Andre artikler i serien:
- Historien til stafetten
- Elektroniske datamaskiners historie
- Transistorens historie
- Internett-historie
På midten av 1960-tallet hadde de første tidsdelingsdatasystemene i stor grad replikert den tidlige historien til de første telefonsvitsjene. Entreprenører opprettet disse bryterne for å la abonnenter bruke tjenestene til en taxi, en lege eller et brannvesen. Abonnenter oppdaget imidlertid snart at lokale brytere var like egnet til å kommunisere og sosialisere med hverandre. På samme måte utviklet tidsdelingssystemer, først designet for å tillate brukere å "tilkalle" datakraft for seg selv, snart til verktøysvitsjer med innebygd meldingstjenester. I det neste tiåret vil datamaskiner gå gjennom et annet stadium i telefonens historie - fremveksten av en sammenkobling av brytere, som danner regionale og langdistansenettverk.
Protonet
Det første forsøket på å kombinere flere datamaskiner til en større enhet var prosjektet Interactive Computer Network. , amerikansk luftvernsystem. Siden hvert av SAGEs 23 kontrollsentre dekket et spesifikt geografisk område, var det nødvendig med en mekanisme for å overføre radarspor fra et senter til et annet i tilfeller der utenlandske fly krysset grensen mellom disse områdene. SAGE-utviklerne ga dette problemet kallenavnet "kryssfortelling", og løste det ved å lage datalinjer basert på leide AT&T-telefonlinjer strukket mellom alle nabokontrollsentre. Ronald Enticnap, som var en del av en liten Royal Forces-delegasjon sendt til SAGE, ledet utviklingen og implementeringen av dette undersystemet. Dessverre fant jeg ikke en detaljert beskrivelse av "inter-talk"-systemet, men tilsynelatende bestemte datamaskinen i hvert av kontrollsentrene øyeblikket da radarsporet flyttet til en annen sektor, og sendte opptakene over telefonlinjen til datamaskin av sektoren der den kunne mottas operatør som overvåker terminalen der.
SAGE-systemet trengte å oversette digitale data til et analogt signal på telefonlinjen (og deretter tilbake på mottakerstasjonen), noe som ga AT&T muligheten til å utvikle "Bell 101"-modemet (eller datasettet, som det først ble kalt) å sende beskjedne 110 bits per sekund. Denne enheten ble senere kalt , for dens evne til å modulere et analogt telefonsignal ved å bruke et sett med utgående digitale data, og demodulere bitene fra den innkommende bølgen.
Bell 101 datasett
Dermed la SAGE et viktig teknisk grunnlag for senere datanettverk. Imidlertid var det første datanettverket hvis arv var lang og innflytelsesrik et nettverk med et navn som fortsatt er kjent i dag: ARPANET. I motsetning til SAGE, samlet den en broket samling av datamaskiner, både tidsdeling og batch-behandling, hver med sitt eget distinkte sett med programmer. Nettverket ble tenkt som universelt i skala og funksjon, og skulle tilfredsstille alle brukerbehov. Prosjektet ble finansiert av Information Processing Techniques Office (IPTO), ledet av direktør , som var dataforskningsavdelingen ved ARPA. Men selve ideen om et slikt nettverk ble oppfunnet av den første direktøren for denne avdelingen, Joseph Carl Robnett Licklider.
Idé
Hvordan visste vi det Licklider, eller "Lick" for kollegene hans, var psykolog av utdanning. Men mens han jobbet med radarsystemer ved Lincoln Laboratory på slutten av 1950-tallet, ble han fascinert av interaktive datamaskiner. Denne lidenskapen førte til at han finansierte noen av de første eksperimentene med tidsdelte datamaskiner da han ble direktør for den nyopprettede IPTO i 1962.
Da drømte han allerede om muligheten for å koble isolerte interaktive datamaskiner til en større overbygning. I sitt arbeid fra 1960 med "menneske-datamaskin-symbiose" skrev han:
Det virker rimelig å forestille seg et "tenkesenter" som kan inkorporere funksjonene til moderne biblioteker og de foreslåtte gjennombruddene innen informasjonslagring og gjenfinning, samt de symbiotiske funksjonene beskrevet tidligere i dette arbeidet. Dette bildet kan enkelt skaleres til et nettverk av slike sentre, forent av bredbåndskommunikasjonslinjer, og tilgjengelig for individuelle brukere gjennom leide telefonlinjer.
