Interneta vēsture: ARPANET – apakštīkls

Citi cikla raksti:

• Reles vēsture
  • Ātrās informācijas pārraides metode, vai releja pirmsākumi
  • Tālrunis
  • Galvanisms
  • Uzņēmēji
  • Un visbeidzot, arī relejs
  • Runājošs telegraf
  • Vienkārši pieslēgt
  • Aizmirstā releju datoru paaudze
  • Elektroniskā ēra
• Elektronisko datoru vēsture
  • Prologs
  • Koloss
  • ENIAC
  • Elektroniskā revolūcija
• Transistora vēsture
  • Taustoties tumsā
  • No kara iznīcināšanas
  • Daudzkārtēja izgudrošana
• Interneta vēsture
  • Atbalsta tīkls
  • Sabrukums, 1. daļa
  • Sabrukums, 2. daļa
  • Atverot interaktivitāti
  • Paplašinot interaktivitāti
  • ARPANET — dzimšana
  • ARPANET — pakets
  • ARPANET — apakštīkls
  • Dators kā sakaru ierīce
  • Interneta vēsture: starp tīklu mijiedarbība

Arpanet palīdzībā Roberts Teilors un Laries Roberts plānoja apvienot dažādas pētījumu institūcijas, kurām katrai bija savs dators, par programmatūru un aparatūru, par kuru tā uzņemas pilnu atbildību. Tomēr tīkla programmatūra un aparatūra atradās neskaidrā vidējā zonā, un nepiederēja nevienai no šīm vietām. Laikposmā no 1967. līdz 1968. gadam Roberts, tīkla projekta vadītājs Informācijas apstrādes tehnoloģiju birojā (Information Processing Technology Office, IPTO), bija jānosaka, kam būtu jātīkdiri un jāsaglabā tīkls un kurām vajadzētu būt robežām starp tīklu un institūcijām.

Skeptiķi

Tīkla strukturēšanas problēma bija, vismaz, tikpat politiska, cik tehniska. Pētniecisko centru ARPA zinātniskie vadītāji kopumā nevēlējās piekrist ARPANET idejai. Daži skaidri parādīja savu nevēlēšanos jebkad pievienoties tīklam; maz bija tādu, kas dedzīgi atbalstīja ideju. Katram centram vajadzēja izdarīt ievērojamas pūles, lai ļautu citiem izmantot viņu dārgo un ļoti retu datoru. Šāda piekļuve demonstrēja acīmredzamas nepilnības (resursa zudumu), turklāt tās potenciālie ieguvumi palika nezināmi un neskaidri.

Tāds pats skeptisks noskaņojums par kopīgu resursu pieejamību pirms dažiem gadiem apgrieza Kalifornijas universitātes Losandželosā tīkla projektu. Tomēr šajā gadījumā ARPA bija daudz vairāk ietekmes, jo tā tieši apmaksāja visus šos dārgos datoru resursus un turpināja kontrolēt visus naudas plūsmu, kas saistīta ar tiem pētījumu programām. Un, lai gan nebija izteikti tieši draudi, nekādu „a nevis” nebija izteikts, situācija bija pilnīgi skaidra – tā vai citādi, ARPA plānoja uzbūvēt savu tīklu, lai apvienotu mašīnas, kuras praksē joprojām piederēja tai.

Moments were reached at the meeting of scientific leaders in Ann Arbor, Michigan, in the spring of 1967. Roberts presented his plan to create a network connecting various computers at each center. He announced that each leader would equip their local computer with special network software, which it would use to call other computers through the phone network (this was long before Roberts learned about the idea). paketu pārslēgšana). The response consisted of disputes and fears. Among the least inclined to adopt this idea were the largest centers, which were already working on major projects sponsored by IPTO, the main one being MIT. Researchers at MIT, basking in the funds acquired for the development of the time-sharing system Project MAC and for the artificial intelligence lab, saw no benefits in sharing their hard-won resources with any so-called riffraff from the West.

And regardless of their status, each center cherished its own ideas. Each had its own unique programs and equipment, making it hard to see how they could even establish the simplest connection with each other, let alone collaborate effectively. Simply writing and launching network programs for their machines would take away significant amounts of their time and computational resources.

