Andere artikelen in de serie:
- Geschiedenis van het relais
- Geschiedenis van elektronische computers
- Geschiedenis van de transistor
- Internetgeschiedenis
ARPANET gebruiken Robert Taylor en Larry Roberts veel verschillende onderzoeksinstituten, die elk over een eigen computer beschikten, waarvan zij de volledige verantwoordelijkheid droegen voor de software en hardware. De software en hardware van het netwerk zelf bevonden zich echter in het mistige middengebied en behoorden tot geen van deze plaatsen. Gedurende de periode van 1967 tot 1968 moest Roberts, hoofd van het netwerkproject 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 minstens even politiek als technisch. ARPA-onderzoeksdirecteuren keurden het ARPANET-idee over het algemeen af. Sommigen lieten duidelijk zien dat ze op geen enkel moment lid wilden worden van het netwerk; weinigen van hen waren enthousiast. Elk centrum zou zich serieus moeten inspannen om anderen hun zeer dure en zeldzame computer te laten gebruiken. Deze verlening van toegang bracht duidelijke nadelen aan het licht (verlies van een waardevolle hulpbron), terwijl de potentiële voordelen ervan vaag en vaag bleven.
Dezelfde scepsis over gedeelde toegang tot hulpbronnen heeft een paar jaar geleden het UCLA-netwerkproject doen mislukken. In dit geval had ARPA echter veel meer invloed, omdat het rechtstreeks voor al deze waardevolle computerbronnen betaalde en de hand bleef houden in alle geldstromen van de bijbehorende onderzoeksprogramma's. En hoewel er geen directe bedreigingen werden geuit en er geen ‘of anders’ werd geuit, was de situatie uiterst duidelijk: ARPA ging op de een of andere manier zijn netwerk opbouwen om machines te verenigen die er in de praktijk nog steeds toe behoorden.
Het moment kwam tijdens een bijeenkomst van wetenschappelijke directeuren in Att Arbor, Michigan, in het voorjaar van 1967. Roberts presenteerde zijn plan om een netwerk te creëren dat de verschillende computers in elk van de centra met elkaar verbond. Hij kondigde aan dat elke directeur zijn lokale computer zou voorzien van speciale netwerksoftware, die hij zou gebruiken om andere computers via het telefoonnetwerk te bellen (dit was voordat Roberts van het idee afwist). ). Het antwoord was controverse en angst. Onder de minst geneigd om dit idee uit te voeren behoorden de grootste centra die al werkten aan grote projecten gesponsord door IPTO, waarvan MIT de belangrijkste was. De MIT-onderzoekers, die overspoeld waren met geld uit hun Time-sharing-systeem Project MAC en hun kunstmatige-intelligentielaboratorium, zagen er geen voordeel in om hun zuurverdiende middelen te delen met het westerse gespuis.
En ongeacht zijn status koesterde elk centrum zijn eigen ideeën. Ze hadden allemaal hun eigen unieke software en apparatuur, en het was moeilijk te begrijpen hoe ze zelfs maar basiscommunicatie met elkaar tot stand konden brengen, laat staan daadwerkelijk samenwerken. Alleen al het schrijven en uitvoeren van netwerkprogramma's voor hun machine zal een aanzienlijk deel van hun tijd en computerbronnen in beslag nemen.
Het was ironisch maar ook verrassend passend dat Roberts' oplossing voor deze sociale en technische problemen afkomstig was van Wes Clark, een man die een hekel had aan zowel timesharing als netwerken. Clark, een voorstander van het quixotische idee om iedereen een personal computer te geven, was niet van plan computerbronnen met wie dan ook te delen, en hield zijn eigen campus, de Washington University in St. Louis, nog vele jaren weg van het ARPANET. Daarom is het niet verrassend dat hij het was die het netwerkontwerp heeft ontwikkeld, dat de computerbronnen van elk van de centra niet aanzienlijk belast en niet van elk van hen vereist dat ze moeite doen om speciale software te maken.
Clark stelde voor om in elk van de centra een minicomputer te plaatsen die alle functies zou kunnen uitvoeren die rechtstreeks verband houden met het netwerk. Elk centrum hoefde alleen maar uit te vinden hoe het verbinding moest maken met zijn lokale assistent (die later interface-berichtprocessors werden genoemd, of ), die het bericht vervolgens langs de juiste route stuurde, zodat het het juiste IMP op de ontvangstlocatie bereikte. In wezen stelde hij voor dat ARPA extra gratis computers aan elk centrum zou distribueren, die de meeste bronnen van het netwerk zouden overnemen. In een tijd dat computers nog zeldzaam en erg duur waren, was dit voorstel gedurfd. Maar net op dat moment begonnen er minicomputers te verschijnen die slechts een paar tienduizenden dollars kosten in plaats van enkele honderden, en uiteindelijk bleek het voorstel in principe haalbaar (elk IMP kostte uiteindelijk $ 45, of ongeveer $ 000 aan inkomsten). het geld van vandaag).