Akkurat som TX-2 tente Leakes lidenskap for interaktiv databehandling, kan SAGE ha oppmuntret ham til å forestille seg hvordan ulike interaktive datasentre kan kobles sammen og gi noe sånt som et telefonnettverk for intelligente tjenester. Uansett hvor ideen oppsto, begynte Leake å spre den i hele fellesskapet av forskere han hadde opprettet ved IPTO, og den mest kjente av disse meldingene var et notat datert 23. april 1963, adressert til "Medlemmer og avdelinger av det intergalaktiske datanettverket." det vil si ulike forskere , som har mottatt midler fra IPTO for tidsdeling av datatilgang og andre dataprosjekter.
Notatet fremstår som uorganisert og kaotisk, klart diktert i farten og ikke redigert. Derfor, for å forstå hva Lik egentlig ville si om datanettverk, må vi tenke litt. Noen punkter skiller seg imidlertid umiddelbart ut. For det første avslørte Leake at de "forskjellige prosjektene" finansiert av IPTO faktisk er i "samme område." Deretter diskuterer han behovet for å distribuere penger og prosjekter for å maksimere fordelene ved en gitt bedrift, siden blant et nettverk av forskere, "for å gjøre fremskritt, krever enhver aktiv forsker en programvarebase og utstyr som er mer komplekst og omfattende enn han selv kan lage i rimelig tid." Leake konkluderer med at å oppnå denne globale effektiviteten krever noen personlige innrømmelser og ofre.
Deretter begynner han å diskutere datanettverk (ikke sosiale) i detalj. Han skriver om behovet for et slags nettverksadministrasjonsspråk (det som senere vil bli kalt en protokoll) og hans ønske om en dag å se et IPTO-datanettverk bestående av "minst fire store datamaskiner, kanskje seks til åtte små datamaskiner, og en bred en rekke disk- og magnetbåndlagringsenheter – for ikke å snakke om eksterne konsoller og fjernskriverstasjoner.» Til slutt beskriver han på flere sider et konkret eksempel på hvordan interaksjon med et slikt datanettverk kan utvikle seg i fremtiden. Leake ser for seg en situasjon der han analyserer noen eksperimentelle data. "Problemet," skriver han, "er at jeg ikke har et anstendig kartprogram. Finnes det et passende program et sted i systemet? Ved å bruke doktrinen om nettverksdominans, spør jeg først den lokale datamaskinen og deretter andre sentre. La oss si at jeg jobber på SDC, og at jeg finner et tilsynelatende passende program på disk i Berkeley." Han ber nettverket om å kjøre dette programmet, forutsatt at "med et komplekst nettverksadministrasjonssystem, vil jeg ikke måtte bestemme meg for om jeg skal overføre data for programmer for å behandle det et annet sted, eller laste ned programmer for meg selv og kjøre dem for å fungere på min data."
Til sammen avslører disse fragmentene av ideer et større opplegg som Licklider har sett for seg: først å dele visse spesialiteter og ekspertiseområder mellom forskere som mottar IPTO-midler, og deretter bygge et fysisk nettverk av IPTO-datamaskiner rundt dette sosiale fellesskapet. Denne fysiske manifestasjonen av IPTOs "felles årsak" vil tillate forskere å dele kunnskap og dra nytte av spesialisert maskinvare og programvare på hvert arbeidssted. På denne måten kan IPTO unngå sløsende duplisering samtidig som man utnytter hver finansieringskrone ved å gi hver forsker på tvers av alle IPTO-prosjekter tilgang til hele spekteret av databehandlingsmuligheter.
Denne ideen om å dele ressurser mellom medlemmer av forskningsmiljøet gjennom et kommunikasjonsnettverk plantet frøene hos IPTO som ville blomstre noen år senere i etableringen av ARPANET.
Til tross for sin militære opprinnelse, hadde ARPANET som dukket opp fra Pentagon ingen militær begrunnelse. Noen ganger sies det at dette nettverket ble designet som et militært kommunikasjonsnettverk som kunne overleve et atomangrep. Som vi vil se senere, er det en indirekte forbindelse mellom ARPANET og et tidligere prosjekt med et slikt formål, og ARPA-ledere snakket med jevne mellomrom om "herdede systemer" for å rettferdiggjøre eksistensen av nettverket deres overfor kongressen eller forsvarsministeren. Men faktisk opprettet IPTO ARPANET utelukkende for sine interne behov, for å støtte et fellesskap av forskere - de fleste av dem kunne ikke rettferdiggjøre sin aktivitet ved å jobbe for forsvarsformål.
I mellomtiden, på tidspunktet for utgivelsen av hans berømte memo, hadde Licklider allerede begynt å planlegge embryoet til det intergalaktiske nettverket hans, som han skulle bli direktør for fra University of California, Los Angeles (UCLA).
