Inne artykuły cyklu:
- Historia przekaźnika
- Historia komputerów elektronicznych
- Historia tranzystora
- Historia internetu
Dzięki ARPANET Robert Taylor i Larry Roberts wiele różnych instytutów badawczych, z których każdy miał swój własny komputer, za oprogramowanie i sprzęt którego ponosił pełną odpowiedzialność. Jednak oprogramowanie i sprzęt samej sieci znajdowały się w niejasnym obszarze, i nie należały do żadnego z tych miejsc. W okresie od 1967 do 1968 roku Roberts, szef projektu sieci w biurze technologii przetwarzania informacji (Information Processing Technology Office, IPTO), musiał określić, kto powinien zbudować i obsługiwać sieć oraz gdzie powinny przebiegać granice między siecią a instytutami.
Sceptycy
Problem strukturyzacji sieci był przynajmniej tak samo polityczny, jak i techniczny. Naukowi szefowie instytutów badawczych ARPA generalnie nie popierali pomysłu ARPANET. Niektórzy jasno wykazali całkowity brak chęci przystąpienia do sieci w jakimkolwiek momencie; niewielu z nich było entuzjastami. Każdemu centrum przyszło by włożyć poważny wysiłek, aby umożliwić innym korzystanie z ich dość kosztownego i bardzo rzadkiego komputera. Takie udostępnienie dostępu wykazywało oczywiste wady (utrata cennego zasobu), przy tym jego potencjalne zalety pozostały nieokreślone i niejasne.
Ten sam sceptycyzm dotyczący dostępu do zasobów doprowadził kilka lat temu do upadku projektu sieciowego Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. Jednak w tym przypadku ARPA miała znacznie więcej narzędzi wpływu, ponieważ bezpośrednio finansowała wszystkie te cenne zasoby komputerowe i nadal kontrolowała wszystkie przepływy pieniężne związane z programami badawczymi. Choć nie padły bezpośrednie groźby, sytuacja była niezwykle jasna – w ten czy inny sposób ARPA planowała zbudować swoją sieć, aby połączyć maszyny, które w praktyce wciąż do niej należały.
Moment nastał na spotkaniu kierowników naukowych w Ann Arbor w Michigan wiosną 1967 roku. Roberts przedstawił swój plan stworzenia sieci łączącej różne komputery w każdym z centrów. Ogłosił, że każdy kierownik zapewni swojemu lokalnemu komputerowi specjalne oprogramowanie sieciowe, które będzie używane do nawiązywania połączeń z innymi komputerami przez sieć telefoniczną (to było jeszcze przed tym, jak Roberts dowiedział się o pomyśle, ). Odpowiedzią były kontrowersje i obawy. Wśród najmniej skłonnych do realizacji tego pomysłu znalazły się największe centra, w których już funkcjonowały duże projekty finansowane przez IPTO, z których najważniejszym było MIT. Naukowcy z MIT, dysponujący funduszami ze sprzedaży systemu podziału czasu Project MAC oraz laboratorium sztucznej inteligencji, nie dostrzegali dla siebie korzyści w dzieleniu się wypracowanymi zasobami z kimkolwiek z zachodu.
I niezależnie od swojego statusu, każde centrum pielęgnowało swoje własne pomysły. Każde miało swoje unikalne programy i sprzęt, i ciężko było zrozumieć, jak mogłyby one nawiązać chociażby najprostsze połączenie między sobą, nie mówiąc już o rzeczywistej współpracy. Tylko napisanie i uruchomienie programów sieciowych dla ich maszyny zabierze im znaczną ilość czasu i zasobów obliczeniowych.