De IMP-aanpak verlichtte weliswaar de zorgen van wetenschappelijke leiders over de netwerkbelasting van hun rekenkracht, maar pakte ook een ander, politiek probleem voor ARPA aan. In tegenstelling tot de overige projecten van het bureau destijds was het netwerk niet beperkt tot één enkel onderzoekscentrum, waar het door één enkele baas zou worden geleid. En ARPA beschikte zelf niet over de mogelijkheden om zelfstandig een grootschalig technisch project rechtstreeks te creëren en te beheren. Hiervoor zou ze externe bedrijven moeten inhuren. Door de aanwezigheid van IMP ontstond er een duidelijke verantwoordelijkheidsverdeling tussen het door een externe agent beheerde netwerk en de lokaal bestuurde computer. De contractant zou de controle uitoefenen over de IMP's en alles daartussenin, en de centra zouden verantwoordelijk blijven voor de hardware en software op hun eigen computers.
IMP
Roberts moest vervolgens die aannemer selecteren. Lickliders ouderwetse aanpak om zijn favoriete onderzoeker rechtstreeks een voorstel te ontfutselen, was in dit geval niet van toepassing. Het project moest net als elk ander overheidscontract openbaar worden geveild.
Pas in juli 1968 kon Roberts de laatste details van het bod gladstrijken. Ongeveer zes maanden zijn verstreken sinds het laatste technische stukje van de puzzel op zijn plaats viel toen het pakketschakelsysteem werd aangekondigd op een conferentie in Gatlinburg. Twee van de grootste computerfabrikanten, Control Data Corporation (CDC) en International Business Machines (IBM), weigerden onmiddellijk deel te nemen omdat ze niet over goedkope minicomputers beschikten die geschikt waren voor de IMP-rol.
Honingwell DDP-516
Van de overgebleven deelnemers koos de meerderheid voor een nieuwe computer van Honeywell, hoewel sommigen geneigd waren daar de voorkeur aan te geven . De optie van Honeywell was bijzonder aantrekkelijk omdat deze een I/O-interface had die specifiek was ontworpen voor real-time systemen voor toepassingen zoals industriële besturing. Communicatie vereiste natuurlijk ook de nodige nauwkeurigheid: als de computer een inkomend bericht miste terwijl hij bezig was met ander werk, was er geen tweede kans om het op te vangen.
Tegen het einde van het jaar droeg Roberts, nadat hij Raytheon serieus had overwogen, de taak over aan de groeiende firma uit Cambridge, opgericht door Bolt, Beranek en Newman. De stamboom van interactief computergebruik was tegen die tijd extreem diepgeworteld, en Roberts kon gemakkelijk worden beschuldigd van nepotisme omdat hij voor BBN had gekozen. Licklider bracht interactief computergebruik naar BBN voordat hij de eerste directeur van IPTO werd, waarmee hij de kiem legde voor zijn intergalactische netwerk en mensen als Roberts begeleidde. Zonder de invloed van Leake zouden ARPA en BBN noch geïnteresseerd noch in staat zijn geweest om het ARPANET-project te dienen. Bovendien kwam een belangrijk deel van het team dat door BBN was samengesteld om het op IMP gebaseerde netwerk op te bouwen direct of indirect van Lincoln Labs: Frank Hart (teamleider), Dave Walden, en Noord-Ornstein. Het was in de laboratoria waar Roberts zelf naar de graduate school ging, en het was daar dat Leake's toevallige ontmoeting met Wes Clark zijn interesse in interactieve computers wekte.
Maar hoewel de situatie op een samenzwering leek, was het BBN-team in feite net zo goed geschikt voor realtime werk als de Honeywell 516. In Lincoln werkten ze aan computers die waren aangesloten op radarsystemen – nog een voorbeeld van een toepassing waarbij de gegevens wachten niet totdat de computer gereed is. Hart werkte bijvoorbeeld in de jaren vijftig als student aan de Whirlwind-computer, sloot zich aan bij het SAGE-project en bracht in totaal vijftien jaar door bij Lincoln Laboratories. Ornstein werkte aan het SAGE cross-protocol, dat radartrackinggegevens van de ene computer naar de andere overbracht, en later aan Wes Clark's LINC, een computer die is ontworpen om wetenschappers te helpen rechtstreeks in het laboratorium met gegevens online te werken. Crowther, nu vooral bekend als de auteur van het tekstspel , heeft tien jaar lang real-time systemen gebouwd, waaronder het Lincoln Terminal Experiment, een mobiel satellietcommunicatiestation met een kleine computer die de antenne bestuurde en binnenkomende signalen verwerkte.
