🥇インターネットの歴史: ARPANET - サブネット

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ARPANET の使用 Robert Taylor と Larry Roberts 団結するつもりだった多くのさまざまな研究機関が独自のコンピュータを持ち、ソフトウェアとハードウェアについてはすべての責任を負っていました。しかし、ネットワーク自体のソフトウェアとハードウェアは霧の中間領域にあり、これらの場所のいずれにも属していませんでした。 1967 年から 1968 年にかけて、情報処理技術局 (IPTO) ネットワークプロジェクトの責任者であるロバーツは、誰がネットワークを構築し維持するのか、そしてネットワークと機関の間の境界はどこにあるのかを決定する必要がありました。

懐疑論者

ネットワークを構築するという問題は、少なくとも技術的なものと同じくらい政治的なものでした。 ARPA の研究責任者は概して ARPANET のアイデアに不承認でした。いつでもネットワークに参加する意思がないことを明らかに示した人もいました。熱心な人はほとんどいませんでした。各センターは、非常に高価で非常に希少なコンピューターを他の人が使用できるようにするために真剣な努力をする必要があります。このアクセスの提供は明らかな欠点 (貴重なリソースの損失) を示しましたが、その潜在的な利点は漠然とした曖昧なままでした。

リソースへの共有アクセスに対する同様の懐疑により、数年前に UCLA ネットワーキングプロジェクトが沈没しました。ただし、この場合、ARPA はこれらすべての貴重なコンピューターリソースを直接支払い、関連する研究プログラムのすべてのキャッシュフローに関与し続けたため、はるかに大きな影響力を持っていました。そして、直接的な脅迫はなかったものの、「あるいはそうでない」という発言もなかったが、状況は非常に明らかだった。何らかの方法で、ARPA が、実際にはまだ ARPA に属していたマシンを統合するネットワークを構築しようとしていたのだ。

その瞬間は、1967 年の春、ミシガン州アトアーバーで開催された科学責任者会議で起こりました。ロバーツは、各センターのさまざまなコンピューターを接続するネットワークを構築する計画を発表しました。彼は、各幹部が自分のローカルコンピューターに特別なネットワークソフトウェアを提供し、それを使用して電話網経由で他のコンピューターに電話をかけることになると発表しました (これはロバーツがそのアイデアを知る前のことでした) パケット交換）。その答えは論争と恐怖でした。このアイデアを実行することに最も関心がなかったのは、IPTO が支援する大規模プロジェクトにすでに取り組んでいた最大規模のセンターであり、その主要プロジェクトは MIT でした。 MIT の研究者たちは、Project MAC タイムシェアリングシステムと人工知能研究室からの資金で潤沢だったが、苦労して得たリソースを西洋のリフラフと共有することに何のメリットもないと考えていた。

そして、そのステータスに関係なく、各センターは独自のアイデアを大切にしていました。それぞれが独自のソフトウェアと機器を持っており、実際に共同作業することはおろか、相互に基本的なコミュニケーションを確立する方法さえ理解するのが困難でした。マシン用のネットワークプログラムを作成して実行するだけでも、かなりの時間とコンピューティングリソースが消費されます。

これらの社会的および技術的問題に対するロバーツの解決策が、タイムシェアリングとネットワークの両方を嫌っていたウェス・クラークによってもたらされたことは、皮肉だが驚くほど適切でもあった。クラーク氏は、全員にパーソナルコンピュータを与えるという奇想天外なアイデアの提唱者でしたが、コンピューティングリソースを誰とも共有するつもりはなく、セントルイスにある自身のキャンパスであるワシントン大学を今後何年もの間、ARPANET から遠ざけていました。したがって、各センターのコンピューティングリソースに大きな負荷を与えず、各センターが特別なソフトウェアの作成に労力を費やす必要のないネットワーク設計を開発したのが彼であることは驚くべきことではありません。