Ironią losu jest to, że rozwiązanie tych społecznych i technicznych problemów, podjęte przez Robertsa, pochodziło od Wesa Clarka, człowieka, który miał negatywny stosunek zarówno do systemu czasu, jak i do sieci. Clark, zwolennik donkiszota idei przyznania każdego komputera osobno każdemu człowiekowi, wcale nie zamierzał dzielić się zasobami komputerowymi z nikim i przez długie lata izolował swój własny kampus, Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis, od sieci ARPANET. Dlatego nie jest zaskoczeniem, że właśnie on opracował projekt sieci, który nie obciążał znacznie zasobów obliczeniowych każdego z centrów i nie wymagał, aby każde z nich poświęcało siły na stworzenie specjalnego oprogramowania.
Clark zaproponował umieszczenie w każdym z centrów mini komputera, który obsługiwałby wszelkie funkcje związane z siecią. Każdemu centrum pozostawało jedynie wymyślenie, jak połączyć się z lokalnym asystentem (którego później nazwano procesorem wiadomości), ), który następnie wysyłałby wiadomości odpowiednią trasą, aby dotarły do odpowiedniego IMP w miejscu odbioru. Zasadniczo zaproponował, aby ARPA rozdała dodatkowe darmowe komputery każdemu centrum, które przejmowałyby znaczną część zasobów sieci. W czasach, gdy komputery były nadal rzadkimi i bardzo drogimi urządzeniami, ta propozycja była śmiała. Jednak wówczas zaczęły pojawiać się mini komputery, które kosztowały zaledwie kilka dziesiąt tysięcy dolarów, zamiast kilku setek, co sprawiło, że oferta stała się zasadniczo wykonalna (ostatecznie każdy IMP kosztował 45 000 $, czyli około 314 000 $ w dzisiejszych pieniądzach).
Zastosowanie IMP, które zmniejszało obawy naukowców dotyczące obciążenia sieci ich mocą obliczeniową, rozwiązywało jeszcze jeden, polityczny problem ARPA. W przeciwieństwie do innych ówczesnych projektów agencji, sieć nie była ograniczona do jednego centrum badawczego, którym zarządzałby jeden przełożony. Samo ARPA nie miało zdolności do samodzielnego tworzenia i zarządzania dużymi projektami technicznymi. Musiałaby zatrudnić zewnętrzne firmy do tego celu. Istnienie IMP wprowadzało jasno określony podział odpowiedzialności pomiędzy zarządzaną zewnętrznie siecią a komputerem z lokalnym zarządzaniem. Wykonawca kontrolowałby IMP oraz wszystko między nimi, podczas gdy centra pozostawałyby odpowiedzialne za sprzęt i oprogramowanie na swoich komputerach.
IMP
Po tym Roberts musiał wybrać wykonawcę. Staromodny sposób Licklidera polegający na bezpośrednim wyciąganiu oferty od ulubionego badacza w tym przypadku się nie sprawdził. Projekt trzeba było wystawić na publiczny przetarg, jak każdy inny rządowy kontrakt.
Tylko w lipcu 1968 roku Roberts był w stanie domknąć ostateczne szczegóły oferty przetargowej. Minęło około pół roku odkąd na miejsce wstawiono ostatni techniczny element układanki, kiedy na konferencji w Gatlinburgu zaprezentowano system komutacji pakietów. Dwaj najwięksi producenci komputerów, Control Data Corporation (CDC) i International Business Machines (IBM), natychmiast odmówili udziału, ponieważ nie mieli niedrogich mini-komputerów odpowiednich na rolę IMP.
Honeywell DDP-516
Wśród pozostałych uczestników większość wybrała nowy komputer od firmy Honeywell, chociaż niektórzy skłaniali się ku . Opcja Honeywell była szczególnie atrakcyjna, ponieważ miała interfejs wejścia/wyjścia specjalnie zaprojektowany do pracy z systemami czasu rzeczywistego, do takich aplikacji, jak zarządzanie urządzeniami przemysłowymi. Oczywiście, do komunikacji wymagana była odpowiednia precyzja – jeśli komputer przegapił nadchodzący komunikat, zajęty inną pracą, nie było drugiej szansy na jego uchwycenie.
