Andere artikelen in de serie:
- De geschiedenis van relais
- De geschiedenis van elektronische computers
- De geschiedenis van de transistor
- De geschiedenis van het internet
Met behulp van ARPANET wilden Robert Taylor en Larry Roberts tal van verschillende onderzoeksinstellingen, elk met zijn eigen computer, waarvoor zij volledig verantwoordelijk waren voor de software en hardware. Echter, de software en de infrastructuur van het netwerk lagen in een onzekere tussenzone en behoorden tot geen van deze instellingen. Tussen 1967 en 1968 moest Roberts, de hoofd van het netwerkproject van het bureau voor informatietechnologie (Information Processing Technology Office, IPTO), bepalen wie het netwerk moest bouwen en onderhouden, en waar de grenzen tussen het netwerk en de instellingen moesten liggen.
Sceptici
Het probleem van het structureren van het netwerk was op zijn minst evenzeer politiek als technisch. Wetenschappelijke leidinggevenden van de ARPA-onderzoekscentra keurden over het algemeen het idee van ARPANET niet goed. Sommigen toonden duidelijk geen enkele bereidheid om zich bij het netwerk aan te sluiten wanneer dan ook; weinigen waren enthousiast. Elk centrum zou aanzienlijke inspanningen moeten leveren om anderen gebruik te laten maken van hun zeer dure en zeer zeldzame computer. Het bieden van toegang toonde duidelijke nadelen (verlies van een waardevolle hulpbron), terwijl de potentiƫle voordelen onduidelijk en vaag bleven.
Dezelfde scepsis over gedeelde toegang tot middelen heeft het netwerkproject van de Universiteit van CaliforniĆ« in Los Angeles enkele jaren eerder ten onder laten gaan. Echter, in dit geval had ARPA veel meer invloed, aangezien het rechtstreeks betaalde voor al deze waardevolle computerbronnen en haar hand op alle geldstromen van gerelateerde onderzoeksprogramma's hield. En hoewel er geen directe bedreigingen waren geuit, waren er geen "of anders"-scenario's gepresenteerd; de situatie was uiterst duidelijk ā hoe dan ook, ARPA was van plan haar netwerk te bouwen om machines te verbinden die in praktijk nog steeds haar eigendom waren.
Het moment kwam tijdens de bijeenkomst van academische leiders in Ann Arbor, Michigan, in het voorjaar van 1967. Roberts presenteerde zijn plan om een netwerk te creƫren dat verschillende computers in elk van de centra met elkaar verbond. Hij kondigde aan dat elke leider zijn lokale computer zou voorzien van speciale netwerktechnologie, waarmee ze andere computers via het telefoonsysteem konden bellen (dit was nog voordat Roberts kennisnam van het idee). De reactie was er een van discussie en vrees. Onder de minst geneigde om dit idee uit te voeren, bevonden zich de grootste centra, waar al grote projecten onder IPTO-vennootschap liepen, met MIT als voornaamste. Onderzoekers van MIT, die baadden in het geld dat was verkregen voor de ontwikkeling van het Project MAC-tijddelingssysteem en het kunstmatige intelligentielaboratorium, zagen geen voordelen in het delen van hun hard bevochten middelen met de een of andere rommel uit het westen.
En, ongeacht hun status, koesterde elk centrum zijn eigen ideeƫn. Iedereen had unieke programma's en apparatuur, en het was moeilijk te begrijpen hoe ze zelfs de eenvoudigste verbinding met elkaar konden tot stand brengen, om nog maar te zwijgen van echte samenwerking. Slechts het schrijven en uitvoeren van netwerksystemen voor hun machine zou een aanzienlijk deel van hun tijd en rekenkracht vergen.
