ARPA компјутерска мрежа дијаграм за јуни 1967 година. Празен круг е компјутер со заеднички пристап, круг со линија е терминал за еден корисник
Други статии во серијата:
- Историја на релето
- Историја на електронските компјутери
- Историја на транзистор
- Интернет историја
До крајот на 1966 година со пари од АРПА, тој започна проект за поврзување на многу компјутери во еден систем, инспириран од идејата „» .
Тејлор ја префрли одговорноста за извршување на проектот во способни раце . Во годината што следеше, Робертс донесе неколку критични одлуки кои ќе одекнат низ техничката архитектура и култура на ARPANET и неговите наследници, во некои случаи и во наредните децении. Првата одлука по важност, иако не по хронологија, беше одредувањето механизам за рутирање на пораките од еден компјутер на друг.
проблем
Ако компјутерот А сака да испрати порака до компјутерот Б, како таа порака може да го најде својот пат од еден до друг? Во теорија, можете да дозволите секој јазол во комуникациската мрежа да комуницира со секој друг јазол со поврзување на секој јазол со секој јазол со физички кабли. За да комуницира со B, компјутерот А едноставно ќе испрати порака по појдовниот кабел што го поврзува со B. Таквата мрежа се нарекува мрежна мрежа. Меѓутоа, за секоја значајна големина на мрежа, овој пристап брзо станува непрактичен бидејќи бројот на врски се зголемува како квадрат на бројот на јазли (поточно (n2 - n)/2).
Затоа, потребен е некој начин на конструирање на рута на пораката, која по пристигнувањето на пораката во средниот јазол, би ја испратила понатаму до целта. Во раните 1960-ти, постоеја два основни пристапи за решавање на овој проблем. Првиот е методот за складирање и препраќање на префрлување пораки. Овој пристап го користеше телеграфскиот систем. Кога пораката пристигнувала до среден јазол, таа била привремено складирана таму (обично во форма на хартиена лента) додека не може да се пренесе понатаму до целта или до друг среден центар лоциран поблиску до целта.
Потоа дојде телефонот и се бараше нов пристап. Доцнење од неколку минути по секој исказ преку телефон, кој мораше да се дешифрира и пренесе до неговата дестинација, ќе даде чувство на разговор со соговорник лоциран на Марс. Наместо тоа, телефонот користеше префрлување на кола. Повикувачот го започнувал секој повик со испраќање специјална порака која укажува на кого сака да се јави. Прво тоа го направија со разговор со операторот, а потоа вртејќи број, кој беше обработен со автоматска опрема на разводната табла. Операторот или опремата воспоставија посветена електрична врска помеѓу повикувачот и повиканиот. Во случај на повици на далечина, ова може да бара неколку повторувања за поврзување на повикот преку повеќе прекинувачи. Откако ќе се воспостави врската, самиот разговор можеше да започне, а врската остана додека една од страните не ја прекина со прекинување на слушалката.
Дигитална комуникација, која беше одлучено да се користи во ARPANET за поврзување на компјутери кои работат според шемата , користеше карактеристики и на телеграфот и на телефонот. Од една страна, пораките со податоци се пренесуваа во посебни пакети, како на телеграф, наместо како континуирани разговори на телефон. Сепак, овие пораки може да бидат со различна големина за различни цели, од команди на конзолата со неколку знаци во должина, до големи датотеки со податоци пренесени од еден компјутер на друг. Ако досиејата доцнеа во транзитот, никој не се пожали на тоа. Но, далечинската интерактивност бараше брз одговор, како телефонски повик.
Една важна разлика помеѓу компјутерските податочни мрежи од една страна, и телефонот и телеграфот од друга страна, беше чувствителноста на грешки во податоците обработени од машините. Промена или губење при пренос на еден знак во телеграма или исчезнување на дел од збор во телефонски разговор тешко може сериозно да ја наруши комуникацијата на две лица. Но, ако бучавата на линијата префрли еден бит од 0 на 1 во командата испратена до оддалечен компјутер, тоа може целосно да го промени значењето на командата. Затоа, секоја порака мораше да се провери за грешки и повторно да се испрати доколку се најдат такви. Ваквите повторувања би биле прескапи за големи пораки и поверојатно е да предизвикаат грешки бидејќи им требаше подолго време за да се пренесат.
