Andre artikler i serien:
- Historien til stafetten
- Elektroniske datamaskiners historie
- Transistorens historie
- Internett-historie
I løpet av første halvdel av 1970-tallet flyttet økologien til datanettverk seg bort fra sin opprinnelige ARPANET-forfedre og utvidet seg til flere forskjellige dimensjoner. ARPANET-brukere oppdaget en ny applikasjon, e-post, som ble en stor aktivitet på nettverket. Entreprenører ga ut sine egne varianter av ARPANET for å betjene kommersielle brukere. Forskere over hele verden, fra Hawaii til Europa, har utviklet nye typer nettverk for å møte behov eller korrigere feil som ikke er adressert av ARPANET.
Nesten alle involverte i denne prosessen beveget seg bort fra ARPANETs opprinnelige formål om å tilby delt datakraft og programvare på tvers av en broket rekke forskningssentre, hver med sine egne dedikerte ressurser. Datanettverk ble først og fremst et middel for å koble mennesker med hverandre eller med eksterne systemer som fungerte som en kilde eller dump av menneskelig lesbar informasjon, for eksempel med informasjonsdatabaser eller skrivere.
Licklider og Robert Taylor forutså denne muligheten, selv om dette ikke var målet de prøvde å oppnå da de lanserte de første nettverkseksperimentene. Artikkelen deres fra 1968 "The Computer as a Communication Device" mangler energien og den tidløse kvaliteten til en profetisk milepæl i datamaskinens historie funnet i Vannevar Bushs artikler ""eller Turings "Computing Machinery and Intelligence". Imidlertid inneholder den en profetisk passasje om strukturen i sosial interaksjon vevd av datasystemer. Licklider og Taylor beskrev en nær fremtid der:
Du vil ikke sende brev eller telegrammer; du vil ganske enkelt identifisere personene hvis filer må kobles til dine, og hvilke deler av filene de skal kobles til, og kanskje bestemme hastefaktoren. Du vil sjelden ringe, du vil be nettverket om å koble sammen konsollene dine.
Nettverket vil tilby funksjoner og tjenester som du vil abonnere på og andre tjenester som du vil bruke etter behov. Den første gruppen vil inkludere investerings- og skatterådgivning, utvalg av informasjon fra ditt aktivitetsfelt, kunngjøringer av kultur-, sports- og underholdningsarrangementer som matcher dine interesser, etc.
(Artikkelen deres beskrev imidlertid også hvordan arbeidsledighet vil forsvinne på planeten, siden alle mennesker til slutt vil bli programmerere som betjener behovene til nettverket og vil være engasjert i interaktiv feilsøking av programmer.)
Den første og viktigste komponenten i denne datamaskindrevne fremtiden, e-post, spredte seg som et virus over ARPANET på 1970-tallet, og begynte å ta over verden.
Epost
For å forstå hvordan e-post utviklet seg på ARPANET, må du først forstå den store endringen som tok over datasystemer i hele nettverket på begynnelsen av 1970-tallet. Da ARPANET først ble unnfanget på midten av 1960-tallet, hadde maskinvaren og kontrollprogramvaren på hvert nettsted praktisk talt ingenting til felles. Mange punkter konsentrerte seg om spesielle, engangssystemer, for eksempel Multics ved MIT, TX-2 ved Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, bygget ved University of Illinois.
Men i 1973 hadde landskapet med nettverksbaserte datasystemer oppnådd betydelig enhetlighet, takket være den ville suksessen til Digital Equipment Corporation (DEC) og dens penetrering av det vitenskapelige datamarkedet (det var ideen til Ken Olsen og Harlan Anderson, basert på deres erfaring med TX-2 ved Lincoln Laboratory). DEC utviklet stormaskinen , utgitt i 1968, ga pålitelig tidsdeling for små organisasjoner ved å tilby en rekke verktøy og programmeringsspråk innebygd i det for å gjøre det enkelt å tilpasse systemet for å passe spesifikke behov. Dette er akkurat hva datidens vitenskapelige sentre og forskningslaboratorier trengte.