Ironisch, maar ook opvallend toepasselijk, was het feit dat de oplossing voor deze sociale en technische problemen, die door Roberts werd aangenomen, afkomstig was van Wes Clark, een man die zowel een hekel had aan tijddeling als aan netwerken. Clark, een voorstander van het donquichottiaanse idee om elke persoon een persoonlijke computer te geven, was helemaal niet van plan om computerbronnen met iemand te delen en hield zijn eigen campus, de Washington University in St. Louis, jarenlang ver weg van het ARPANET. Het is dan ook niet verwonderlijk dat juist hij het netwerkproject ontwierp, dat geen significante belasting op de rekenkracht van elk van de centra zou leggen en dat niet vereiste dat ze hun inspanningen zouden besteden aan het creƫren van speciale software.
Clark stelde voor om in elk van de centra een mini-computer te plaatsen die alle functies zou verwerken die direct met het netwerk verband hielden. Elk centrum moest alleen nog bedenken hoe het zich kon aansluiten op zijn lokale assistent (die later bericht procesoren interface zouden worden genoemd, of ), die vervolgens het bericht op de juiste route verzond, zodat het de betreffende IMP op de ontvangende locatie bereikte. In feite stelde hij voor dat ARPA extra gratis computers aan elk centrum verstrekte, die het grootste deel van de netwerkbronnen zouden overnemen. In een tijd waarin computers nog zeldzaam en erg duur waren, was dit voorstel gedurfd. Maar juist toen begonnen mini-computers op te duiken, die slechts enkele tienduizenden dollars kostten in plaats van honderden, en uiteindelijk bleek het voorstel in principe haalbaar (uiteindelijk kostte elke IMP $45.000, of ongeveer $314.000 in de tegenwoordige tijd).
De aanpak met IMP, die de zorgen van wetenschappelijke leidinggevenden over de belasting van het netwerk op hun rekenkracht verlichtte, loste ook nog een ander politiek probleem van ARPA op. In tegenstelling tot andere projecten van het bureau op dat moment, was het netwerk niet beperkt tot ƩƩn enkel onderzoekscentrum, waar het door ƩƩn enkele chef geleid zou worden. ARPA zelf had bovendien niet de mogelijkheden om zelfstandig een grootschalig technisch project te creƫren en te beheren. Ze zou externe bedrijven voor deze taak moeten inhuren. De aanwezigheid van IMP creƫerde een duidelijke scheiding van verantwoordelijkheden tussen het extern beheerde netwerk en de lokaal beheerde computer. De aannemer zou de IMP's en alles daartussen controleren, terwijl de centra verantwoordelijk bleven voor de hardware en software op hun eigen computers.
IMP
Daarna moest Roberts deze aannemer kiezen. De ouderwetse benadering van Licklider om een aanbod direct van de favoriete onderzoeker te krijgen, was in dit geval niet passend. Het project moest op een openbare veiling worden opgesteld, net als elke andere overheidsopdracht.
Pas tegen juli 1968 kon Roberts de definitieve details van de aanbesteding afronden. Er was ongeveer een half jaar verstreken sinds het laatste technische stukje van de puzzel op zijn plaats viel, toen op een conferentie in Gatlinburg werd gesproken over het pakketswitchingssysteem. De twee grootste computerfabrikanten, Control Data Corporation (CDC) en International Business Machines (IBM), weigerden al snel deel te nemen, omdat ze geen goedkope mini-computers hadden die geschikt waren als IMP.
Honeywell DDP-516
Van de resterende deelnemers koos de meerderheid voor de nieuwe computer van Honeywell, hoewel sommigen de voorkeur gaven aan . De Honeywell-variant was bijzonder aantrekkelijk omdat deze een invoer/uitvoerinterface had die speciaal was ontworpen voor realtime systemen, voor toepassingen zoals het beheer van industriƫle eenheden. Voor communicatie was natuurlijk ook de juiste nauwkeurigheid vereist - als de computer een binnenkomend bericht miste omdat hij met een andere taak bezig was, was er geen tweede kans om het op te vangen.