Konsoll for SAGE modell OA-1008, komplett med lyspistol (på enden av ledningen, under et gjennomsiktig plastdeksel), lighter og askebeger.
Предпосылки
Kleinrock var sønn av arbeiderklassens østeuropeiske immigranter, og vokste opp på Manhattan i skyggene [forbinder den nordlige delen av Manhattan Island i New York City og Fort Lee i Bergen County i New Jersey / ca.]. Mens han var på skolen tok han ekstratimer i elektroteknikk ved City College i New York om kveldene. Da han hørte om muligheten til å studere ved MIT etterfulgt av et semester med fulltidsarbeid ved Lincoln Laboratory, slo han til.
Laboratoriet ble etablert for å betjene behovene til SAGE, men har siden utvidet seg til mange andre forskningsprosjekter, ofte bare tangentielt relatert til luftvern, om i det hele tatt relatert til forsvar. Blant dem var Barnstable Study, et luftvåpenkonsept for å lage et orbitalbelte av metallstrimler (som f.eks. ), som kan brukes som et globalt kommunikasjonssystem. Kleinrock ble erobret av autoritet fra MIT, så han bestemte seg for å konsentrere seg om kommunikasjonsnettverksteori. Barnstables forskning ga Kleinrock sin første mulighet til å anvende informasjonsteori og køteori på et datanettverk, og han utvidet denne analysen til en hel avhandling om meldingsnettverk, og kombinerte matematisk analyse med eksperimentelle data samlet inn fra simuleringer som kjører på TX-2-datamaskiner i laboratoriene Lincoln. Blant Kleinrocks nære kolleger i laboratoriet, som delte tidsdelingsdatamaskiner med ham, var и , som vi skal bli kjent med litt senere.
I 1963 aksepterte Kleinrock et jobbtilbud ved UCLA, og Licklider så en mulighet. Her var en datanettverksekspert som jobbet i nærheten av tre lokale datasentre: hoveddatasenteret, helsevesenets datasenter og Western Data Center (et kooperativ av tretti institusjoner som delte tilgang til en IBM-datamaskin). Dessuten hadde seks institutter fra Western Data Center en ekstern tilkobling til datamaskinen via modem, og den IPTO-sponsede System Development Corporation (SDC) datamaskinen var plassert bare noen få kilometer fra Santa Monica. IPTO ga UCLA i oppdrag å koble sammen disse fire sentrene som sitt første eksperiment med å lage et datanettverk. Senere, ifølge planen, kunne kommunikasjon med Berkeley studere problemene som ligger i å overføre data over lange avstander.
Til tross for den lovende situasjonen, mislyktes prosjektet og nettverket ble aldri bygget. Direktørene for de ulike UCLA-sentrene stolte ikke på hverandre, og trodde ikke på dette prosjektet, og derfor nektet de å gi kontroll over dataressurser til hverandres brukere. IPTO hadde praktisk talt ingen innflytelse over denne situasjonen, siden ingen av datasentrene mottok penger fra ARPA. Denne politiske saken peker på en av de store sakene i Internetts historie. Hvis det er veldig vanskelig å overbevise ulike deltakere om at organisering av kommunikasjon mellom dem og samarbeid spiller inn i hendene på alle parter, hvordan dukket da internett ut? I påfølgende artikler vil vi komme tilbake til disse problemene mer enn én gang.
IPTOs andre forsøk på å bygge et nettverk var mer vellykket, kanskje fordi det var mye mindre – det var en enkel eksperimentell test. Og i 1965 forlot en psykolog og Licklider-student ved navn Tom Marill Lincoln Laboratory for å prøve å utnytte sprøytenarkoman om interaktiv databehandling ved å starte sin egen virksomhet med delt tilgang. Men fordi han ikke hadde nok betalende kunder, begynte han å lete etter andre inntektskilder, og foreslo til slutt at IPTO ansette ham for å utføre datanettverksundersøkelser. IPTOs nye direktør, Ivan Sutherland, bestemte seg for å samarbeide med et stort og anerkjent firma som ballast, og la ut arbeidet til Marilla gjennom Lincoln Laboratory. På laboratoriesiden fikk en annen av Kleinrocks gamle kolleger, Lawrence (Larry) Roberts, i oppdrag å lede prosjektet.