IMP-team bij BBN. Frank Hart is de man van het seniorencentrum. Ornstein staat aan de rechterkant, naast Crowther.
IMP was verantwoordelijk voor het begrijpen en beheren van de routering en bezorging van berichten van de ene computer naar de andere. De computer kan maximaal 8000 bytes tegelijk naar het lokale IMP sturen, samen met het bestemmingsadres. Het IMP verdeelde het bericht vervolgens in kleinere pakketten die onafhankelijk naar het doel-IMP werden verzonden via 50-kbps-lijnen gehuurd van AT&T. Het ontvangende IMP heeft het bericht samengevoegd en op zijn computer afgeleverd. Elk IMP hield een tabel bij waarin werd bijgehouden welke van zijn buren de snelste route had om een mogelijk doel te bereiken. Het werd dynamisch bijgewerkt op basis van informatie ontvangen van deze buren, inclusief informatie dat de buurman onbereikbaar was (in welk geval de vertraging voor het verzenden in die richting als oneindig werd beschouwd). Om aan de snelheids- en doorvoervereisten van Roberts voor al deze verwerkingen te voldoen, heeft Harts team code op kunstniveau gemaakt. Het gehele verwerkingsprogramma voor IMP besloeg slechts 12 bytes; het deel dat over routeringstabellen ging, nam slechts 000 in beslag.
Het team nam ook verschillende voorzorgsmaatregelen, aangezien het onpraktisch was om aan elk IMP in het veld een ondersteuningsteam toe te wijzen.
Ten eerste rustten ze elke computer uit met apparaten voor bewaking en controle op afstand. Naast de automatische herstart die na elke stroomstoring begon, waren de IMP's geprogrammeerd om buren opnieuw op te starten door hen nieuwe versies van de besturingssoftware te sturen. Om te helpen bij het debuggen en analyseren, zou IMP op commando met regelmatige tussenpozen momentopnamen kunnen maken van de huidige status. Bovendien voegde elk IMP-pakket een onderdeel toe om het te volgen, waardoor het mogelijk werd om meer gedetailleerde werklogboeken te schrijven. Met al deze mogelijkheden konden veel problemen rechtstreeks worden opgelost vanuit het BBN-kantoor, dat fungeerde als controlecentrum van waaruit de status van het hele netwerk kon worden bekeken.
Ten tweede vroegen ze Honeywell om een militaire versie van de 516, uitgerust met een dikke behuizing om hem te beschermen tegen trillingen en andere bedreigingen. BBN wilde in feite dat het een 'blijf weg'-bord zou zijn voor nieuwsgierige studenten, maar niets markeerde de grens tussen de lokale computers en het door de BBN beheerde subnet zo goed als dit gepantserde omhulsel.
De eerste versterkte kasten, ongeveer zo groot als een koelkast, arriveerden op 30 augustus 1969 ter plaatse bij de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA), slechts acht maanden nadat BBN het contract had ontvangen.
Hosts
Roberts besloot het netwerk met vier hosts te starten: naast UCLA zou er net voor de kust een IMP worden geïnstalleerd bij de Universiteit van Californië, Santa Barbara (UCSB), een ander bij het Stanford Research Institute (SRI) in Noord-Californië, en de laatste aan de Universiteit van Utah. Dit waren allemaal tweederangs instellingen van de westkust, die zichzelf op de een of andere manier probeerden te bewijzen op het gebied van wetenschappelijk computergebruik. Familiebanden bleven werken als twee van de wetenschappelijke toezichthouders, van UCLA en van de Universiteit van Utah, waren ook oude collega's van Roberts bij Lincoln Laboratories.