Pod koniec roku, po poważnym przemyśleniu kandydatury Raytheon, Roberts zlecił to zadanie rosnącej firmie z Cambridge, założonej przez Bolta, Beraneka i Newmana. Drzewo genealogiczne interaktywnych obliczeń w tym czasie było już bardzo złożone, a wybór BBN przez Robertsa można było łatwo skrytykować jako nepotyzm. Licklider wniósł interaktywne obliczenia do BBN przed zostaniem pierwszym dyrektorem IPTO, sadząc ziarna swojej międzygalaktycznej sieci i kształcąc takich ludzi jak Roberts. Bez wpływu Licka ARPA i BBN nie byłyby ani zainteresowane, ani zdolne do obsługi projektu ARPANET. Co więcej, kluczowa część zespołu zebrana przez BBN do stworzenia sieci opartej na IMP w większości pochodziła z laboratoriów Lincolna: Frank Hart (kierownik zespołu), Dave Walden, i Severus Ornstein. To właśnie w laboratoriach Roberts był na studiach doktoranckich, i to tam przypadkowe spotkanie Licka z Wesem Clarkiem wzbudziło jego zainteresowanie interaktywnymi komputerami.
Jednak, chociaż ta sytuacja mogła wydawać się zmową, zespół BBN był tak samo dobrze przystosowany do pracy w czasie rzeczywistym jak Honeywell 516. W Lincolnie pracowali nad komputerami podłączonymi do systemów radarowych – to kolejny przykład aplikacji, w której dane nie czekają, aż komputer będzie gotowy. Hart, na przykład, pracował nad komputerem Whirlwind, będąc jeszcze studentem w latach 50-tych, włączył się do projektu SAGE i spędził łącznie 15 lat w laboratoriach Lincolna. Ornstein pracował nad protokołem SAGE, który przesyłał dane z radarowego śledzenia z jednego komputera do drugiego, a później – nad LINC Wesa Clark, komputerem zaprojektowanym do pomocy naukowcom bezpośrednio w laboratorium, pracując z danymi w czasie rzeczywistym. Crouter, obecnie najbardziej znany jako autor gry tekstowej , spędził dziesięć lat na tworzeniu systemów czasu rzeczywistego, w tym eksperymentalnego terminala Lincolna, mobilnej stacji komunikacji satelitarnej z małym komputerem, który sterował anteną i przetwarzał sygnały wejściowe.
Zespół IMP w BBN. Frank Hart – mężczyzna w średnim wieku w centrum. Ornstein stoi po prawej stronie, obok Croutera.
IMP odpowiadał za rozumienie i zarządzanie routowaniem oraz dostarczaniem wiadomości z jednego komputera do drugiego. Komputer mógł wysłać do 8000 bajtów za jednym razem do lokalnego IMP, wraz z adresem odbiorcy. Następnie IMP dzielił wiadomość na mniejsze pakiety, które były niezależnie przekazywane do docelowego IMP po liniach, wspierających prędkość 50 kb/s, wynajmowanych od AT&T. Odbierający IMP zbierał wiadomość kawałek po kawałku i dostarczał ją do swojego komputera. W każdym IMP przechowywana była tabela, w której śledzono, który z sąsiadów miał najszybszą trasę do dowolnego możliwego celu. Była ona dynamicznie aktualizowana na podstawie informacji otrzymywanych od tych sąsiadów, w tym informacji o niedostępności sąsiada (w takim przypadku opóźnienie przesyłania w tym kierunku uznawano za nieskończone). Aby sprostać wymaganiom prędkości i przepustowości, postawionym przez Robertsa dla wszystkich tych procesów przetwarzania, zespół Harta stworzył kod na poziomie dzieła sztuki. Cały program przetwarzania dla IMP zajmował zaledwie 12 000 bajtów; ta część, która zajmowała się tabelami routingu, zajmowała zaledwie 300.
Zespół podjął również kilka środków ostrożności, mając na uwadze, że przydzielanie zespołu wsparcia dla każdego IMP na miejscu było niepraktyczne.