Se hvor mange PDPer det er!
BBN, som var ansvarlig for å støtte ARPANET, gjorde dette settet enda mer attraktivt ved å lage Tenex-operativsystemet, som la til sidet virtuelt minne til PDP-10. Dette forenklet administrasjonen og bruken av systemet betydelig, siden det ikke lenger var nødvendig å justere settet med kjørende programmer til den tilgjengelige minnemengden. BNN sendte Tenex gratis til andre ARPA-noder, og det ble snart det dominerende operativsystemet på nettverket.
Men hva har alt dette med e-post å gjøre? Brukere av tidsdelingssystemer var allerede kjent med elektroniske meldinger, siden de fleste av disse systemene ga postkasser av noe slag på slutten av 1960-tallet. De ga en slags intern post, og brev kunne bare utveksles mellom brukere av samme system. Den første personen som benyttet seg av å ha et nettverk for å overføre post fra en maskin til en annen var Ray Tomlinson, en ingeniør hos BBN og en av forfatterne av Tenex. Han hadde allerede skrevet et program kalt SNDMSG for å sende e-post til en annen bruker på samme Tenex-system, og et program kalt CPYNET for å sende filer over nettverket. Alt han trengte å gjøre var å bruke fantasien litt, og han kunne se hvordan han kunne kombinere disse to programmene for å lage nettverkspost. I tidligere programmer var det bare brukernavnet som var nødvendig for å identifisere mottakeren, så Tomlinson kom på ideen om å kombinere det lokale brukernavnet og navnet på verten (lokalt eller eksternt), koble dem med @-symbolet og få en e-postadresse unik for hele nettverket (tidligere ble @-symbolet sjelden brukt, hovedsakelig for prisindikasjoner: 4 kaker @ $2 hver).
Ray Tomlinson i sine senere år, med sin signatur @-tegn i bakgrunnen
Tomlinson begynte å teste det nye programmet sitt lokalt i 1971, og i 1972 ble nettverksversjonen hans av SNDMSG inkludert i en ny Tenex-utgivelse, slik at Tenex-post kunne utvide seg utover en enkelt node og spre seg over hele nettverket. Overfloden av maskiner som kjører Tenex ga Tomlinsons hybridprogram umiddelbar tilgang til de fleste ARPANET-brukere, og e-posten ble en umiddelbar suksess. Ganske raskt inkorporerte ARPA-ledere bruken av e-post i hverdagen. Steven Lukasik, direktør for ARPA, var en tidlig adopter, og det samme var Larry Roberts, fortsatt leder for byråets informatikkavdeling. Denne vanen gikk uunngåelig videre til deres underordnede, og snart ble e-post en av de grunnleggende fakta om ARPANETs liv og kultur.
Tomlinsons e-postprogram skapte mange forskjellige imitasjoner og nye utviklinger ettersom brukere lette etter måter å forbedre dens rudimentære funksjonalitet. Mye av den tidlige innovasjonen fokuserte på å rette opp manglene til brevleseren. Etter hvert som e-post flyttet utover grensene til en enkelt datamaskin, begynte volumet av e-poster mottatt av aktive brukere å vokse sammen med veksten av nettverket, og den tradisjonelle tilnærmingen til innkommende e-poster som ren tekst var ikke lenger effektiv. Larry Roberts selv, som ikke var i stand til å takle floken av innkommende meldinger, skrev sitt eget program for å jobbe med innboksen kalt RD. Men på midten av 1970-tallet ledet MSG-programmet, skrevet av John Vittal fra University of South California, med stor margin i popularitet. Vi tar muligheten til å automatisk fylle ut navn og mottakerfelt for en utgående melding basert på den innkommende ved å trykke på en knapp. Det var imidlertid Vitals MSG-program som først introduserte denne fantastiske muligheten til å "svare" på et brev i 1975; og det ble også inkludert i settet med programmer for Tenex.