クラーク氏は、ネットワークに直接関係するすべての機能を処理するために、各センターにミニコンピューターを配置することを提案しました。各センターは、ローカルアシスタント (後にインターフェイスメッセージプロセッサーと呼ばれるようになる) に接続する方法を見つけ出すだけで済みました。 IMP)、メッセージは正しいルートに沿って送信され、受信場所の適切な IMP に到達します。基本的に、同氏は ARPA が追加の無料コンピュータを各センターに配布し、ネットワークリソースのほとんどを占有することになると提案しました。コンピューターがまだ珍しく、非常に高価だった当時、この提案は大胆でした。しかしちょうどそのとき、数百ドルではなく数万ドルで済むミニコンピュータが登場し始め、最終的にこの提案は原理的には実現可能であることが判明した（最終的に各 IMP のコストは 45 ドル、つまり当時の価格では約 000 ドルとなった）今日のお金）。

IMP のアプローチは、コンピューティング能力に対するネットワーク負荷に関する科学リーダーの懸念を軽減すると同時に、ARPA の別の政治的問題にも対処しました。当時の政府機関の他のプロジェクトとは異なり、このネットワークは XNUMX つの研究センターに限定されず、XNUMX 人の上司によって運営されていました。また、ARPA 自体には、大規模な技術プロジェクトを独立して直接作成および管理する能力がありませんでした。これを行うには外部の会社を雇う必要があります。 IMP の存在により、外部エージェントによって管理されるネットワークとローカルに制御されるコンピュータとの間に明確な責任分担が生まれました。請負業者は IMP とその間にあるすべてのものを制御し、センターは引き続き独自のコンピューター上のハードウェアとソフトウェアに対して責任を負います。

IMP

ロバーツ氏はその請負業者を選択する必要がありました。お気に入りの研究者から直接提案を説得するというリックライダーの昔ながらのアプローチは、この場合には当てはまらなかった。このプロジェクトは、他の政府との契約と同様に、公売にかけられなければなりませんでした。

ロバーツ氏が入札の最終詳細を明らかにすることができたのは、1968 年 XNUMX 月のことだった。ガトリンバーグでのカンファレンスでパケット交換システムが発表され、パズルの最後の技術的なピースがはまってから約 XNUMX か月が経過しました。 XNUMX つの最大のコンピュータメーカーである Control Data Corporation (CDC) と International Business Machines (IBM) は、IMP の役割に適した安価なミニコンピュータを持っていなかったため、直ちに参加を拒否しました。

ハネウェルDDP-516

残りの参加者のうち、大多数が新しいコンピュータを選択しました DDP-516 ハネウェルからのものであったが、支持する傾向にあった人もいたデジタルPDP-8。ハネウェルのオプションは、産業用制御などのアプリケーションのリアルタイムシステム向けに特別に設計された I/O インターフェイスを備えていたため、特に魅力的でした。もちろん、通信には適切な精度も必要です。コンピューターが他の作業で忙しいときに受信メッセージを見逃した場合、それをキャッチする二度目のチャンスはありません。

年末までに、レイセオンを真剣に検討したロバーツは、ボルト、ベラネック、ニューマンが設立した成長を続けるケンブリッジの会社にその仕事を割り当てました。この時点でインタラクティブコンピューティングの家系図は非常に定着しており、ロバーツ氏が BBN を選んだことで縁故主義で簡単に非難される可能性がありました。 Licklider 氏は、IPTO の初代所長になる前に、BBN にインタラクティブコンピューティングをもたらし、銀河間ネットワークの種をまき、Roberts のような人々を指導しました。リーク氏の影響力がなければ、ARPA と BBN は ARPANET プロジェクトに興味もサービスも提供できなかったでしょう。さらに、IMP ベースのネットワークを構築するために BBN によって集められたチームの主要なメンバーは、直接的または間接的にリンカーン研究所から来ています: Frank Hart (チームリーダー)、Dave Walden、ウィル・クラウザーそしてノース・オーンスタイン。ロバーツ自身が大学院に通っていたのはこの研究室であり、そこでリークがウェス・クラークと偶然出会ったことが対話型コンピューターへの興味を引き起こした。