Решението на овој проблем дојде преку два независни настани што се случија во 1960 година, но оној што дојде подоцна беше забележан прв од Лари Робертс и АРПА.
Средба
Во есента 1967 година, Робертс пристигна во Гетлинбург, Тенеси, од зад шумските врвови на Големите Smoky Mountains, за да достави документ во кој се опишуваат мрежните планови на АРПА. Тој работеше во Канцеларијата за технологија за обработка на информации (АПТО) речиси една година, но многу од деталите за мрежниот проект сè уште беа многу нејасни, вклучувајќи го и решението за проблемот со рутирањето. Освен нејасните референци за блоковите и нивните големини, единствената референца за тоа во делото на Робертс беше кратка и заобиколена забелешка на самиот крај: „Се чини дека е неопходно да се одржува наизменично користена комуникациска линија за да се добијат одговори во десетина спрема еден. втор пат потребен за интерактивно работење. Ова е многу скапо во однос на мрежните ресурси и освен ако не можеме да оствариме повици побрзо, менувањето пораки и концентрацијата ќе станат многу важни за учесниците во мрежата“. Очигледно, во тоа време, Робертс сè уште не одлучил дали да го напушти пристапот што го користеше со Том Марил во 1965 година, односно поврзување на компјутери преку префрлената телефонска мрежа користејќи автоматско бирање.
Случајно, на истиот симпозиум присуствуваше уште едно лице со многу подобра идеја за решавање на проблемот со рутирање во податочни мрежи. Роџер Скентлбери го премина Атлантикот, пристигнувајќи од Британската национална физичка лабораторија (NPL) со извештај. Скентлбери го тргна Робертс настрана по неговиот извештај и му кажа за неговата идеја. . Оваа технологија беше развиена од неговиот шеф во NPL, Доналд Дејвис. Во Соединетите Држави, достигнувањата и историјата на Дејвис се слабо познати, иако во есента 1967 година, групата на Дејвис во NPL беше најмалку една година пред АРПА со своите идеи.
Дејвис, како и многу рани пионери на електронското пресметување, беше физичар по обука. Дипломирал на Империал колеџ во Лондон во 1943 година на 19 години и веднаш бил регрутиран во тајна програма за нуклеарно оружје со кодно име . Таму тој надгледуваше тим човечки калкулатори кои користеа механички и електрични калкулатори за брзо производство на нумерички решенија за проблемите поврзани со нуклеарната фузија (неговиот претпоставен беше , германски иселеник физичар кој во тоа време веќе почна да ги пренесува тајните на нуклеарното оружје во СССР). По војната, тој слушнал од математичарот Џон Вомерсли за проект што го водел во NPL - тоа е создавање на електронски компјутер кој требало да ги извршува истите пресметки со многу поголема брзина. наречен ACE, „автоматски компјутерски мотор“.
Дејвис скокна на идејата и потпиша со NPL најбрзо што можеше. Имајќи придонес во деталниот дизајн и конструкцијата на ACE компјутерот, тој остана длабоко вклучен во областа на компјутерите како истражувачки лидер во NPL. Во 1965 година тој случајно се нашол во САД на професионален состанок поврзан со неговата работа и ја искористил можноста да посети неколку големи компјутерски сајтови за споделување време за да види за што е целата врева. Во британската компјутерска средина, споделувањето на времето во американска смисла на интерактивно споделување на компјутер од повеќе корисници беше непознато. Наместо тоа, споделувањето на времето значеше дистрибуција на обемот на работа на компјутерот меѓу неколку програми за сериска обработка (така што, на пример, една програма ќе работи додека друга е зафатена со читање лента). Тогаш оваа опција ќе се вика мултипрограмирање.
Талкањата на Дејвис го доведоа до Project MAC на MIT, JOSS Project во RAND Corporation во Калифорнија и Dartmouth Time Sharing System во Њу Хемпшир. На пат кон дома, еден од неговите колеги предложи да се одржи работилница за споделување за да се едуцира британската заедница за новите технологии за кои научиле во САД. Дејвис се согласи и беше домаќин на многу од водечките фигури во американската компјутерска област, вклучително и (креатор на „Интероперабилниот систем за споделување време“ на МИТ) и самиот Лери Робертс.