Variasjonen av slike forsøk krevde innføring av standarder. Og dette var første, men ikke siste gang at det nettverksbaserte datamiljøet måtte utvikle standarder med tilbakevirkende kraft. I motsetning til de grunnleggende ARPANET-protokollene, før noen e-poststandarder dukket opp, var det allerede mange variasjoner i naturen. Det oppsto uunngåelig kontrovers og politisk spenning, sentrert rundt hoveddokumentene som beskriver e-poststandarden, RFC 680 og 720. Spesielt ble brukere av ikke-Tenex-operativsystemer irritert over at forutsetningene som ble funnet i forslagene var knyttet til Tenex-funksjoner. Konflikten eskalerte aldri for mye – alle ARPANET-brukere på 1970-tallet var fortsatt en del av det samme, relativt lille vitenskapelige fellesskapet, og uenighetene var ikke så store. Dette var imidlertid et eksempel på fremtidige kamper.
Den uventede suksessen til e-post var den viktigste begivenheten i utviklingen av programvarelaget til nettverket på 1970-tallet – laget som var mest abstrahert fra de fysiske detaljene i nettverket. Samtidig bestemte andre mennesker seg for å redefinere det underliggende "kommunikasjon"-laget der biter strømmet fra en maskin til en annen.
ALOHA
I 1968 ankom Norma Abramson University of Hawaii fra California for å innta en kombinert stilling som professor i elektroteknikk og informatikk. Universitetet hadde et hovedcampus på Oahu og et satellittcampus i Hilo, samt flere samfunnshøyskoler og forskningssentre spredt over øyene Oahu, Kauai, Maui og Hawaii. Mellom dem lå hundrevis av kilometer med vann og fjellterreng. Hovedcampus hadde en kraftig IBM 360/65, men det var ikke like enkelt å bestille en leid linje fra AT&T for å koble seg til en terminal som ligger ved en av samfunnshøgskolene som på fastlandet.
Abramson var ekspert på radarsystemer og informasjonsteori, og jobbet en gang som ingeniør for Hughes Aircraft i Los Angeles. Og det nye miljøet hans, med alle dets fysiske problemer knyttet til kablet dataoverføring, inspirerte Abramson til å komme opp med en ny idé - hva om radio var en bedre måte å koble til datamaskiner enn telefonsystemet, som tross alt var designet for å bære tale i stedet for data?
For å teste ideen hans og lage et system han kalte ALOHAnet, mottok Abramson finansiering fra Bob Taylor fra ARPA. I sin opprinnelige form var det ikke et datanettverk i det hele tatt, men et medium for å kommunisere eksterne terminaler med et enkelt tidsdelingssystem designet for en IBM-datamaskin plassert på Oahu-campus. I likhet med ARPANET hadde den en dedikert minidatamaskin for å behandle pakker mottatt og sendt av 360/65-maskinen - Menehune, den hawaiiske ekvivalenten til IMP. ALOHAnet gjorde imidlertid ikke livet like komplisert som ARPANET ved å rute pakker mellom forskjellige punkter. I stedet sendte hver terminal som ønsket å sende en melding bare den over luften på en dedikert frekvens.
Fullt distribuert ALOHAnet på slutten av 1970-tallet, med flere datamaskiner på nettverket
Den tradisjonelle tekniske måten å håndtere en slik vanlig overføringsbåndbredde på var å kutte den i seksjoner med en inndeling av sendetid eller frekvenser, og tildele en seksjon til hver terminal. Men for å behandle meldinger fra hundrevis av terminaler ved hjelp av denne ordningen, ville det være nødvendig å begrense hver av dem til en liten brøkdel av tilgjengelig båndbredde, til tross for at bare noen få av dem faktisk kunne være i drift. Men i stedet bestemte Abramson seg for ikke å hindre terminalene i å sende meldinger samtidig. Hvis to eller flere meldinger overlappet hverandre, oppdaget den sentrale datamaskinen dette gjennom feilrettingskoder og godtok rett og slett ikke disse pakkene. Etter å ikke ha mottatt bekreftelse på at pakkene ble mottatt, forsøkte avsenderne å sende dem igjen etter at det hadde gått en tilfeldig tid. Abramson estimerte at en så enkel driftsprotokoll kunne støtte opptil flere hundre samtidige terminaler, og på grunn av tallrike signaloverlappinger ville 15 % av båndbredden bli utnyttet. Ifølge beregningene hans viste det seg imidlertid at med en økning i nettverket ville hele systemet falle i kaos av støy.
