di opinioni e discussioni su idee informali.
Come per la richiesta di preventivo [запрос котировок] (RFQ), il metodo standard per richiedere offerte sui contratti governativi, l'RFC ha accolto qualsiasi reazione, ma, a differenza dell'RFQ, ha anche invitato al dialogo. Ogni membro della comunità distribuita NWG poteva presentare un RFC e utilizzare questa opportunità per discutere, porre domande o criticare le proposte precedenti. Ovviamente, come in ogni comunità, alcune opinioni venivano elevate rispetto ad altre e nelle fasi iniziali, l'opinione di Crocker e del suo principale gruppo di collaboratori godeva di grande autorità. Nel luglio del 1971, Crocker lasciò l'UCLA, essendo ancora uno studente di post-laurea, per assumere il ruolo di manager del programma in IPTO. Con a disposizione importanti sovvenzioni di ricerca da ARPA, egli, volente o nolente, esercitava un'influenza indiscutibile.
Jon Postel, Steve Crocker e Vint Cerf – compagni di classe e colleghi nel NWG; anni successivi
Il piano originale del NWG prevedeva l'introduzione di due protocolli. Il login remoto (telnet) permetteva a un computer di funzionare come terminale, collegato al sistema operativo di un altro, estendendo un ambiente interattivo di qualsiasi sistema con accesso ad ARPANET a migliaia di chilometri, a qualsiasi utente della rete. Il protocollo di trasferimento file FTP permetteva a un computer di trasferire un file, ad esempio, un programma utile o un insieme di dati, su un'unità di archiviazione di un altro sistema o da essa. Tuttavia, per insistenza di Roberts, il NWG aggiunse un terzo protocollo di base a questi due, stabilendo una connessione fondamentale tra due host. Fu chiamato programma di controllo della rete (NCP). Ora la rete aveva tre livelli di astrazione: una sottorete di pacchetti gestita dall'IMP in fondo, una connessione tra host garantita dal NCP al centro, e i protocolli delle applicazioni (FTP e telnet) in cima.
Fallimento?
Solo nell'agosto del 1971, il NCP fu completamente definito e implementato in tutta la rete, che in quel momento era composta da quindici nodi. Seguirono presto le implementazioni del protocollo telnet, e la prima definizione stabile di FTP apparve un anno dopo, nell'estate del 1972. Se si valuta lo stato dell'ARPANET in quel periodo, alcuni anni dopo il suo lancio iniziale, si potrebbe considerare un fallimento rispetto al sogno di condivisione delle risorse concepito da Licklider e realizzato praticamente dal suo protetto, Robert Taylor.
Per cominciare, era semplicemente difficile determinare quali risorse esistessero nella rete e fossero disponibili. Il centro informazioni della rete utilizzava un modello di partecipazione volontaria: ogni nodo doveva fornire autonomamente informazioni aggiornate sulla disponibilità di dati e programmi. E sebbene tutti avrebbero beneficiato di tali azioni, ogni singolo nodo non aveva una forte motivazione a promuovere le proprie risorse e concedere accesso, senza contare la fornitura di documentazione o consulenze aggiornate. Pertanto, il NIC non riuscì a diventare l'elenco di risorse della rete. Probabilmente, la sua funzione più importante nei primi anni fu quella di garantire l'hosting elettronico di un numero crescente di RFC.
Anche se, supponiamo, Alice dell'UCLA fosse a conoscenza di una risorsa utile al MIT, sorgeva un ostacolo più serio. Telnet permetteva ad Alice di accedere allo schermo di login del MIT, ma non oltre. Affinché Alice potesse realmente accedere a un programma al MIT, doveva prima accordarsi offline con il MIT affinché le creassero un'account sui loro computer, cosa che richiedeva solitamente la compilazione di moduli cartacei in entrambe le istituzioni e un accordo di finanziamento per coprire i costi dell'uso delle risorse informatiche del MIT. A causa dell'incompatibilità tra hardware e software di sistema tra i nodi, il trasferimento di file spesso non aveva molto senso, poiché non si potevano eseguire programmi dai computer remoti sul proprio.
Ironico che il successo più significativo della divisione delle risorse non sia avvenuto nell'ambito della divisione interattiva del tempo, per la quale è stata creata ARPANET, ma nell'ambito del trattamento dati tradizionale e non interattivo. UCLA ha aggiunto la sua macchina IBM 360/91, precedentemente inattiva, alla rete per il processamento batch dei dati, fornendo consulenze telefoniche per supportare gli utenti remoti, il che ha generato un reddito significativo per il centro computazionale. Il supercomputer ILLIAC IV dell'università dell'Illinois, sponsorizzato da ARPA, e il Datacomputer della Computer Corporation of America a Cambridge hanno anche trovato clienti remoti attraverso ARPANET.
Tuttavia, tutti questi progetti non si sono nemmeno avvicinati a un utilizzo completo della rete. Nell'autunno del 1971, con 15 host online, la rete nel suo insieme trasmetteva attraverso ogni nodo in media 45 milioni di bit, ovvero 520 bit/s su una rete di linee affittate a AT&T con una larghezza di banda di 50.000 bit/s. Inoltre, gran parte di questo traffico era di controllo e generato dal centro di misurazione della rete di UCLA. Oltre all'entusiasmo di alcuni dei primi utenti (ad esempio, Steve Karp, che utilizzava quotidianamente un PDP-10 presso l'università dello Utah, da Palo Alto), poco accadeva in ARPANET. Da un punto di vista moderno, forse l'evento più interessante è stato il lancio della biblioteca digitale 'Progetto Gutenberg' nel dicembre del 1971, organizzato da Michael Hart, studente dell'università dell'Illinois.
Ma ben presto ARPANET è stata salvata dalle accuse di stagnazione da un terzo protocollo applicativo: un piccolo pezzo chiamato email.
Cosa leggere ancora
• Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
• Katie Hafner e Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late: The Origins of the Internet (1996)
Fonte: habr.com