За време на семинарот (или можеби веднаш потоа), Дејвис беше погоден од идејата дека филозофијата за споделување на времето може да се примени на компјутерските комуникациски линии, а не само на самите компјутери. Компјутерите со делење време му даваат на секој корисник мал дел од времето на процесорот, а потоа се префрлаат на друг, давајќи му на секој корисник илузија дека има свој интерактивен компјутер. Слично на тоа, со сечење на секоја порака на парчиња со стандардна големина, кои Дејвис ги нарече „пакети“, еден канал за комуникација може да се сподели меѓу многу компјутери или корисници на еден компјутер. Освен тоа, ќе ги реши сите аспекти на преносот на податоци за кои телефонските и телеграфските прекинувачи беа несоодветни. Корисникот кој управува со интерактивен терминал кој испраќа кратки команди и прима кратки одговори нема да биде блокиран со голем пренос на датотеки бидејќи преносот ќе се распадне на многу пакети. Секое оштетување во толку големи пораки ќе влијае на еден пакет, кој лесно може да се реемитува за да се заврши пораката.
Дејвис ги опиша своите идеи во необјавен труд од 1966 година, „Предлог за дигитална комуникациска мрежа“. Во тоа време, најнапредните телефонски мрежи беа на работ на компјутеризирање на прекинувачите, а Дејвис предложи да се вгради префрлување пакети во телефонската мрежа од следната генерација, создавајќи единствена широкопојасна комуникациска мрежа способна да опслужува различни барања, од едноставни телефонски повици до далечински пристап до компјутери. Дотогаш, Дејвис беше унапреден во менаџер на NPL и формираше група за дигитални комуникации под Scantlebury за да го спроведе својот проект и да создаде работна демо.
Во годината што водеше до конференцијата во Гетлинбург, тимот на Скентлбери ги разработи сите детали за создавање мрежа со префрлување на пакети. Неуспехот на еден јазол може да се преживее со приспособливо рутирање што може да се справи со повеќе патеки до одредена дестинација, а неуспехот на еден пакет може да се реши со негово повторно испраќање. Симулацијата и анализата велат дека оптималната големина на пакетот би била 1000 бајти - ако ја направите многу помала, тогаш потрошувачката на пропусниот опсег на линиите за метаподатоци во заглавието ќе биде премногу, многу повеќе - и времето на одговор за интерактивни корисници ќе се зголеми премногу често поради големи пораки.
Работата на Скентлбери вклучуваше детали како форматот на пакетот...
...и анализа на влијанието на големината на пакетите врз латентноста на мрежата.
Во меѓувреме, потрагата на Дејвис и Скентлбери доведе до откривање на детални истражувачки трудови направени од друг Американец кој дошол до слична идеја неколку години пред нив. Но во исто време , електроинженер во корпорацијата РАНД, воопшто не размислувал за потребите на корисниците на компјутери кои споделуваат време. РАНД беше тинк-тенк финансиран од Министерството за одбрана во Санта Моника, Калифорнија, создаден по Втората светска војна за да обезбеди долгорочно планирање и анализа на стратешките проблеми за војската. Целта на Баран беше да ја одложи нуклеарната војна со создавање на високо доверлива воена комуникациска мрежа способна да преживее дури и нуклеарен напад од големи размери. Таквата мрежа би го направила превентивниот напад на СССР помалку атрактивен, бидејќи би било многу тешко да се уништи способноста на САД да напаѓаат повеќе чувствителни точки како одговор. За да го направите ова, Баран предложи систем кој ги разбива пораките во, како што тој ги нарече, блокови на пораки кои можат независно да се пренесат низ мрежа од вишок јазли и потоа да се соберат заедно на крајната точка.
ARPA имаше пристап до обемните извештаи на Баран за RAND, но бидејќи тие не беа поврзани со интерактивни компјутери, нивната важност за ARPANET не беше очигледна. Робертс и Тејлор, очигледно, никогаш не ги забележале. Наместо тоа, како резултат на една случајна средба, Скентлбери му предаде сè на Робертс на сребрен послужавник: добро дизајниран механизам за префрлување, применливост за проблемот на создавање интерактивни компјутерски мрежи, референтни материјали од RAND, па дури и името „пакет“. Работата на NPL, исто така, го убеди Робертс дека ќе бидат потребни поголеми брзини за да се обезбеди добар капацитет, па тој ги надгради своите планови на врски со 50 Kbps. За да се создаде ARPANET, беше решен основен дел од проблемот со рутирањето.