Ironically, but also aptly, the solution to these social and technical problems, proposed by Roberts, came from Wes Clark, a man who had a deep aversion to both time-sharing and networks. Clark, an advocate of the quixotic idea of giving a personal computer to every individual, was completely unwilling to share computing resources with anyone and kept his own campus, Washington University in St. Louis, far removed from the ARPANET for many years. Thus, it is not surprising that he developed a network project that did not add significant burdens on the computational resources of each center and did not require them to spend effort on creating special software.

Klarks piedāvāja katrā centra mini-datoru, kas apstrādā visas funkcijas, kas tieši saistītas ar tīklu. Katram centram bija jānāk klajā ar ideju, kā pieslēgties savam vietējam palīgam (kuru vēlāk nodēvēja par ziņojumu procesoru interfeisiem, vai IMP), kas pēc tam nosūtīja ziņojumu pa nepieciešamo maršrutu, lai tas nonāktu pie attiecīgā IMP saņemšanas vietā. Patiesībā viņš ieteica, lai ARPA piešķir katram centram papildu bezmaksas datorus, kas uzņemsies lielāko daļu tīkla resursu. Tajā laikā, kad datori vēl bija reti un ļoti dārgi, šis ieteikums bija drosmīgs. Tomēr tieši tad sāka parādīties mini-datori, kuru cena bija tikai pāris desmiti tūkstošu dolāru, nevis vairāki simti, un galu galā piedāvājums izrādījās principā izpildāms (galu galā katrs IMP izmaksāja 45 000 USD, vai aptuveni 314 000 USD mūsdienu naudas ekvivalentā).

IMP izmantošanas pieeja, kas atviegloja zinātnisko vadītāju rūpes par tīkla slodzi uz viņu aprēķinu jaudu, risināja arī vēl vienu politisku problēmu ARPA. Atšķirībā no citiem tajā laikā aģentūras projektiem, tīkls nebija ierobežots ar vienu pētījumu centru, kuru vadītu viens priekšnieks. Pat ARPA pati nebija spējīga patstāvīgi veidot un vadīt lielus tehniskos projektus. Tam būtu jānodarbina trešās puses uzņēmumi. IMP pastāvēšana skaidri atdalīja atbildību starp ārējā aģenta pārvaldīto tīklu un datoru ar vietējo vadību. Apakšuzņēmējs kontrolētu IMP un visu starp tiem, bet centri paliktu atbildīgi par aparatūru un programmatūru savos datoros.

IMP

Pēc tam Roberts tika aicināts izvēlēties šo apakšuzņēmēju. Vecmodīgā Liklaidera pieeja izspieda piedāvājumu no iecienītā pētnieka tieši šajā gadījumā nederēja. Projektam bija jābūt izsolītam publiskā izsolē, tāpat kā jebkuram citam valdības līgumam.

Tikai līdz 1968. gada jūlijam Robertss spēja noregulēt galīgos piedāvājuma detaļas. Apmēram pusgadu bija pagājuši kopš pēdējā tehniskā puzles gabaliņa uzstādīšanas, kad Gatlinburgā notikušajā konferencē tika runāts par pakotņu slēgšanas sistēmu. Divi lielākie datoru ražotāji, Control Data Corporation (CDC) un International Business Machines (IBM), uzreiz atteicās piedalīties, jo tiem nebija lētu mini-datoru, kas atbilstu IMP lomai.

Honeywell DDP-516

Starp atlikušajiem dalībniekiem lielākā daļa izvēlējās jauno datoru DDP-516 no uzņēmuma Honeywell, lai gan daži sliecās uz Digital PDP-8. Honeywell variants bija īpaši pievilcīgs, jo tam bija ievad-izejas saskarne, kas īpaši paredzēta reālā laika sistēmu darbībai, piemēram, rūpniecisko iekārtu vadīšanai. Komunikācijai, protams, bija nepieciešama atbilstoša precizitāte – ja dators palaida garām ienākošo ziņu, būdams aizņemts ar citu darbu, otra iespēja to noķert vairs nebija.