しかし、状況は共謀のように見えたかもしれませんが、実際には、BBN チームはハネウェル 516 と同じくらいリアルタイム作業に適していました。リンカーンでは、彼らはレーダーシステムに接続されたコンピュータで作業していました。これも、次のアプリケーションの例です。データはコンピュータの準備が整うまで待機しません。たとえば、ハートは 1950 年代に学生として Whirlwind コンピュータに取り組み、SAGE プロジェクトに参加し、リンカーン研究所で合計 15 年間を過ごしました。オーンスタインは、レーダー追跡データをあるコンピューターから別のコンピューターに転送する SAGE クロスプロトコルに取り組み、その後、科学者が研究室でオンラインでデータを直接操作できるように設計されたコンピューター、ウェスクラークの LINC に取り組みました。クラウザーは現在、テキストゲームの作者として最もよく知られています。巨大洞窟アドベンチャーは、アンテナを制御して受信信号を処理する小型コンピューターを備えた移動衛星通信局であるリンカーン端末実験を含む、リアルタイムシステムの構築に XNUMX 年を費やしました。

BBN の IMP チーム。フランク・ハートは高齢者センターの男性です。オーンスタインはクラウザーの隣の右端に立っています。

IMP は、あるコンピュータから別のコンピュータへのメッセージのルーティングと配信を理解し、管理する責任がありました。コンピュータは、宛先アドレスとともにローカル IMP に一度に最大 8000 バイトを送信できます。次に、IMP はメッセージを小さなパケットにスライスし、AT&T からリースされた 50 kbps 回線を介してターゲット IMP に独立して送信しました。受信側 IMP はメッセージをつなぎ合わせて、自分のコンピュータに配信しました。各 IMP は、近隣のどの IMP が可能な目標に到達する最速のルートを持っているかを追跡するテーブルを保持していました。これは、近隣が到達不能であるという情報を含む、これらの近隣から受信した情報に基づいて動的に更新されました (この場合、その方向への送信の遅延は無限であると見なされます)。このすべての処理に対する Roberts の速度とスループットの要件を満たすために、Hart のチームは芸術レベルのコードを作成しました。 IMP の処理プログラム全体が占有するバイトはわずか 12 バイトでした。ルーティングテーブルを扱う部分はわずか 000 しか占めませんでした。

また、現場の各 IMP にサポートチームを専任させるのは現実的ではないことを考慮して、チームはいくつかの予防措置を講じました。

まず、各コンピュータに遠隔監視および制御用のデバイスを装備しました。停電のたびに開始される自動再起動に加えて、IMP は、オペレーティングソフトウェアの新しいバージョンを送信することによって近隣ノードを再起動できるようにプログラムされていました。デバッグと分析を支援するために、IMP はコマンドに応じて、現在の状態のスナップショットを定期的に取得し始めることができます。また、各 IMP パッケージにはそれを追跡するためのパーツが付属しており、より詳細な作業ログを書くことが可能になりました。これらすべての機能により、ネットワーク全体のステータスを確認できるコントロールセンターとして機能する BBN オフィスから多くの問題を直接解決できます。

次に、振動やその他の脅威から保護するために厚いケースを備えた軍用バージョンの 516 をハネウェルに要求しました。 BBN は基本的に、これが好奇心旺盛な大学院生に対する「近づかないでください」というサインになることを望んでいましたが、この装甲殻のように、ローカルコンピューターと BBN が運営するサブネットとの間の境界を明確に示すものはありませんでした。

冷蔵庫ほどの大きさの最初の強化キャビネットは、BBN が契約を受け取ってからわずか 30 か月後の 1969 年 8 月 XNUMX 日にカリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA) の現場に到着しました。

ホスト

ロバーツ氏は、UCLA に加えて、海岸のすぐ上にあるカリフォルニア大学サンタバーバラ校 (UCSB) とカリフォルニア北部のスタンフォード研究所 (SRI) に IMP を設置し、XNUMX つのホストでネットワークを開始することにしました。最後はユタ大学で。これらはすべて西海岸の二流機関であり、科学技術コンピューティングの分野で何とか自分たちの存在を証明しようとしていました。家族の絆は科学監督のうちのXNUMX人として機能し続けました。レン・クラインロック UCLAからとアイヴァン・サザーランドユタ大学出身の彼らは、リンカーン研究所のロバーツの古い同僚でもありました。