Tegen het einde van het jaar, nadat hij serieus had nagedacht over de kandidatuur van Raytheon, gaf Roberts deze taak aan een groeiend Cambridge-bedrijf dat was opgericht door Bolt, Beranek en Newman. De stamboom van interactieve computing was tegen die tijd al enorm uitgebreid, en Roberts kon worden beschuldigd van nepotisme voor de keuze van BBN. Licklider had interactieve computing naar BBN gebracht voordat hij de eerste directeur van IPTO werd, de zaden van zijn intergalactische netwerk zaaide en mensen zoals Roberts opleidde. Zonder de invloed van Lick zouden ARPA en BBN niet geĆÆnteresseerd of in staat geweest zijn om het ARPANET-project te ondersteunen. Bovendien kwam een belangrijk deel van het team dat BBN verzamelde voor de ontwikkeling van het netwerk op basis van IMP, rechtstreeks of onrechtstreeks uit de Lincoln-laboratoria: Frank Hart (teamleider), Dave Walden, en Seymour Ornstein. Juist in de laboratoria was Roberts zelf in de graduate school, en daar leidde een toevallige ontmoeting tussen Lick en Wes Clark tot zijn interesse in interactieve computers.
Hoewel deze situatie als een samenspanning kon lijken, was het BBN-team net zo goed voorbereid op real-time werken als Honeywell 516. In Lincoln werkten ze aan computers die waren aangesloten op radarsystemen ā een ander voorbeeld waar data niet hoeft te wachten tot de computer klaar is. Hart, bijvoorbeeld, werkte als student in de jaren vijftig aan de Whirlwind-computer, voegde zich bij het SAGE-project en bracht in totaal 15 jaar door in de Lincoln-laboratoria. Ornstein werkte aan het cross-protocol van SAGE, dat gegevens over radartracking van de ene computer naar de andere verzond, en later aan LINC van Wes Clark, een computer ontworpen om wetenschappers in het laboratorium te ondersteunen met online gegevensverwerking. Crouter, nu vooral bekend als de auteur van tekstgebaseerde spellen, , bracht tien jaar door met het ontwikkelen van real-time systemen, waaronder de experimentele terminal van Lincoln, een mobiele satellietcommunicatiestation met een kleine computer die de antenne aanstuurde en inkomende signalen verwerkte.
Het IMP-team bij BBN. Frank Hart ā de oudere man in het midden. Ornstein staat aan de rechterkant, naast Crouter.
De IMP was verantwoordelijk voor het begrijpen en beheren van de routering en de levering van berichten van de ene computer naar de andere. Een computer kon tot 8000 bytes tegelijk naar de lokale IMP sturen, samen met het adres van de ontvanger. Vervolgens snijdte de IMP het bericht in kleinere pakketten die onafhankelijk naar de doel-IMP werden verzonden, via lijnen die een snelheid van 50 kbit/s ondersteunden, gehuurd van AT&T. De ontvangende IMP verzamelde het bericht in stukken en leverde het aan zijn computer. In elke IMP werd een tabel opgeslagen die bijhield wie van zijn buren de snelste route had naar elke mogelijke bestemming. Deze werd dynamisch bijgewerkt op basis van informatie die van deze buren werd ontvangen, inclusief informatie over het feit dat een buur niet beschikbaar was (in dat geval werd de vertraging voor verzending in die richting als oneindig beschouwd). Om aan de eisen van snelheid en bandbreedte te voldoen die Roberts voor al deze verwerkingsprocessen had gesteld, creƫerde het team van Hart kunstenaarniveau code. Het hele verwerkingsprogramma voor de IMP nam slechts 12.000 bytes in beslag; het gedeelte dat met routeringstabellen bezig was, nam slechts 300 bytes in beslag.
Het team nam ook verschillende voorzorgsmaatregelen, rekening houdend met het feit dat het onpraktisch was om een ondersteuningsteam aan elke IMP op locatie toe te wijzen.