Po pierwsze, wyposażono każdy komputer w urządzenia do zdalnego monitorowania i zarządzania. Oprócz automatycznego ponownego uruchamiania, które uruchamiało się po każdym zaniku zasilania, IMP były zaprogramowane tak, aby miały możliwość ponownego uruchamiania sąsiadów, wysyłając im nowe wersje oprogramowania. Aby pomóc w debugowaniu i analizie, IMP mógł na polecenie zacząć robić zrzuty swojego aktualnego stanu w równych odstępach czasu. Każdy pakiet IMP miał również dołączoną część jego śledzenia, co umożliwiało bardziej szczegółowe logowanie. Dzięki wszystkim tym możliwościom wiele problemów można było rozwiązać bezpośrednio z biura BBN, które służyło jako centrum zarządzania, z którego można było zobaczyć status całej sieci.
Po drugie, poprosili firmę Honeywell o wojskową wersję komputera 516, wyposażoną w grubą obudowę, która chroniła go przed wibracjami i innymi zagrożeniami. BBN przede wszystkim chciała, aby to było znakiem "trzymaj się z daleka" dla ciekawskich studentów, ale nic tak wyraźnie nie oddzielało lokalnych komputerów od podsieci zarządzanej przez BBN, jak ta opancerzona obudowa.
Pierwsze wzmocnione szafy o rozmiarach zbliżonych do lodówki dotarły na miejsce na Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles (UCLA) 30 sierpnia 1969 roku, zaledwie 8 miesięcy po tym, jak BBN uzyskało swój kontrakt.
Hosty
Robert postanowił rozpocząć sieć od czterech hostów – poza UCLA, IMP zainstalowali niedaleko na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Barbara (UCSB), kolejny w Instytucie Badawczym Stanforda (SRI) na północy Kalifornii, a ostatni – na Uniwersytecie Utah. Wszystkie były to drugorzędne instytuty z Zachodniego Wybrzeża, które próbowały jakoś zaistnieć w dziedzinie obliczeń naukowych. Powiązania rodzinne wciąż funkcjonowały, ponieważ dwaj z naukowych liderów, z UCLA oraz z Uniwersytetu Utah, byli także dawnymi współpracownikami Roberta z laboratoriów Lincolna.
Dwóm hostom Robert nadał dodatkowe funkcje związane z siecią. Doug Engelbart z SRI już w 1967 roku na spotkaniu liderów zaoferował stworzenie w swoim ośrodku sieciowego centrum informacji. Używając skomplikowanego systemu wydobywania informacji w SRI, zamierzał stworzyć telefoniczny spis ARPANET: uporządkowany zbiór informacji o wszystkich zasobach dostępnych na różnych węzłach i udostępnić go wszystkim uczestnikom sieci. Biorąc pod uwagę doświadczenie Kleinrocka w analizie ruchu sieciowego, Robert wyznaczył UCLA na centrum pomiaru aktywności sieci (NMC). Dla Kleinrocka i UCLA ARPANET miała być nie tylko praktycznym narzędziem, ale także eksperymentem, z którego można było wyciągnąć dane i uogólnić je, aby wykorzystać zdobytą wiedzę do poprawy projektu sieci i jej następników.
Jednak ważniejszym dla rozwoju ARPANETu niż te dwa cele było bardziej nieformalne i rozmyte grono doktorantów znane jako „sieciowa grupa robocza” (NWG). Podsieć z IMP umożliwiła każdemu hostowi w sieci niezawodne dostarczenie wiadomości do innego; zadaniem NWG było opracowanie wspólnego języka lub zestawu języków, które hosty mogłyby wykorzystać do komunikacji. Nazwano je „protokółami hostów”. Termin „protokół”, zapożyczony od dyplomatów, po raz pierwszy zastosowano do sieci w 1965 roku przez Robertsa i Toma Marilla w celu opisania zarówno formatu danych, jak i algorytmicznych kroków definiujących, jak dwa komputery komunikują się ze sobą.