Gada beigās, nopietni pārdomājot Raytheon kandidatūru, Robertss deleģēja šo uzdevumu augošajai Kembridžas firmai, ko dibinājuši Bolts, Beranek un Ņūmen. Interaktīvo aprēķinu ģeneoloģija šajā brīdī bija ļoti izaugusi, un par Robertsa izvēli BBN varēja viegli apsūdzēt korupcijā. Likliders ieviesa interaktīvos aprēķinus BBN, pirms kļūt par pirmo IPTO direktoru, sējot starpgalaktiskās tīkla sēklas un audzinot tādus cilvēkus kā Robertss. Bez Liklida ietekmes ARPA un BBN nebūtu ne ieinteresēti, ne spējīgi apkalpot ARPANET projektu. Turklāt BBN izveidotās tīkla komandas galvenā daļa tieši vai netieši nāca no Linkolna laboratorijām: Frenks Harts (komandas vadītājs), Deivs Voldens, Vils Krauters un Severijs Ornšteins. Tieši Linkolna laboratorijās pats Robertss bija doktorantūrā, un tieši tur nejaušs Liklida un Vesa Klārka satikšanās radīja viņa interesi par interaktīvajiem datoriem.

Tomēr, lai gan šī situācija varēja izskatīties kā sazvērestība, BBN komanda faktiski bija arī ļoti pielāgota darbam reālajā laikā, kā Honeywell 516. Linkolnā viņi strādāja pie datoriem, kas bija pieslēgti radarā sistēmām – tas ir vēl viens piemērs pielietošanai, kur dati negaidīs, kamēr dators būs gatavs. Harts, piemēram, 1950. gados studējot strādāja pie Whirlwind datora, pievienojās SAGE projektam un pavadīja kopumā 15 gadus Linkolnas laboratorijās. Ornšteins strādāja pie SAGE krustota protokola, kas nodod datus par radarā izsekošanu no viena datora uz otru, bet vēlāk pie LINC, Vesa Klārka datora, kas tika izstrādāts, lai palīdzētu zinātniekiem tieši laboratorijā, strādājot ar datiem tiešsaistē. Krauters, kas tagad ir vislabāk pazīstams kā tekstuālo spēļu autors Colossal Cave Adventure, pavadīja desmit gadus, izstrādājot reāllaika sistēmas, tostarp Linkolnas eksperimentālo terminālu, mobilo satelītu sakaru staciju ar nelielu datoru, kas pārvaldīja antenu un apstrādāja ienākošos signālus.

IMP komanda BBN. Frenks Harts – vecākais vīrietis centrā. Ornšteins stāv labajā malā, blakus Krauteram.

IMP bija atbildīgs par sapratni un ziņu pārsūtīšanu no viena datora uz citu. Dators varēja nosūtīt līdz 8000 baitu vienā piegādā vietējam IMP, kopā ar saņēmēja adresi. Pēc tam IMP sadalīja ziņu sīkākos segmentos, kas tika neatkarīgi nosūtīti uz mērķa IMP, pa līnijām, kas atbalstīja 50 kbit/s ātrumu, ko iznomāja AT&T. Saņemošais IMP apkopoja ziņu fragmentus un piegādāja to savam datoram. Katram IMP bija glabāšanas tabula, kurā tika uzskaitīts, kuram no tā kaimiņiem bija visātrākais maršruts, lai sasniegtu jebkuru iespējamo mērķi. Tā dinamiskā veidā tika atjaunināta, pamatojoties uz informāciju, kas tika saņemta no šiem kaimiņiem, tostarp informāciju par to, ka kaimiņš nav pieejams (ja tā, tad aizkave nosūtīšanai šajā virzienā tika uzskatīta par bezgalīgu). Lai atbilstu Roberts prasībām pret visiem šiem apstrādes procesiem, Harta komanda izstrādāja kodu, kas bija mākslas līmenī. Visa IMP apstrādes programma aizņēma tikai 12 000 baitu; maršrutēšanas tabulu daļa aizņēma tikai 300.

Komanda arī pieņēma dažus drošības pasākumus, ņemot vērā, ka atvēlēt atbalsta komandu katram IMP bija nepraktiski.