Ten eerste voorzagen ze elke computer van apparaten voor afstandsbediening en -monitoring. Naast een automatische herstart, die na elke stroomonderbreking startte, werden IMP zo geprogrammeerd dat ze in staat waren buren opnieuw op te starten door hen nieuwe versies van de besturingssoftware te sturen. Om te helpen bij debugging en analyse, kon een IMP op commando beginnen met het maken van snapshots van zijn huidige status op regelmatige intervallen. Tevens voegde elke IMP een deel toe aan elk pakket voor zijn tracking, waarmee het mogelijk werd om gedetailleerdere logboeken bij te houden. Met al deze mogelijkheden konden veel problemen direct vanuit het kantoor van BBN worden opgelost, dat fungeerde als het controlecentrum van waaruit de status van het hele netwerk kon worden gezien.
Ten eerste vroegen ze aan Honeywell om de militaire versie van de computer 516, uitgerust met een stevig omhulsel dat hem beschermde tegen trillingen en andere bedreigingen. BBN wilde dit vooral doen als een soort āhoud afstandā-signaal voor nieuwsgierige studenten, maar niets maakte zo duidelijk het verschil tussen lokale computers en het netwerk beheerd door BBN als dat gepantserde omhulsel.
De eerste versterkte kasten ter grootte van een koelkast arriveerden op 30 augustus 1969 aan de California University in Los Angeles (UCLA), slechts 8 maanden nadat BBN haar contract had gekregen.
Hosts
Roberts besloot om het netwerk te beginnen met vier hosts - naast UCLA zou de IMP worden geĆÆnstalleerd in de California University in Santa Barbara (UCSB), een andere bij het Stanford Research Institute (SRI) in Noord-CaliforniĆ«, en de laatste aan de Universiteit van Utah. Dit waren allemaal tweede-rangs instellingen aan de Westkust die probeerden op de een of andere manier op te vallen in de wetenschappelijke rekenkunde. Familiale banden bleven bestaan, aangezien twee van de wetenschappelijk directeuren, van UCLA en van de Universiteit van Utah, ook oude collega's van Roberts waren aan de Lincoln Labs.
Twee hosts kregen extra netwerkgerelateerde functies. Doug Engelbart van SRI had zich in 1967 tijdens een bijeenkomst van leidinggevenden aangeboden om een netwerk informatiecentrum op te zetten. Met behulp van een geavanceerd informatiesysteem bij SRI was hij van plan om een telefoonboek voor ARPANET te creƫren: een geordende verzameling informatie over alle beschikbare middelen op verschillende knooppunten, en deze toegankelijk te maken voor alle deelnemers van het netwerk. Gezien Kleinrock's ervaring in netwerkanalyse, benoemde Roberts UCLA als het centrum voor netwerkanalyse (NMC). Voor Kleinrock en UCLA moest ARPANET niet alleen een praktisch instrument worden, maar ook een experiment waarvan de gegevens konden worden geƫxtraheerd en gegeneraliseerd, om de verworven kennis toe te passen voor het verbeteren van het netwerkproject en de opvolgingen daarvan.
Maar belangrijker voor de ontwikkeling van ARPANET dan deze twee doelen was een informele en vage gemeenschap van afgestudeerden, de 'network working group' (NWG) genoemd. Het subnet van IMP stelde elke host in het netwerk in staat om betrouwbaar een bericht aan een andere host te leveren; de taak van de NWG was om een gemeenschappelijke taal of set talen te ontwikkelen die hosts konden gebruiken voor communicatie. Ze noemden deze 'hostprotocollen'. De term 'protocol', ontleend aan diplomaten, werd voor het eerst in verband met netwerken gebruikt door Roberts en Tom Marill in 1965 om zowel het gegevensformaat als de algoritmische stappen te beschrijven die bepalen hoe twee computers met elkaar communiceren.