Roberts gaf de twee hosts extra netwerkgerelateerde functies. In 1967 bood Doug Englebart van SRI zich vrijwillig aan om tijdens een leiderschapsbijeenkomst een netwerkinformatiecentrum op te zetten. Met behulp van het geavanceerde systeem voor het ophalen van informatie van SRI wilde hij de ARPANET-directory creëren: een georganiseerde verzameling informatie over alle bronnen die beschikbaar zijn op verschillende knooppunten, en deze beschikbaar maken voor iedereen op het netwerk. Gezien Kleinrock's expertise op het gebied van analyse van netwerkverkeer, heeft Roberts UCLA aangewezen als netwerkmeetcentrum (NMC). Voor Kleinrock en UCLA was ARPANET niet alleen bedoeld als een praktisch hulpmiddel, maar ook als een experiment waaruit gegevens konden worden gehaald en samengesteld, zodat de opgedane kennis kon worden toegepast om het netwerkontwerp en zijn opvolgers te verbeteren.
Maar belangrijker voor de ontwikkeling van ARPANET dan deze twee benoemingen was een meer informele en losse gemeenschap van afgestudeerde studenten, de Network Working Group (NWG). Dankzij een subnet van IMP kon elke host op het netwerk op betrouwbare wijze een bericht aan een andere host bezorgen; Het doel van NWG was om een gemeenschappelijke taal of een reeks talen te ontwikkelen die hosts konden gebruiken om te communiceren. Ze noemden ze 'hostprotocollen'. De naam ‘protocol’, ontleend aan diplomaten, werd in 1965 voor het eerst toegepast op netwerken door Roberts en Tom Marill om zowel het gegevensformaat als de algoritmische stappen te beschrijven die bepalen hoe twee computers met elkaar communiceren.
De NWG, onder de informele maar effectieve leiding van Steve Crocker van de UCLA, begon in het voorjaar van 1969 regelmatig bijeen te komen, ongeveer zes maanden vóór het eerste IMP. Crocker, geboren en getogen in de omgeving van Los Angeles, ging naar de Van Nuys High School en was even oud als twee van zijn toekomstige NWG-bandleden, Vint Cerf en Jon Postel. Om de uitkomst van enkele bijeenkomsten van de groep vast te leggen, ontwikkelde Crocker een van de hoekstenen van de ARPANET-cultuur (en het toekomstige internet), verzoek om commentaar [werkvoorstel] (). Zijn RFC 1, gepubliceerd op 7 april 1969 en via klassieke post naar alle toekomstige ARPANET-knooppunten verspreid, verzamelde de vroege discussies van de groep over het ontwerp van hostprotocolsoftware. In RFC 3 vervolgde Crocker de beschrijving, waarbij hij het ontwerpproces voor alle toekomstige RFC's zeer vaag definieerde:
Het is beter om op tijd commentaar te sturen dan om ze perfect te maken. Filosofische meningen zonder voorbeelden of andere bijzonderheden, specifieke voorstellen of implementatietechnologieën zonder inleidende beschrijving of contextuele uitleg, specifieke vragen zonder pogingen om ze te beantwoorden worden geaccepteerd. De minimale lengte voor een notitie van NWG is één zin. We hopen uitwisselingen en discussies over informele ideeën te vergemakkelijken.
Net als request for quote (RFQ), de standaardmanier om biedingen op overheidscontracten te vragen, verwelkomde RFC feedback, maar in tegenstelling tot RFQ nodigde het ook uit tot dialoog. Iedereen in de gedistribueerde NWG-gemeenschap kon een RFC indienen en van deze gelegenheid gebruik maken om het vorige voorstel te bespreken, ter discussie te stellen of te bekritiseren. Natuurlijk werden, zoals in elke gemeenschap, sommige meningen boven andere gewaardeerd, en in de beginperiode hadden de meningen van Crocker en zijn kerngroep van medewerkers een zeer groot gezag. In juli 1971 verliet Crocker UCLA terwijl hij nog een afgestudeerde student was om een functie als programmamanager bij IPTO te bekleden. Met belangrijke onderzoekssubsidies van ARPA tot zijn beschikking had hij, bewust of onbewust, onmiskenbare invloed.
Jon Postel, Steve Crocker en Vint Cerf zijn klasgenoten en collega's bij NWG; latere jaren
Het oorspronkelijke NWG-plan vereiste twee protocollen. Door op afstand in te loggen (telnet) kon de ene computer fungeren als een terminal die was verbonden met het besturingssysteem van een andere, waardoor de interactieve omgeving van elk ARPANET-verbonden systeem werd uitgebreid met tijddeling van duizenden kilometers met elke gebruiker op het netwerk. Dankzij het FTP-protocol voor bestandsoverdracht kon één computer een bestand, zoals een nuttig programma of een reeks gegevens, overbrengen naar of van de opslag van een ander systeem. Op aandringen van Roberts voegde NWG echter een derde onderliggend protocol toe om deze twee te ondersteunen, waardoor een basisverbinding tussen twee hosts tot stand werd gebracht. Het heette Network Control Program (NCP). Het netwerk had nu drie abstractielagen: een pakketsubnet dat helemaal onderaan werd beheerd door IMP, host-to-host-communicatie verzorgd door NCP in het midden, en applicatieprotocollen (FTP en telnet) bovenaan.