Vispirms viņi aprīkoja katru datoru ar ierīcēm attālinātai uzraudzībai un kontrolei. Papildus automātiskās restartēšanas funkcijai, kas sākās pēc katra elektroapgādes pārtraukuma, IMP tika programmēti, lai spētu restartēt kaimiņus, nosūtot tiem jaunas operētājsistēmas versijas. Lai palīdzētu novērst problēmas un analizēt, IMP varēja pēc komandas sākt veikt pašreizējā stāvokļa atskaites ik pēc noteikta laika. Katram paketējām IMP piesaistīja daļu tās izsekošanai, kas ļāva rakstīt detalizētākas darba žurnāla ierakstus. Ar visām šīm iespējām daudzas problēmas varēja atrisināt tieši no BBN biroja, kas kalpoja kā vadības centrs, no kura varēja redzēt visa tīkla statusu.

Otrkārt, viņi lūdza Honeywell militāro versiju datoram 516, kas aprīkota ar biezām ārējām sienām, kas aizsargāja to no vibrācijām un citiem apdraudējumiem. BBN galvenokārt vēlējās to izveidot kā zīmi "turieties pa gabalu" ziņkārīgajiem maģistrantiem, taču nekas tik acīmredzami neiezīmēja robežu starp vietējiem datoriem un BBN pārvaldīto apakštīklu kā šo bruņu korpusu.

Pirmie pastiprinātie skapji, kuru izmērs bija aptuveni kā ledusskapim, ieradās Kalifornijas universitātē Losandželosā (UCLA) 1969. gada 30. augustā, tikai astoņas mēnešus pēc tam, kad BBN ieguva savu līgumu.

Hosti

Roberts nolēma uzsākt tīklu ar četriem hostiem – papildus UCLA, IMP tiks uzstādīts tuvāk piekrastes Kalifornijas universitātē Santa Barbarā (UCSB), vēl viens Stenfordas pētniecības institūtā (SRI) Ziemeļkalifornijā un pēdējais Jūtas universitātē. Visi tie bija otršķirīgi institūti no Rietumu krasta, kas centās kaut kā sevi pierādīt zinātnisko aprēķinu jomā. Ģimenes saites turpināja darboties, jo divi no zinātniskajiem vadītājiem, Len Kleinkroks no UCLA un Aivens Sazerlends no Jūtas universitātes arī bija veci Roberts kolēģi Linkolna laboratorijās.

Diviem hostiem Roberts piešķīra papildu tīkla funkcijas. Dags Englebarts no SRI 1967. gadā sanāksmē vadītājiem izteica vēlēšanos izveidot tīkla informācijas centru. Izmantojot sarežģītu informācijas izgūšanas sistēmu SRI, viņš plānoja izveidot ARPANET tālruņu katalogu: sakārtotu informācijas kopumu par visiem resursiem, kas pieejami dažādās mezglās, un nodrošināt piekļuvi visiem tīkla dalībniekiem. Ņemot vērā Kleinkroka pieredzi tīkla trafika analīzē, Roberts iecēla UCLA par tīkla aktivitātes mērījumu centru (NMC). Kleinkrokam un UCLA ARPANET bija jākļūst ne tikai par praktisku instrumentu, bet arī par eksperimentu, kurā iegūtos datus varētu izgūt un apkopot, lai pielietotu iegūtās atziņas tīkla projekta uzlabošanai un tās turpinājumam.

Tomēr svarīgākais ARPANET attīstībai, salīdzinot ar diviem šiem mērķiem, bija neformāls un izplūdis absolventu kopums, ko sauca par "tīkla darba grupu" (NWG). IMP apakštīklā jebkuram saimniekam tīklā bija iespēja droši nosūtīt ziņojumu jebkuram citam; NWG uzdevums bija izstrādāt kopīgu valodu vai valodu kopumu, ko saimnieki varētu izmantot saziņai. Viņi tās nosauca par "saimnieku protokoliem". Termins "protokols", aizņemts no diplomātiem, pirmo reizi tika lietots tīkliem 1965. gadā, ko Roberts un Toms Marils pielietoja, lai aprakstītu gan datu formātu, gan algoritmiskos soļus, kas nosaka, kā divi datori sazinās savā starpā.

