Outros artigos da série:
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- História da Internet
Em meados da década de 1960, os primeiros sistemas de computação de compartilhamento de tempo replicaram em grande parte a história inicial das primeiras centrais telefônicas. Os empresários criaram essas opções para permitir que os assinantes utilizassem os serviços de táxi, médico ou corpo de bombeiros. No entanto, os assinantes logo descobriram que os switches locais eram igualmente adequados para comunicação e socialização entre si. Da mesma forma, os sistemas de compartilhamento de tempo, inicialmente projetados para permitir que os usuários "convocassem" o poder da computação para si próprios, logo evoluíram para switches utilitários com mensagens integradas. Na próxima década, os computadores passarão por outra etapa na história da telefonia - o surgimento de uma interconexão de switches, formando redes regionais e de longa distância.
Protonet
A primeira tentativa de combinar vários computadores em uma unidade maior foi o projeto Interactive Computer Network. , Sistema de defesa aérea americano. Como cada um dos 23 centros de controle do SAGE cobria uma área geográfica específica, era necessário um mecanismo para transmitir rastros de radar de um centro para outro nos casos em que aeronaves estrangeiras cruzassem a fronteira entre essas áreas. Os desenvolvedores do SAGE apelidaram esse problema de “revelação cruzada” e resolveram-no criando linhas de dados baseadas em linhas telefônicas alugadas da AT&T estendidas entre todos os centros de controle vizinhos. Ronald Enticknap, que fazia parte de uma pequena delegação das Forças Reais enviada ao SAGE, liderou o desenvolvimento e implementação deste subsistema. Infelizmente, não encontrei uma descrição detalhada do sistema “inter-talk”, mas aparentemente o computador em cada um dos centros de controle determinou o momento em que a trilha do radar se moveu para outro setor e enviou suas gravações pela linha telefônica para o computador do setor onde poderia ser recebido operador monitorando o terminal ali.
O sistema SAGE precisava traduzir dados digitais em um sinal analógico na linha telefônica (e depois de volta à estação receptora), o que deu à AT&T a oportunidade de desenvolver o modem “Bell 101” (ou conjunto de dados, como foi inicialmente chamado) capaz de de transmitir modestos 110 bits por segundo. Este dispositivo foi posteriormente chamado , por sua capacidade de modular um sinal telefônico analógico usando um conjunto de dados digitais de saída e demodular os bits da onda de entrada.
Conjunto de dados Bell 101
Ao fazer isso, a SAGE estabeleceu uma base técnica importante para redes de computadores posteriores. No entanto, a primeira rede de computadores cujo legado foi longo e influente foi uma rede com um nome ainda hoje conhecido: ARPANET. Ao contrário do SAGE, ele reuniu uma coleção heterogênea de computadores, tanto de compartilhamento de tempo quanto de processamento em lote, cada um com seu próprio conjunto distinto de programas. A rede foi concebida como universal em escala e funcionamento, e deveria satisfazer qualquer necessidade do usuário. O projecto foi financiado pelo Gabinete de Técnicas de Processamento de Informação (IPTO), chefiado pelo Director , que era o departamento de pesquisa em informática da ARPA. Mas a própria ideia de tal rede foi inventada pelo primeiro diretor deste departamento, Joseph Carl Robnett Licklider.
Idéia
Como sabíamos Licklider, ou “Lick” para seus colegas, era psicólogo de formação. No entanto, enquanto trabalhava com sistemas de radar no Laboratório Lincoln, no final da década de 1950, ficou fascinado por computadores interativos. Esta paixão levou-o a financiar algumas das primeiras experiências em computadores de tempo partilhado quando se tornou diretor do recém-formado IPTO em 1962.
Nessa altura, ele já sonhava com a possibilidade de ligar computadores interactivos isolados numa superestrutura maior. Em seu trabalho de 1960 sobre “simbiose homem-computador”, ele escreveu:
Parece razoável imaginar um “centro de pensamento” que pudesse incorporar as funções das bibliotecas modernas e os avanços propostos no armazenamento e recuperação de informação, bem como as funções simbióticas descritas anteriormente neste trabalho. Este quadro pode ser facilmente ampliado para uma rede de tais centros, unidos por linhas de comunicação de banda larga e acessíveis a utilizadores individuais através de linhas telefónicas alugadas.
Assim como o TX-2 despertou a paixão de Leake pela computação interativa, a SAGE pode tê-lo encorajado a imaginar como vários centros de computação interativa poderiam ser interligados e fornecer algo como uma rede telefônica para serviços inteligentes. Onde quer que a ideia tenha surgido, Leake começou a divulgá-la pela comunidade de pesquisadores que havia criado no IPTO, e a mais famosa dessas mensagens foi um memorando datado de 23 de abril de 1963, dirigido aos “Membros e departamentos da rede intergaláctica de computadores”. isto é, vários investigadores, que recebeu financiamento do IPTO para acesso a computadores em regime de time-sharing e outros projetos de computação.
A nota parece desorganizada e caótica, claramente ditada na hora e não editada. Portanto, para entender o que exatamente Lik queria dizer sobre redes de computadores, temos que pensar um pouco. No entanto, alguns pontos se destacam imediatamente. Primeiro, Leake revelou que os “diferentes projetos” financiados pelo IPTO estão, na verdade, na “mesma área”. Ele então discute a necessidade de mobilizar dinheiro e projetos para maximizar os benefícios de um determinado empreendimento, já que entre uma rede de pesquisadores, “para progredir, todo pesquisador ativo necessita de uma base de software e equipamentos mais complexos e abrangentes do que ele próprio pode criar em um prazo razoável." Leake conclui que alcançar esta eficiência global requer algumas concessões e sacrifícios pessoais.