Roberts は 1967 つのホストに追加のネットワーク関連機能を提供しました。 XNUMX 年に遡ると、SRI の Doug Englebart は指導者会議でネットワーク情報センターの設立を志願しました。 SRI の高度な情報検索システムを使用して、彼は ARPANET ディレクトリの作成に着手しました。ARPANET ディレクトリは、さまざまなノードで利用可能なすべてのリソースに関する情報の組織的なコレクションであり、ネットワーク上の誰もがそれを利用できるようにします。ネットワークトラフィック分析におけるクラインロックの専門知識を考慮して、ロバーツ氏は UCLA をネットワーク測定センター (NMC) として指定しました。クラインロックと UCLA にとって、ARPANET は実用的なツールであるだけでなく、データを抽出して編集できる実験でもあり、得られた知識をネットワーク設計とその後継の改善に適用できるようにすることを目的としていました。

しかし、ARPANET の発展にとって、これら 1965 つの任命よりも重要だったのは、ネットワークワーキンググループ (NWG) と呼ばれる、より非公式で緩やかな大学院生のコミュニティでした。 IMP のサブネットにより、ネットワーク上のすべてのホストが他のホストにメッセージを確実に配信できるようになりました。 NWG の目標は、ホストがコミュニケーションに使用できる共通言語または一連の言語を開発することでした。彼らはそれらを「ホストプロトコル」と呼びました。外交官から借用した「プロトコル」という名前は、XNUMX 年にロバーツとトム・マリルによって初めてネットワークに適用され、データ形式と、XNUMX 台のコンピューターが相互に通信する方法を決定するアルゴリズム手順の両方を説明しました。

NWG は、UCLA のスティーブクロッカーの非公式ではあるが効果的なリーダーシップの下、最初の IMP の約 1969 か月前の XNUMX 年の春に定期的に会合を開き始めました。ロサンゼルス地域で生まれ育ったクロッカーはヴァン・ナイズ高校に通い、将来のNWGバンド仲間となるヴィント・サーフとジョン・ポステルのXNUMX人と同い年だった。グループの会議のいくつかの結果を記録するために、Crocker は ARPANET 文化 (および将来のインターネット) の基礎の XNUMX つであるコメントの要求 [作業提案] (RFC）。彼の RFC 1 は 7 年 1969 月 3 日に公開され、クラシックメール経由で将来のすべての ARPANET ノードに配布され、ホストプロトコルソフトウェア設計に関するグループの初期の議論がまとめられました。 RFC XNUMX では、Crocker は説明を続け、将来のすべての RFC の設計プロセスを非常に曖昧に定義しました。

コメントを完璧に仕上げるよりも、時間通りにコメントを送信する方が良いでしょう。例やその他の詳細のない哲学的な意見、導入説明や文脈の説明のない具体的な提案や実装技術、それに答える試みのない具体的な質問は受け入れられます。 NWG からのメモの最小長は XNUMX 文です。私たちは非公式なアイデアについての交換や議論を促進したいと考えています。

政府契約の入札を求める標準的な方法である見積依頼 (RFQ) と同様に、RFC はフィードバックを歓迎しましたが、RFQ とは異なり、対話も促しました。分散型 NWG コミュニティの誰もが RFC を提出し、この機会を利用して以前の提案について議論、質問、または批判することができます。もちろん、他のコミュニティと同様に、一部の意見は他の意見よりも重視され、初期の頃、クロッカーと彼の中心となる仲間グループの意見は非常に大きな権威を持っていました。 1971 年 XNUMX 月、クロッカーは大学院生のまま UCLA を去り、IPTO のプログラムマネージャーの職に就きました。 ARPA からの主要な研究助成金を自由に利用できるため、彼は意識的にせよ無意識にせよ、否定できない影響力を持っていました。

Jon Postel、Steve Crocker、Vint Cerf は NWG のクラスメートであり同僚です。後年

当初の NWG 計画では XNUMX つのプロトコルが必要でした。リモートログイン (telnet) を使用すると、あるコンピュータが別のコンピュータのオペレーティングシステムに接続された端末として機能し、ARPANET に接続されたシステムのインタラクティブ環境を、ネットワーク上の任意のユーザーに数千キロメートルのタイムシェアリングで拡張できます。 FTP ファイル転送プロトコルを使用すると、あるコンピュータが、有用なプログラムやデータセットなどのファイルを、別のシステムのストレージとの間で転送できるようになります。しかし、Roberts 氏の主張により、NWG はこれら XNUMX つをサポートする XNUMX 番目の基本プロトコルを追加し、XNUMX つのホスト間の基本的な接続を確立しました。これはネットワーク制御プログラム (NCP) と呼ばれていました。現在、ネットワークには XNUMX つの抽象化層があります。最下部には IMP によって管理されるパケットサブネット、中間には NCP によって提供されるホスト間通信、そして最上部にはアプリケーションプロトコル (FTP および Telnet) があります。