NWG, pod nieformalnym, ale rzeczywistym przewodnictwem Steve'a Crockera z UCLA, zaczęła regularnie się spotykać od wiosny 1969 roku, na około sześć miesięcy przed pojawieniem się pierwszego IMP. Crocker urodził się i dorastał w okolicy Los Angeles, uczęszczał do szkoły Van Nuys, będąc równolatkiem dwóch swoich przyszłych współpracowników z NWG, Winta Cerfa i Johna Postela. Aby sporządzać notatki z niektórych spotkań grupy, Crocker opracował jeden z kamieni węgielnych kultury ARPANET (i przyszłego internetu), request for comments [proszę o komentarze] (). Jego RFC 1, opublikowane 7 kwietnia 1969 roku i rozesłane do wszystkich przyszłych węzłów ARPANET pocztą klasyczną, zebrało wczesne dyskusje grupy na temat projektowania oprogramowania dla protokołu hostów. W RFC 3 Crocker kontynuował opis, dość nieprecyzyjnie definiując proces formułowania wszystkich przyszłych RFC:
Uwagi lepiej przesyłać na czas, niż dążyć do doskonałości. Przyjmowane są filozoficzne opinie bez przykładów lub innej specyfikacji, określone propozycje lub technologie wdrożenia bez wprowadzenia opisu lub kontekstowych wyjaśnień, konkretne pytania bez prób odpowiadania na nie. Minimalna długość notatki od NWG wynosi jedno zdanie. Mamy nadzieję wspierać wymianę poglądów i dyskusje na temat nieformalnych pomysłów.
Tak jak w przypadku request for quotation [запрос котировок] (RFQ), standardowy sposób składania zapytań ofertowych w kontraktach rządowych, RFC przyjęło każdą reakcję, ale w przeciwieństwie do RFQ, także zapraszało do dialogu. Każdy członek rozproszonej społeczności NWG mógł złożyć RFC, wykorzystując tę możliwość do dyskusji, zadawania pytań lub krytyki wcześniejszych propozycji. Oczywiście, jak w każdej społeczności, niektóre opinie były bardziej cenione niż inne, a w początkowych dniach opinia Crockera i jego bliskiej grupy współpracowników miała duży autorytet. W lipcu 1971 roku Crocker opuścił UCLA, będąc jeszcze studentem, by objąć stanowisko menedżera programu w IPTO. Dysponując kluczowymi grantami badawczymi od ARPA, miał, w swojej roli, niezaprzeczalny wpływ.
John Postel, Steve Crocker i Vint Cerf – koledzy ze szkoły i współpracownicy NWG; późniejsze lata
Pierwotny plan NWG zakładał wprowadzenie dwóch protokołów. Zdalne logowanie (telnet) pozwalało jednemu komputerowi działać jako terminal podłączony do systemu operacyjnego innego, rozszerzając interaktywną przestrzeń każdej systemu w ARPANET, dzieląc czas na tysiące kilometrów, dla każdego użytkownika sieci. Protokół transferu plików FTP umożliwiał jednemu komputerowi przesłać plik, na przykład użyteczny program lub zbiór danych, do innego systemu lub z niego. Jednak na prośbę Robertsa NWG dodało trzeci podstawowy protokół do podstawy tych dwóch, ustanawiając podstawowe połączenie między dwoma hostami. Nazwano go programem kontroli sieci (NCP). Teraz sieć miała trzy poziomy abstrakcji – podsieć pakietów zarządzana przez IMP na najniższym poziomie, połączenie między hostami zapewniane przez NCP w środku, oraz protokoły aplikacji (FTP i telnet) na górze.
Niepowodzenie?
Dopiero w sierpniu 1971 roku NCP zostało w pełni określone i wdrożone w całej sieci, która w tym czasie składała się z piętnastu węzłów. Wkrótce po tym nastąpiła realizacja protokołu telnet, a pierwsza stabilna definicja FTP pojawiła się rok później, latem 1972. Jeśli ocenić stan ARPANET w tym okresie, kilka lat po jej pierwszym uruchomieniu, można by ją uznać za niepowodzenie, w porównaniu do wizji podziału zasobów, którą miał na myśli Licklider i zrealizował w praktyce jego protegowany, Robert Taylor.