Точно, постои друга верзија на потеклото на идејата за префрлување пакети. Робертс подоцна тврдеше дека веќе имал слични мисли во главата, благодарение на работата на неговиот колега Лен Клајнрок, кој наводно го опишал концептот уште во 1962 година, во својата докторска дисертација за комуникациските мрежи. Сепак, неверојатно е тешко да се извлече таква идеја од ова дело, а освен тоа, не можев да најдам никаков друг доказ за оваа верзија.
Мрежи кои никогаш не постоеле
Како што можеме да видиме, два тима беа пред ARPA во развојот на префрлување пакети, технологија која се покажа толку ефикасна што сега е основа на речиси сите комуникации. Зошто ARPANET беше првата значајна мрежа што ја користеше?
Се работи за организациски суптилности. АРПА немаше официјална дозвола да создаде комуникациска мрежа, но имаше голем број постоечки истражувачки центри со свои компјутери, култура на „слободен“ морал што беше практично без надзор и планини од пари. Првобитното барање на Тејлор од 1966 година за средства за создавање на ARPANET бараше 1 милион долари, а Робертс продолжи да троши толку секоја година од 1969 година наваму за да ја активира мрежата и да работи. Во исто време, за АРПА, таквите пари беа ситни пари, па никој од неговите шефови не се грижеше што прави Робертс со нив, сè додека тие некако може да се врзат за потребите на националната одбрана.
Баран во РАНД немаше ниту моќ ниту овластување да направи нешто. Неговата работа беше чисто истражувачка и аналитичка, и можеше да се примени во одбраната ако сакате. Во 1965 година, RAND всушност го препорача неговиот систем на воздухопловните сили, кои се согласија дека проектот е остварлив. Но, неговата имплементација падна на рамениците на Агенцијата за одбранбени комуникации и тие не ги разбираа особено дигиталните комуникации. Баран ги убедил своите претпоставени во РАНД дека би било подобро да се повлече овој предлог отколку да се дозволи да се спроведе во секој случај и да се уништи угледот на дистрибуираните дигитални комуникации.
Дејвис, како шеф на НПЛ, имаше многу поголема моќ од Баран, но построг буџет од АРПА и немаше подготвена социјална и техничка мрежа на компјутери за истражување. Тој успеа да создаде прототип на локална мрежа со префрлување на пакети (имаше само еден јазол, но многу терминали) во NPL во доцните 1960-ти, со скромен буџет од 120 фунти во текот на три години. ARPANET трошеше околу половина од таа сума годишно за операции и одржување на секој од многуте јазли на мрежата, со исклучок на почетните инвестиции во хардвер и софтвер. Организацијата способна да создаде голема британска мрежа за префрлување пакети беше Британската пошта, која управуваше со телекомуникациските мрежи во земјата, освен со самата поштенска услуга. Дејвис успеа да заинтересира неколку влијателни функционери со своите идеи за обединета дигитална мрежа на национално ниво, но тој не беше во можност да го промени правецот на таков огромен систем.
Ликлидер, преку комбинација на среќа и планирање, ја нашол совршената стаклена градина каде што неговата меѓугалактичка мрежа би можела да цвета. Во исто време, не може да се каже дека сè освен префрлување пакети се сведе на пари. Улога одигра и извршувањето на идејата. Покрај тоа, неколку други важни одлуки за дизајн го обликуваа духот на ARPANET. Затоа, понатаму ќе погледнеме како била распределена одговорноста помеѓу компјутерите кои праќале и примале пораки и мрежата преку која ги испраќале овие пораки.
Што друго да се прочита
- Џенет Абат, измислување на Интернет (1999)
- Кејти Хафнер и Метју Лион, каде што волшебниците остануваат до доцна (1996)
- Леонард Клајнрок, „Рана историја на Интернет“, списание IEEE Communications (август 2010 година)
- Артур Норберг и Џули О'Нил, Трансформирање на компјутерската технологија: обработка на информации за Пентагон, 1962-1986 (1996)
- М. Мичел Волдроп, Машината на соништата: JCR Licklider и револуцијата што го направи компјутерот персонален (2001)
Извор: www.habr.com