Mens Roberts var MIT-student, ble han dyktig til å jobbe med TX-0-datamaskinen bygget av Lincoln Laboratory. Han satt hypnotisert i timevis foran den glødende konsollskjermen, og skrev til slutt et program som (dårlig) gjenkjente håndskrevne karakterer ved hjelp av nevrale nettverk. I likhet med Kleinrock endte han opp med å jobbe for laboratoriet som hovedfagsstudent, og løste problemer knyttet til datagrafikk og datasyn, som kantgjenkjenning og 2D-bildegenerering, på den større og kraftigere TX-XNUMX.
I det meste av 1964 konsentrerte Roberts seg først og fremst om arbeidet med bilder. Og så møtte han Lik. Den november deltok han på en konferanse om fremtidens databehandling, sponset av flyvåpenet, holdt på et feriested med varme kilder i Homestead, West Virginia. Der snakket han til langt på natt med andre konferansedeltakere, og hørte for første gang Lick presentere ideen sin om et intergalaktisk nettverk. Noe rørte seg i hodet til Roberts - han var flink til å behandle datagrafikk, men var faktisk begrenset til én unik TX-2-datamaskin. Selv om han kunne dele programvaren sin, kunne ingen andre bruke den fordi ingen hadde tilsvarende maskinvare til å kjøre den. Den eneste måten for ham å utvide innflytelsen til arbeidet hans var å snakke om det i vitenskapelige artikler, i håp om at noen kunne gjengi det andre steder. Han bestemte seg for at Leake hadde rett - nettverket var akkurat det neste skrittet som måtte tas for å akselerere forskning innen databehandling.
Og Roberts endte opp med å jobbe med Marill, og prøvde å koble TX-2 fra Lincoln Laboratory over en langrennstelefonlinje til SDC-datamaskinen i Santa Monica, California. I en eksperimentell design som angivelig var kopiert fra Leakes "intergalaktiske nettverk"-memo, planla de å ha TX-2-pause midt i en beregning, bruke en automatisk oppringer for å ringe SDC Q-32, kjøre et matrisemultiplikasjonsprogram på den datamaskinen , og fortsett deretter de opprinnelige beregningene ved å bruke svaret hans.
I tillegg til begrunnelsen for å bruke dyr og avansert teknologi for å overføre resultatene av en enkel matematisk operasjon over hele kontinentet, er det også verdt å merke seg den fryktelig langsomme hastigheten til denne prosessen på grunn av bruken av telefonnettverket. For å ringe, var det nødvendig å sette opp en dedikert forbindelse mellom den som ringer og den som ringer, som vanligvis gikk gjennom flere forskjellige telefonsentraler. I 1965 var nesten alle elektromekaniske (det var i år at AT&T lanserte det første helelektriske anlegget i Sakasuna, New Jersey). Magneter flyttet metallstenger fra ett sted til et annet for å sikre kontakt ved hver node. Hele prosessen tok noen sekunder, hvor TX-2 bare måtte sitte og vente. I tillegg var linjene, perfekt egnet for samtaler, for støyende til å overføre individuelle biter, og ga svært liten gjennomstrømning (et par hundre bits per sekund). Et virkelig effektivt intergalaktisk interaktivt nettverk krevde en annen tilnærming.
Marill-Roberts-eksperimentet demonstrerte ikke praktiskheten eller nytten av langdistansenettverket, bare dets teoretiske funksjonalitet. Men dette viste seg å være nok.
beslutning
I midten av 1966 ble Robert Taylor den nye tredje direktøren for IPTO, etter Ivan Sutherland. Han var student av Licklider, også en psykolog, og kom til IPTO gjennom sin tidligere administrasjon av informatikkforskning ved NASA. Tilsynelatende, nesten umiddelbart etter ankomst, bestemte Taylor seg for at det var på tide å realisere drømmen om et intergalaktisk nettverk; Det var han som lanserte prosjektet som fødte ARPANET.
ARPA-penger strømmet fortsatt inn, så Taylor hadde ingen problemer med å få ytterligere finansiering fra sjefen sin, Charles Herzfeld. Denne løsningen hadde imidlertid en betydelig risiko for feil. Foruten det faktum at det i 1965 var ganske mange linjer som forbinder motsatte ender av landet, hadde ingen tidligere prøvd å gjøre noe som ligner på ARPANET. Man kan huske andre tidlige eksperimenter med å lage datanettverk. For eksempel var Princeton og Carnegie Mallon banebrytende for et nettverk av delte datamaskiner på slutten av 1960-tallet med IBM. Hovedforskjellen mellom dette prosjektet var dets homogenitet - det brukte datamaskiner som var helt identiske i maskinvare og programvare.