Mislukking?
Pas in augustus 1971 werd NCP volledig gedefinieerd en geïmplementeerd in het hele netwerk, dat op dat moment uit vijftien knooppunten bestond. Implementaties van het telnet-protocol volgden al snel en de eerste stabiele definitie van FTP verscheen een jaar later, in de zomer van 1972. Als we de toestand van het ARPANET op dat moment evalueren, een paar jaar nadat het voor het eerst werd gelanceerd, zou het kunnen zijn beschouwd als een mislukking vergeleken met de droom van scheidingsmiddelen die Licklider voor ogen had en in praktijk bracht door zijn beschermeling, Robert Taylor.
Om te beginnen was het eenvoudigweg moeilijk om erachter te komen welke bronnen online beschikbaar waren die we konden gebruiken. Het informatiecentrum van het netwerk maakte gebruik van een vrijwillig participatiemodel: elk knooppunt moest bijgewerkte informatie verstrekken over de beschikbaarheid van gegevens en programma's. Hoewel iedereen baat zou hebben bij een dergelijke actie, was er weinig prikkel voor een individueel knooppunt om reclame te maken of toegang te verlenen tot zijn bronnen, laat staan om up-to-date documentatie of advies te verstrekken. Daarom is NIC er niet in geslaagd een online directory te worden. Misschien wel de belangrijkste functie in de beginjaren was het bieden van elektronische hosting van een groeiend aantal RFC's.
Zelfs als bijvoorbeeld Alice van de UCLA op de hoogte was van het bestaan van een nuttige hulpbron bij MIT, verscheen er een ernstiger obstakel. Telnet liet Alice naar het MIT-inlogscherm gaan, maar niet verder. Om Alice daadwerkelijk toegang te geven tot een programma bij MIT, zou ze eerst offline met MIT moeten onderhandelen om een account voor haar op hun computer aan te maken, waarvoor doorgaans papieren formulieren bij beide instellingen moesten worden ingevuld en een financieringsovereenkomst moest worden gesloten om ervoor te betalen. gebruik van MIT-computerbronnen. En vanwege de incompatibiliteit tussen hardware en systeemsoftware tussen knooppunten had het overbrengen van bestanden vaak weinig zin, omdat je geen programma's vanaf externe computers op de jouwe kon uitvoeren.
Ironisch genoeg lag het grootste succes van het delen van bronnen niet op het gebied van interactieve timesharing, waarvoor het ARPANET in het leven werd geroepen, maar op het gebied van ouderwetse niet-interactieve gegevensverwerking. UCLA voegde zijn inactieve IBM 360/91 batchverwerkingsmachine toe aan het netwerk en zorgde voor telefonisch advies om externe gebruikers te ondersteunen, wat aanzienlijke inkomsten voor het computercentrum genereerde. De door ARPA gesponsorde ILLIAC IV-supercomputer van de Universiteit van Illinois en de Datacomputer van de Computer Corporation of America in Cambridge vonden ook externe clients via het ARPANET.
Maar al deze projecten kwamen niet in de buurt van het volledig benutten van het netwerk. In de herfst van 1971, met 15 hosts online, verzond het netwerk als geheel gemiddeld 45 miljoen bits per knooppunt, of 520 bps via een netwerk van 50 bps huurlijnen van AT&T. Bovendien was het grootste deel van dit verkeer testverkeer, gegenereerd door het netwerkmeetcentrum van UCLA. Afgezien van het enthousiasme van enkele vroege gebruikers (zoals Steve Cara, een dagelijkse gebruiker van de PDP-000 aan de Universiteit van Utah in Palo Alto), gebeurde er weinig op het ARPANET. Vanuit modern perspectief was misschien wel de meest interessante ontwikkeling de lancering van de digitale bibliotheek Project Guttenberg in december 10, georganiseerd door Michael Hart, een student aan de Universiteit van Illinois.
Maar al snel werd het ARPANET gered van beschuldigingen van verval door een derde toepassingsprotocol - een kleinigheidje dat e-mail heette.
Wat nog te lezen?
• Janet Abbate, Het internet uitvinden (1999)
• Katie Hafner en Matthew Lyon, Waar tovenaars laat opblijven: de oorsprong van het internet (1996)
Bron: www.habr.com