Fremtidens kontor
Abramsons "pakkekringkasting"-konsept genererte ikke mye buzz med det første. Men så ble hun født på nytt - noen år senere, og allerede på fastlandet. Dette skyldtes Xeroxs nye Palo Alto Research Center (PARC), som åpnet i 1970 rett ved siden av Stanford University, i et område som nylig hadde fått kallenavnet «Silicon Valley». Noen av Xerox sine xerografi-patenter var i ferd med å utløpe, så selskapet risikerte å bli fanget av sin egen suksess ved å være uvillig eller ute av stand til å tilpasse seg fremveksten av databehandling og integrerte kretser. Jack Goldman, leder for Xeroxs forskningsavdeling, overbeviste de store sjefene om at det nye laboratoriet – atskilt fra hovedkvarterets innflytelse, i et behagelig klima, med gode lønninger – ville tiltrekke seg talentet som trengs for å holde selskapet i forkant av utviklingen av informasjonsarkitektur. fremtid.
PARC lyktes absolutt med å tiltrekke seg det beste informatikktalentet, ikke bare på grunn av arbeidsforholdene og sjenerøse lønninger, men også på grunn av tilstedeværelsen til Robert Taylor, som startet ARPANET-prosjektet i 1966 som leder av ARPAs avdeling for informasjonsbehandlingsteknologi. , en brennende og ambisiøs ung ingeniør og dataforsker fra Brooklyn, var en av dem som ble brakt til PARC gjennom forbindelser med ARPA. Han begynte i laboratoriet i juni 1972 etter å ha jobbet deltid som doktorgradsstudent for ARPA, og fant opp et grensesnitt for å koble MIT til nettverket. Etter å ha slått seg ned på PARC, forble han fortsatt en ARPANET "formidler" - han reiste rundt i landet, hjalp til med å koble nye punkter til nettverket og forberedte seg også på ARPA-presentasjonen på den internasjonale datakommunikasjonskonferansen i 1972.
Blant prosjektene som fløt rundt i PARC da Metcalf ankom var Taylors foreslåtte plan om å koble dusinvis eller til og med hundrevis av små datamaskiner til et nettverk. År etter år falt kostnadene og størrelsen på datamaskiner, etter en ukuelig vilje . Med blikket mot fremtiden forutså ingeniører ved PARC at i en ikke altfor fjern fremtid ville hver kontorarbeider ha sin egen datamaskin. Som en del av denne ideen designet og bygde de Alto personlige datamaskin, kopier av denne ble distribuert til hver forsker i laboratoriet. Taylor, hvis tro på nytten av datanettverket hadde vokst seg sterkere i løpet av de siste fem årene, ønsket også å koble alle disse datamaskinene sammen.
Alto. Selve datamaskinen er plassert under, i et skap på størrelse med et minikjøleskap.
Da Metcalf ankom PARC, tok Metcalf på seg oppgaven med å koble laboratoriets PDP-10-klon til ARPANET, og fikk raskt et rykte som en "nettverker". Så da Taylor trengte et nettverk fra Alto, henvendte assistentene seg til Metcalfe. I likhet med datamaskinene på ARPANET, hadde Alto-datamaskinene på PARC praktisk talt ingenting å si til hverandre. Derfor ble en interessant anvendelse av nettverket igjen oppgaven med å kommunisere mellom mennesker - i dette tilfellet i form av lasertrykte ord og bilder.