Onder de informele, maar feitelijke leiding van Steve Crocker van UCLA, begon de NWG in het voorjaar van 1969 regelmatig bijeen te komen, ongeveer zes maanden voordat de eerste IMP verscheen. Crocker werd geboren en groeide op in het gebied van Los Angeles, studeerde op de Van Nuys High School, samen met twee van zijn toekomstige collegaās van de NWG, Vint Cerf en Jon Postel. Om de uitkomsten van enkele vergaderingen van de groep vast te leggen, ontwikkelde Crocker een van de hoekstenen van de ARPANET-cultuur (en het toekomstige internet), het request for comments [werkvoorstel].Zijn RFC 1, gepubliceerd op 7 april 1969 en verspreid naar alle toekomstige ARPANET-knooppunten via klassieke post, verzamelde de vroege discussies van de groep over de ontwikkeling van software voor de hostprotocollen. In RFC 3 ging Crocker verder met de beschrijving en definieerde hij vrij vaag het proces voor het opstellen van alle toekomstige RFC's:
Opmerkingen kunnen beter op tijd worden ingediend dan perfect te worden gemaakt. Filosofische meningen zonder voorbeelden of andere specificaties, bepaalde voorstellen of implementatietechnologieƫn zonder inleidende beschrijving of contextuele verduidelijkingen, specifieke vragen zonder pogingen om ze te beantwoorden, worden geaccepteerd. De minimale lengte voor een opmerking van de NWG is ƩƩn zin. We hopen bij te dragen aan de uitwisseling van ideeƫn en discussies over informele concepten.
Net als een request for quotation [Š·Š°ŠæŃŠ¾Ń ŠŗŠ¾ŃŠøŃŠ¾Š²Š¾Šŗ] (RFQ), een standaardmethode voor het aanvragen van aanbiedingen voor overheidscontracten, verwelkomde RFC elke reactie, maar in tegenstelling tot RFQ, nodigde het ook uit tot dialoog. Elk lid van de verspreide gemeenschap NWG kon een RFC indienen en deze kans gebruiken om te discussiĆ«ren, vragen te stellen of eerder voorstellen te bekritiseren. Natuurlijk, zoals in elke gemeenschap, werden sommige meningen hoger gewaardeerd dan andere en in de vroege dagen genoot de mening van Crocker en zijn belangrijkste groep medewerkers veel autoriteit. In juli 1971 verliet Crocker UCLA, terwijl hij nog postdoctoraal was, om een functie als programmamanager bij IPTO te aanvaarden. Met belangrijke onderzoeksbeurzen van ARPA tot zijn beschikking, had hij, al dan niet opzettelijk, onmiskenbare invloed.
John Postel, Steve Crocker en Vint Cerf ā klasgenoten en collega's binnen NWG; latere jaren
Het oorspronkelijke plan van NWG omvatte de introductie van twee protocollen. Remote login (telnet) stelde Ć©Ć©n computer in staat om als terminal te fungeren die verbonden was met het besturingssysteem van een andere, waardoor een interactieve omgeving van elk ARPANET-systeem met tijdsdeling over duizenden kilometers tot elke gebruiker van het netwerk werd verspreid. Het bestandsoverdrachtprotocol FTP stelde Ć©Ć©n computer in staat om een bestand, bijvoorbeeld een nuttig programma of dataset, naar of van de opslag van een andere systeem te verzenden. Echter, op aandringen van Roberts voegde NWG een derde basaal protocol toe aan de basis van deze twee, dat een basisverbinding tussen twee hosts tot stand bracht. Dit werd het netwerkbeheerprotocol (NCP) genoemd. Nu had het netwerk drie niveaus van abstractie ā het pakket-subnet dat aan de IMP werd beheerd het laagste niveau, de verbinding tussen hosts die door NCP werd verzorgd in het midden, en de applicatieprotocollen (FTP en telnet) aan de top.
Mislukking?