Na początku trudno było nawet ustalić, jakie zasoby istnieją w sieci, z których można by skorzystać. Centrum informacyjne sieci korzystało z modelu dobrowolnego uczestnictwa – każdy węzeł musiał samodzielnie dostarczać zaktualizowane informacje o dostępnych danych i programach. Chociaż wszyscy byliby na tym zyskani, każdy pojedynczy węzeł nie miał silnej motywacji do promowania swoich zasobów i zapewnienia do nich dostępu, nie wspominając o dostarczeniu aktualnej dokumentacji lub konsultacji. Dlatego NIC nie udało się stać sieciowym katalogiem. Prawdopodobnie najważniejszą jej funkcją w pierwszych latach było zapewnienie elektronicznego umiejscowienia rosnącego zbioru RFC.
Nawet jeśli, powiedzmy, Ala z UCLA wiedziała o istnieniu przydatnego zasobu w MIT, pojawiały się poważniejsze przeszkody. Telnet pozwalał Ali na dostęp do ekranu logowania w MIT, ale nie dalej. Aby Ala mogła faktycznie uzyskać dostęp do jakiegoś programu w MIT, musiała najpierw porozumieć się z MIT offline, aby utworzyli jej konto na ich komputerze, co zazwyczaj wymagało wypełnienia formularzy papierowych w obu instytucjach oraz umowy finansowania na pokrycie kosztów korzystania z zasobów komputerowych MIT. A z powodu niezgodności między sprzętem a oprogramowaniem systemowym między węzłami, transfer plików często nie miał większego sensu, ponieważ nie mogłeś uruchamiać programów z zdalnych komputerów na swoim.
Ironią losu jest fakt, że najważniejszy sukces podziału zasobów nie leżał w obszarze interaktywnego podziału czasu, dla którego stworzono ARPANET, ale w obszarze staromodnego, nieinteraktywnego przetwarzania danych. UCLA dodała swoją bezczynną maszynę IBM 360/91 do sieci, aby obsługiwać przetwarzanie wsadowe danych, oraz zapewniała telefoniczne porady dla zdalnych użytkowników, co przyniosło znaczące dochody dla centrum komputerowego. Superkomputer ILLIAC IV z Uniwersytetu Ilinois, sponsorowany przez ARPA, oraz Datacomputer w Computer Corporation of America w Cambridge również znaleźli zdalnych klientów przez ARPANET.
Jednak wszystkie te projekty nie zbliżyły się nawet do pełnego wykorzystania sieci. Jesienią 1971 roku, z 15 hostami online, sieć ogólnie przesyłała średnio 45 milionów bitów przez każdy węzeł, czyli 520 bitów/s w sieci wynajmowanych od AT&T linii o przepustowości 50 000 bitów/s. Co więcej, większość tego ruchu była kontrolna i generowana przez centrum pomiarowe sieci z UCLA. Poza entuzjazmem niektórych pierwszych użytkowników (na przykład Steve'a Cara, który codziennie korzystał z PDP-10, znajdującego się na Uniwersytecie Utah z Palo Alto), w ARPANET działo się niewiele. Z nowoczesnego punktu widzenia, być może najbardziej interesującym wydarzeniem było uruchomienie cyfrowej biblioteki „Projekt Gutenberg” w grudniu 1971 roku, zorganizowanej przez Maikela Harta, studenta Uniwersytetu Ilinois.
Ale wkrótce ARPANET uratował się przed oskarżeniami o gnicie trzeci protokół aplikacyjny - mały wynalazek zwany email.
Co jeszcze poczytać
• Janet Abbate, Wynalezienie Internetu (1999)
• Katie Hafner i Matthew Lyon, Gdzie czarodzieje czuwają: Początki Internetu (1996)
Źródło: habr.com