Nøkkelideen for laserskriveren oppsto ikke i PARC, men på Eastern Shore, ved det originale Xerox-laboratoriet i Webster, New York. Lokal fysiker Gary Starkweather beviste at en koherent laserstråle kunne brukes til å deaktivere den elektriske ladningen til en xerografisk trommel, akkurat som det spredte lyset som ble brukt i fotokopiering frem til det punktet. Strålen, når den er riktig modulert, kan male et bilde av vilkårlige detaljer på trommelen, som deretter kan overføres til papir (siden bare de uladede delene av trommelen tar opp toneren). En slik datastyrt maskin ville være i stand til å produsere hvilken som helst kombinasjon av bilder og tekst som en person kunne tenke seg, i stedet for bare å reprodusere eksisterende dokumenter, som en kopimaskin. Starkweathers ville ideer ble imidlertid ikke støttet av hans kolleger eller hans overordnede på Webster, så han overførte til PARC i 1971, hvor han møtte et mye mer interessert publikum. Laserskriverens evne til å skrive ut vilkårlige bilder punkt for punkt gjorde den til en ideell partner for Alto-arbeidsstasjonen, med sin pikselerte monokrome grafikk. Ved hjelp av en laserskriver kunne en halv million piksler på brukerens skjerm skrives direkte ut på papir med perfekt klarhet.
Bitmap på Alto. Ingen hadde noen gang sett noe lignende på dataskjermer før.
På omtrent ett år hadde Starkweather, med hjelp av flere andre ingeniører fra PARC, eliminert de viktigste tekniske problemene, og bygget en fungerende prototype av en laserskriver på chassiset til arbeidshesten Xerox 7000. Den produserte sider med samme hastighet - én side per sekund – og med en oppløsning på 500 punkter per tomme. Tegngeneratoren innebygd i skriveren skrev ut tekst i forhåndsinnstilte fonter. Vilkårlige bilder (andre enn de som kunne lages fra fonter) ble ennå ikke støttet, så nettverket trengte ikke å overføre 25 millioner bits per sekund til skriveren. Men for å kunne okkupere skriveren fullstendig, ville det ha krevd utrolig nettverksbåndbredde for de gangene - da 50 000 biter per sekund var grensen for ARPANETs muligheter.
Andre generasjon PARC laserskriver, Dover (1976)
Alto Aloha-nettverket
Så hvordan fylte Metcalf det fartsgapet? Så vi kom tilbake til ALOHAnet - det viste seg at Metcalf forsto pakkekringkasting bedre enn noen andre. Året før, i løpet av sommeren, mens han var i Washington med Steve Crocker på ARPA-virksomhet, studerte Metcalfe forhandlingene fra høstens generelle datakonferanse og kom over Abramsons arbeid på ALOHAnet. Han innså umiddelbart genialiteten i grunnideen, og at implementeringen ikke var god nok. Ved å gjøre noen endringer i algoritmen og dens forutsetninger – for eksempel å få avsendere til å lytte først for å vente på at kanalen skal tømmes før de forsøker å sende meldinger, og også eksponentielt øke reoverføringsintervallet i tilfelle en tilstoppet kanal – kan han oppnå båndbredde utnyttelsesstriper med 90 %, og ikke med 15 %, som angitt av Abramsons beregninger. Metcalfe tok seg litt fri for å reise til Hawaii, hvor han inkorporerte ideene sine om ALOHAnet i en revidert versjon av doktorgradsavhandlingen etter at Harvard avviste den originale versjonen på grunn av mangel på teoretisk grunnlag.