NWG, neformālā, bet faktiskā Stīva Krokera no UCLA vadībā, sāka regulāri tikties kopš 1969. gada pavasara, aptuveni sešus mēnešus pirms pirmā IMP parādīšanās. Krokers piedzimis un audzis Losandželosas apgabalā, apmeklēja Van Nais vidusskolu un bija viena gada kursa biedrs diviem saviem nākamajiem NWG kolēģiem, Vintam Serfam un Džonam Postelam. Lai ierakstītu dažādu grupu sanāksmju rezultātus, Krokers izstrādāja vienu no ARPANET kultūras (un nākotnes interneta) stūrakmeņiem - request for comments [darba piedāvājums] (RFC). Viņa RFC 1, kas tika publicēta 1969. gada 7. aprīlī un izplatīta visiem nākotnes ARPANET mezgliem pa klasisko pastu, apkopoja agrīnās grupas diskusijas par programmatūras projektēšanu saimnieku protokolam. RFC 3 Krokers turpināja aprakstu, pamatīgi neskaidri definējot visu nākotnes RFC noformēšanas procesu:

Novērojumus labāk sūtīt laikā, nekā pilnveidot tos. Tiek pieņemtas filozofiskas domas bez piemēriem vai citiem specifiskiem elementiem, noteikti ieteikumi vai ieviešanas tehnoloģijas bez ievada apraksta vai konteksta skaidrojumiem, konkrēti jautājumi bez mēģinājumiem uz tiem atbildēt. Minimālais garums NWG piezīmei ir viena teikuma garums. Mēs ceram veicināt viedokļu apmaiņu un diskusijas par neoficiālām idejām.

Kā arī pieprasījums par cenām [запрос котировок] (RFQ), standarta veids, kā lūgt piedāvājumus valsts līgumiem, RFC sagaidīja jebkādu atbildi, taču, atšķirībā no RFQ, tas arī aicināja uz dialogu. Katrs no izplatītās kopienas NWG varēja iesniegt RFC un izmantot šo iespēju, lai apspriestu, uzdotu jautājumu vai kritizētu iepriekšējo priekšlikumu. Protams, kā jebkurā kopienā, daži viedokļi tika vērtēti augstāk par citiem un agrīnajos gados Krokera un viņa galveno kolēģu viedoklis bija ļoti ietekmīgs. 1971. gada jūlijā Krokers pameta UCLA, joprojām būdams doktorantūrā, lai kļūtu par programmas vadītāju IPTO. Kamēr viņam bija pieejami galvenie pētniecības granti no ARPA, viņš, brīvprātīgi vai ne, bija neapstrīdams ietekmes centrs.

Džons Postels, Stīvs Krokers un Vints Serfs – klases biedri un kolēģi NWG; vēlākajos gados

Sākotnējais NWG plāns paredzēja ieviest divus protokolus. Tālruņa pieslēgums (telnet) ļāva vienam datoram darboties kā terminālis, kas savienots ar otra datora operētājsistēmu, nodrošinot interaktīvu vidi visām ARPANET sistēmām, kas bija sadalītas laikā tūkstošiem kilometru, jebkuram tīkla lietotājam. Failu pārsūtīšanas protokols FTP ļāva vienam datoram nosūtīt failu, piemēram, noderīgu programmu vai datu komplektu, uz citas sistēmas krātuvi vai no tās. Taču Roberts, uzstājoties, pieprasīja, lai NWG pievienotu trešo pamatprotokolu šiem diviem, kas nodrošināja pamata savienojumu starp diviem hostiem. To nosauca par tīkla vadības programmu (NCP). Tagad tīklam bija trīs abstrakcijas līmeņi – sekmējošo paketu tīkla apakšsistēma, ko pārvaldīja IMP viszemāk, savienojums starp hostiem, ko nodrošināja NCP vidū, un lietojumprogrammu protokoli (FTP un telnet) augšā.

Neveiksme?