失敗？

NCP が完全に定義され、当時 1971 のノードで構成されていたネットワーク全体に実装されたのは、1972 年 XNUMX 月のことでした。その後すぐに Telnet プロトコルの実装が行われ、FTP の最初の安定した定義は XNUMX 年後の XNUMX 年の夏に登場しました。最初に開始されてから数年後の当時の ARPANET の状態を評価すると、次のようになります。リックライダーが思い描き、彼の弟子であるロバート・テイラーによって実行された分離資源の夢と比較すると、これは失敗であると考えられていました。

まず、オンラインに存在する使用可能なリソースを把握するのが非常に困難でした。ネットワークの情報センターは自発的参加モデルを使用しており、各ノードはデータとプログラムの利用可能性に関する最新情報を提供する必要がありました。このようなアクションは誰もが恩恵を受けるでしょうが、個々のノードにとって、最新のドキュメントやアドバイスを提供することはおろか、そのリソースへのアクセスを宣伝したり提供したりするインセンティブはほとんどありませんでした。したがって、NIC はオンラインディレクトリになることができませんでした。おそらく初期の最も重要な機能は、増え続ける RFC セットの電子ホスティングを提供することでした。

たとえば、UCLA のアリスが MIT に有用なリソースの存在を知っていたとしても、さらに深刻な障害が現れます。 Telnet を使用すると、アリスは MIT ログイン画面にアクセスできましたが、それ以上はできませんでした。アリスが実際に MIT のプログラムにアクセスするには、まず MIT とオフラインで交渉して、コンピューター上にアカウントを設定する必要があります。これには通常、両機関で紙のフォームに記入し、その費用を支払うための資金提供契約が必要です。 . MIT コンピュータリソースの使用。また、ノード間のハードウェアとシステムソフトウェアの間に互換性がないため、リモートコンピュータから自分のコンピュータでプログラムを実行できないため、ファイルを転送してもあまり意味がないことがよくありました。

皮肉なことに、リソース共有の最も重要な成功は、ARPANET が作成された対話型タイムシェアリングの領域ではなく、昔ながらの非対話型データ処理の領域にありました。 UCLA は、アイドル状態の IBM 360/91 バッチ処理マシンをネットワークに追加し、リモートユーザーをサポートするために電話相談を提供し、コンピュータセンターに多大な収益をもたらしました。 ARPA がスポンサーとなっているイリノイ大学の ILLIAC IV スーパーコンピューターと、ケンブリッジにある Computer Corporation of America のデータコンピューターも、ARPANET を介してリモートクライアントを見つけました。

しかし、これらのプロジェクトはすべて、ネットワークを完全に活用する段階には至っていませんでした。 1971 年の秋、15 台のホストがオンラインで、ネットワーク全体はノードあたり平均 45 万ビット、つまり AT&T の 520 bps 専用回線のネットワーク上で 50 bps を送信していました。さらに、このトラフィックのほとんどは、UCLA のネットワーク測定センターによって生成されたテストトラフィックでした。一部の初期ユーザー (パロアルトのユタ大学で PDP-000 を毎日使用している Steve Cara など) の熱意を除けば、ARPANET ではほとんど何も起こりませんでした。現代の観点から見ると、おそらく最も興味深い発展は、10 年 1971 月にイリノイ大学の学生マイケルハートによって組織されたプロジェクトグッテンバーグデジタルライブラリの立ち上げでした。

しかしすぐに、ARPANET は XNUMX 番目のアプリケーションプロトコル、つまり電子メールと呼ばれる小さなものによって衰退の非難から救われました。

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• ジャネット・アベート、インターネットの発明 (1999)
• ケイティ・ハフナーとマシュー・ライアン、魔法使いが夜更かしする場所: インターネットの起源 (1996)

出所： habr.com

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