Metcalfe kalte opprinnelig planen sin om å introdusere pakkekringkasting til PARC for "ALTO ALOHA-nettverket." Så, i et notat fra mai 1973, ga han det nytt navn til Ether Net, en referanse til den lysende eteren, en fysisk idé fra XNUMX-tallet om et stoff som bærer elektromagnetisk stråling. "Dette vil fremme spredningen av nettverket," skrev han, "og hvem vet hvilke andre metoder for signaloverføring som vil være bedre enn kabel for et kringkastingsnettverk; kanskje det vil være radiobølger, eller telefonledninger, eller strøm, eller frekvensmultipleks kabel-TV, eller mikrobølger, eller kombinasjoner av disse.»
Skisse fra Metcalfs notat fra 1973
Fra juni 1973 jobbet Metcalf med en annen PARC-ingeniør, David Boggs, for å oversette sitt teoretiske konsept for et nytt høyhastighetsnettverk til et fungerende system. I stedet for å sende signaler over luften som ALOHA, begrenset den radiospekteret til koaksialkabel, noe som dramatisk økte kapasiteten sammenlignet med Menehunes begrensede radiofrekvensbåndbredde. Selve overføringsmediet var helt passivt, og krevde ingen rutere for å rute meldinger. Den var billig, kunne enkelt koble til hundrevis av arbeidsstasjoner – PARC-ingeniører kjørte ganske enkelt koaksialkabel gjennom bygningen og la til tilkoblinger etter behov – og var i stand til å bære tre millioner bits per sekund.
Robert Metcalfe og David Boggs, 1980-tallet, noen år etter at Metcalfe grunnla 3Com for å selge Ethernet-teknologi
Høsten 1974 var en komplett prototype av fremtidens kontor oppe og går i Palo Alto - den første batchen med Alto-datamaskiner, med tegneprogrammer, e-post og tekstbehandlere, en prototypeskriver fra Starkweather og et Ethernet-nettverk til nettverk det hele. Den sentrale filserveren, som lagret data som ikke passet på den lokale Alto-stasjonen, var den eneste delte ressursen. PARC tilbød i utgangspunktet Ethernet-kontrolleren som valgfritt tilbehør til Alto, men da systemet ble lansert ble det klart at det var en nødvendig del; Det var en jevn strøm av meldinger som gikk nedover, mange av dem kom ut av skriveren – tekniske rapporter, notater eller vitenskapelige artikler.
Samtidig med Alto-utviklingen forsøkte et annet PARC-prosjekt å skyve ideer om ressursdeling i en ny retning. PARC Online Office System (POLOS), utviklet og implementert av Bill English og andre rømninger fra Doug Engelbarts Online System (NLS)-prosjekt ved Stanford Research Institute, besto av et nettverk av Data General Nova-mikrodatamaskiner. Men i stedet for å dedikere hver enkelt maskin til spesifikke brukerbehov, overførte POLOS arbeid mellom dem for å tjene systemets interesser som helhet på den mest effektive måten. En maskin kunne generere bilder for brukerskjermer, en annen kunne behandle ARPANET-trafikk, og en tredje kunne håndtere tekstbehandlere. Men kompleksiteten og koordineringskostnadene ved denne tilnærmingen viste seg å være overdrevne, og ordningen kollapset under sin egen vekt.
I mellomtiden viste ingenting Taylors følelsesmessige avvisning av nettverkstilnærmingen for ressursdeling bedre enn hans omfavnelse av Alto-prosjektet. Alan Kay, Butler Lampson og de andre Alto-forfatterne brakte all datakraften en bruker kunne trenge til sin egen uavhengige datamaskin på skrivebordet, som han ikke trengte å dele med noen. Funksjonen til nettverket var ikke å gi tilgang til et heterogent sett med dataressurser, men å overføre meldinger mellom disse uavhengige øyene, eller lagre dem på en fjern kyst - for utskrift eller langtidsarkivering.
Selv om både e-post og ALOHA ble utviklet i regi av ARPA, var fremkomsten av Ethernet ett av flere tegn på 1970-tallet på at datanettverk hadde blitt for store og mangfoldige til at et enkelt selskap kunne dominere feltet, en trend vi vil spore det i neste artikkel.
Hva annet å lese
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Kilde: www.habr.com