Līdz 1971. gada augustam NCP bija pilnībā definēts un ieviests visā tīklā, kurā tajā laikā bija piecpadsmit mezglu. Pavisam drīz sekoja telnet protokola īstenošanas, bet pirmais stabilais FTP definējums parādījās tikai gadu vēlāk, 1972. gada vasarā. Novērtējot ARPANET stāvokli tajā laikā, dažus gadus pēc tās pirmās palaišanas, to varētu uzskatīt par neveiksmi salīdzinājumā ar resursu dalīšanas sapni, ko iedomājās Liklīders un realizēja viņa audzēknis Roberts Teilors.

Vispirms bija grūti noskaidrot, kādi resursi ir pieejami tīklā, ko varētu izmantot. Tīkla informācijas centrs izmantoja brīvprātīgas dalības modeli — katram mezglam bija jāsniedz atjaunināta informācija par pieejamajiem datiem un programmām. Un, lai gan no tā būtu ieguvušas visas puses, katram atsevišķam mezglam nebija spēcīgas motivācijas reklamēt savus resursus un nodrošināt piekļuvi tiem, nemaz nerunājot par aktuālas dokumentācijas vai konsultāciju nodrošināšanu. Tāpēc NIC neizdevās kļūt par tīkla katalogu. Visticamāk, visnozīmīgākā tās funkcija agrīnajos gados bija nodrošināt elektronisku pieeju augošajam RFC komplektam.

Pat ja, pieņemsim, Alise no UCLA zināja par noderīgu resursu MIT, radās nopietnāks šķērslis. Telnet ļāva Alisei piekļūt pieteikšanās ekrānam MIT, bet tālāk ne. Lai Alise varētu reāli piekļūt kādai programmai MIT, viņai vispirms bija jāvienojas ar MIT offline, lai tie izveidotu viņai kontu savā datorā, kas parasti prasīja aizpildīt papīra formas abās institūcijās un finansēšanas līgumu par MIT datora resursu izmantošanu. Un atšķirības starp aparatūru un sistēmas programmatūru starp mezgliem bieži padarīja failu pārsūtīšanu jēgu maznozīmīgu, jo jūs nevarējāt izpildīt programmas no attālinātiem datoriem savā.

Ironiski, ka visnozīmīgākais resursu dalīšanas veiksms nebija interaktīvajā laika dalīšanā, kam tika radīta ARPANET, bet gan vecmodīgā neinteraktīvā datu apstrādē. UCLA pievienoja savu neizmantoto IBM 360/91 datoru partizēto datu apstrādei tīklam un nodrošināja telefoniskas konsultācijas tālvadības lietotājiem, kas nodrošināja ievērojamu ienākumu datoru centram. Superdators ILLIAC IV no Ilinoisas Universitātes, kuru atbalstīja ARPA, un Datacomputer no Computer Corporation of America Kembridžā arī atrada attālinātus klientus caur ARPANET.

Tomēr visi šie projekti tuvu nepienācās pilnvērtīgai tīkla izmantošanai. 1971. gada rudenī, kad tiešsaistē bija 15 hosti, tīkls kopumā katram mezglam vidēji pārraidīja 45 miljonus bitu, vai 520 bitus/s pa tīklu ar 50 000 bitu/s caurlaidspēju, ko nodrošināja AT&T. Turklāt lielākā daļa no šīs plūsmas bija pārbaudes un radās no UCLA tīkla mērījumu centra. Izņemot dažu pirmo lietotāju entuziasmu (piemēram, Stīva Kara, kurš katru dienu izmantoja PDP-10, kas atradās Jūtas universitātē Palo Alto), ARPANET maz kas notika. No mūsdienu viedokļa varbūt visinteresantākais notikums bija digitālās bibliotēkas „Gutenberga projekts” palaišana 1971. gada decembrī, ko organizēja Maikls Harts, Ilinoisas universitātes students.

Bet drīz ARPANET tika izglābts no apsūdzībām par sabrukšanu ar trešo pielietojuma protokolu – nelielu kaut ko, ko sauc par e-pastu.

Ko vēl izlasīt

• Janet Abbate, Internet radīšana (1999)
• Katie Hafner un Metjū Lajons, Kur burvji paliek modri: Interneta izcelsme (1996)

Avots: habr.com