På den annen side ville ARPANET måtte forholde seg til mangfold. På midten av 1960-tallet finansierte IPTO mer enn ti organisasjoner, hver med en datamaskin, som alle kjørte forskjellig maskinvare og programvare. Muligheten til å dele programvare var sjelden mulig selv blant forskjellige modeller fra samme produsent - de bestemte seg for å gjøre dette kun med den nyeste IBM System/360-linjen.
Mangfoldet av systemer var en risiko, og tilførte både betydelig teknisk kompleksitet til nettverksutvikling og muligheten for ressursdeling i Licklider-stil. For eksempel, ved University of Illinois på den tiden, ble det bygget en massiv superdatamaskin med ARPA-penger . Det virket usannsynlig for Taylor at de lokale brukerne av Urbana-Campain kunne utnytte ressursene til denne enorme maskinen fullt ut. Selv mye mindre systemer – Lincoln Labs TX-2 og UCLAs Sigma-7 – kunne vanligvis ikke dele programvare på grunn av grunnleggende inkompatibiliteter. Muligheten til å overvinne disse begrensningene ved å få direkte tilgang til en nodes programvare fra en annen var attraktiv.
I papiret som beskrev dette nettverkseksperimentet, antydet Marill og Roberts at en slik utveksling av ressurser ville føre til noe som Ricardian for beregningsnoder:
Arrangementet av nettverket kan føre til en viss spesialisering av samarbeidende noder. Hvis en viss node X, for eksempel på grunn av spesiell programvare eller maskinvare, er spesielt god til å invertere matriser, kan du forvente at brukere av andre noder på nettverket vil dra nytte av denne muligheten ved å invertere matrisene deres på node X, i stedet for gjør det på egne datamaskiner.
Taylor hadde en annen motivasjon for å implementere et ressursdelingsnettverk. Det var dyrt å kjøpe en ny datamaskin for hver ny IPTO-node som hadde alle egenskapene som forskerne på den noden noen gang kunne trenge, og etter hvert som flere noder ble lagt til IPTO-porteføljen, strakte budsjettet seg farlig. Ved å koble alle IPTO-finansierte systemer til ett nettverk, vil det være mulig å gi nye bevilgningsmottakere mer beskjedne datamaskiner, eller til og med ingen kjøp i det hele tatt. De kunne bruke datakraften de trengte på eksterne noder med overflødige ressurser, og hele nettverket ville fungere som et offentlig reservoar av programvare og maskinvare.
Etter å ha lansert prosjektet og sikret finansieringen av det, var Taylors siste betydelige bidrag til ARPANET å velge personen som skulle utvikle systemet direkte og sørge for at det ble implementert. Roberts var det åpenbare valget. Ingeniørferdighetene hans var ubestridelige, han var allerede et respektert medlem av IPTOs forskningsmiljø, og han var en av få personer med faktisk erfaring med å designe og bygge datanettverk som opererer over lange avstander. Så høsten 1966 ringte Taylor Roberts og ba ham komme fra Massachusetts for å jobbe med ARPA i Washington.
Men det viste seg å være vanskelig å forføre ham. Mange IPTOs vitenskapelige direktører var skeptiske til Robert Taylors lederskap, og anså ham for å være lett. Ja, Licklider var også psykolog, hadde ikke ingeniørutdanning, men han hadde i det minste en doktorgrad, og visse meritter som en av grunnleggerne av interaktive datamaskiner. Taylor var en ukjent mann med en mastergrad. Hvordan vil han styre det komplekse tekniske arbeidet i IPTO-fellesskapet? Roberts var også blant disse skeptikerne.
Men kombinasjonen av gulrot og pinne gjorde jobben sin (de fleste kilder indikerer overvekt av pinner med et virtuelt fravær av gulrøtter). På den ene siden la Taylor litt press på Roberts sjef ved Lincoln Laboratory, og minnet ham om at det meste av laboratoriets finansiering nå kom fra ARPA, og at han derfor måtte overbevise Roberts om fordelene ved dette forslaget. På den annen side tilbød Taylor Roberts den nyopprettede tittelen "senior vitenskapsmann", som skulle rapportere direkte over Taylor til ARPAs visedirektør og også bli Taylors etterfølger som direktør. Under disse forholdene gikk Roberts med på å ta på seg ARPANET-prosjektet. Det er på tide å gjøre ideen om ressursdeling til virkelighet.
Hva annet å lese
- Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
- Katie Hafner og Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late (1996)
- Arthur Norberg og Julie O'Neill, Transforming Computer Technology: Information Processing for the Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, Drømmemaskinen: J.C.R. Licklider og revolusjonen som gjorde databehandling personlig (2001)
Kilde: www.habr.com