Pas in augustus 1971 was NCP volledig gedefinieerd en geĆÆmplementeerd in het netwerk, dat op dat moment uit vijftien knooppunten bestond. Al snel volgden implementaties van het telnet-protocol, en de eerste stabiele definitie van FTP verscheen een jaar later, in de zomer van 1972. Als we de staat van ARPANET in die periode bekijken, enkele jaren na de eerste lancering, kon het worden beschouwd als een mislukking, in vergelijking met de droom van gedeelde middelen die Licklider voor ogen had en die zijn protegĆ©, Robert Taylor, in de praktijk heeft gebracht.
Om te beginnen was het gewoon moeilijk om uit te vinden welke middelen beschikbaar waren in het netwerk. Het informatiecentrum van het netwerk gebruikte een model van vrijwillige deelname ā elk knooppunt moest zelf bijgewerkte informatie verstrekken over de beschikbare gegevens en programma's. En hoewel iedereen zou profiteren van dergelijke acties, had elk afzonderlijk knooppunt niet veel motivatie om zijn middelen te adverteren en toegang te verlenen, om nog maar te zwijgen over het zorgen voor actuele documentatie of ondersteuning. Daarom slaagde NIC er niet in een netwerkgids te worden. Vermoedelijk was de belangrijkste functie in de vroege jaren het bieden van elektronische publicatie van de groeiende set RFC's.
Zelfs als Alice van UCLA bijvoorbeeld op de hoogte was van een nuttige bron op MIT, was er een veel ernstiger obstakel. Telnet gaf Alice toegang tot het inlogscherm van MIT, maar niet verder. Om echt toegang te krijgen tot een programma op MIT, moest Alice eerst offline afspraken maken met MIT om een account op hun computer te laten aanmaken, wat meestal vereiste dat er papieren formulieren bij beide instellingen moesten worden ingevuld en dat er een financieringsovereenkomst nodig was om de kosten voor het gebruik van de computerbronnen van MIT te dekken. En door de incompatibiliteit tussen de hardware en het systeemsoftware tussen de knooppunten had het vaak weinig zin om bestanden te verzenden, omdat je geen programma's van externe computers op je eigen kon uitvoeren.
Ironisch genoeg lag het grootste succes van resource-sharing niet in interactieve tijdsdeling, waarvoor ARPANET was opgezet, maar in de ouderwetse niet-interactieve gegevensverwerking. UCLA voegde haar inactieve IBM 360/91-computer voor batchverwerking aan het netwerk toe en bood telefonische ondersteuning voor externe gebruikers, wat aanzienlijke inkomsten voor het computercentrum genereerde. De supercomputer ILLIAC IV van de Universiteit van Illinois, gefinancierd door ARPA, en de Datacomputer van Computer Corporation of America in Cambridge vonden ook externe klanten via ARPANET.
Maar al deze projecten kwamen nog lang niet in de buurt van een volwaardige benutting van het netwerk. In de herfst van 1971, met 15 hosts online, verzond het netwerk in totaal gemiddeld 45 miljoen bits via elk knooppunt, ofwel 520 bits/s over de door AT&T gehuurde lijnen met een bandbreedte van 50.000 bits/s. Bovendien was het grootste deel van dit verkeer controleverkeer, gegenereerd door het meetcentrum van UCLA. Behalve de enthousiasme van enkele eerste gebruikers (zoals Steve Carr, die dagelijks gebruikmaakte van de PDP-10 aan de Universiteit van Utah vanuit Palo Alto), gebeurde er weinig op ARPANET. Vanuit een modern perspectief was misschien het meest interessante evenement de lancering van de digitale bibliotheek 'Project Gutenberg' in december 1971, georganiseerd door Michael Hart, een student aan de Universiteit van Illinois.
Maar al snel redde ARPANET zich van beschuldigingen van verrotting door een derde applicatieprotocol ā een klein dingetje genaamd e-mail.
Wat nog meer te lezen
ā¢ Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
ā¢ Katie Hafner en Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late: The Origins of the Internet (1996)
Bron: habr.com