Ele então começa a discutir detalhadamente as redes de computadores (não sociais). Ele escreve sobre a necessidade de algum tipo de linguagem de gerenciamento de rede (o que mais tarde seria chamado de protocolo) e seu desejo de algum dia ver uma rede de computadores IPTO consistindo de "pelo menos quatro computadores grandes, talvez seis a oito computadores pequenos, e uma ampla rede de computadores". variedade de dispositivos de armazenamento em disco e fita magnética – sem mencionar consoles remotos e estações de teletipo.” Finalmente, ele descreve em várias páginas um exemplo concreto de como a interação com tal rede de computadores poderá se desenvolver no futuro. Leake imagina uma situação em que está analisando alguns dados experimentais. “O problema”, escreve ele, “é que não tenho um programa de gráficos decente. Existe um programa adequado em algum lugar do sistema? Usando a doutrina do domínio da rede, primeiro pesquiso o computador local e depois outros centros. Digamos que eu trabalhe na SDC e encontre um programa aparentemente adequado em disco em Berkeley." Ele pede à rede para executar este programa, assumindo que “com um sistema de gerenciamento de rede complexo, não terei que decidir se devo transferir dados para programas para processá-los em outro lugar, ou baixar programas para mim e executá-los para funcionar no meu computador”. dados."
Tomados em conjunto, estes fragmentos de ideias revelam um esquema mais amplo imaginado por Licklider: primeiro, dividir certas especialidades e áreas de especialização entre investigadores que recebem financiamento do IPTO, e depois construir uma rede física de computadores IPTO em torno desta comunidade social. Esta manifestação física da “causa comum” do IPTO permitirá aos investigadores partilhar conhecimentos e beneficiar de hardware e software especializados em cada local de trabalho. Desta forma, o IPTO pode evitar duplicações desnecessárias e, ao mesmo tempo, aproveitar cada dólar financiado, dando a todos os investigadores em todos os projectos do IPTO acesso a toda a gama de capacidades informáticas.
Esta ideia de partilhar recursos entre os membros da comunidade de investigação através de uma rede de comunicações plantou as sementes no IPTO que floresceriam alguns anos mais tarde na criação da ARPANET.
Apesar das suas origens militares, a ARPANET que emergiu do Pentágono não tinha qualquer justificação militar. Diz-se por vezes que esta rede foi concebida como uma rede de comunicações militares que poderia sobreviver a um ataque nuclear. Como veremos mais tarde, existe uma ligação indirecta entre a ARPANET e um projecto anterior com esse propósito, e os líderes da ARPA falavam periodicamente sobre “sistemas reforçados” para justificar a existência da sua rede ao Congresso ou ao Secretário de Defesa. Mas, na verdade, o IPTO criou a ARPANET puramente para as suas necessidades internas, para apoiar uma comunidade de investigadores - a maioria dos quais não conseguia justificar a sua actividade trabalhando para fins de defesa.
Enquanto isso, no momento da divulgação de seu famoso memorando, Licklider já havia começado a planejar o embrião de sua rede intergaláctica, da qual se tornaria diretor pela Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA).
Console para SAGE modelo OA-1008, completo com pistola de luz (na ponta do fio, sob tampa plástica transparente), isqueiro e cinzeiro.
Pré-requisitos
Kleinrock era filho de imigrantes da classe trabalhadora do Leste Europeu e cresceu em Manhattan, nas sombras. [conecta a parte norte da Ilha de Manhattan na cidade de Nova York e Fort Lee no condado de Bergen em Nova Jersey / aprox.]. Enquanto estava na escola, ele teve aulas extras de engenharia elétrica no City College de Nova York à noite. Quando ouviu falar da oportunidade de estudar no MIT seguido de um semestre de trabalho em tempo integral no Lincoln Laboratory, ele aproveitou a oportunidade.
O laboratório foi criado para servir as necessidades do SAGE, mas desde então expandiu-se para muitos outros projectos de investigação, muitas vezes apenas tangencialmente relacionados com a defesa aérea, se é que estão relacionados com a defesa. Entre eles estava o Estudo Barnstable, um conceito da Força Aérea para criar um cinturão orbital de tiras de metal (como ), que poderia ser usado como um sistema de comunicação global. Kleinrock foi conquistado pela autoridade do MIT, então ele decidiu se concentrar na teoria das redes de comunicação. A pesquisa de Barnstable deu a Kleinrock sua primeira oportunidade de aplicar a teoria da informação e a teoria das filas a uma rede de dados, e ele expandiu essa análise em uma dissertação inteira sobre redes de mensagens, combinando análise matemática com dados experimentais coletados de simulações executadas em computadores TX-2 em laboratórios. .Lincoln. Entre os colegas próximos de Kleinrock no laboratório, que compartilhavam computadores com ele, estavam и , que conheceremos um pouco mais tarde.
Em 1963, Kleinrock aceitou uma oferta de emprego na UCLA e Licklider viu uma oportunidade. Ali estava um especialista em redes de dados trabalhando perto de três centros de informática locais: o centro de informática principal, o centro de informática para cuidados de saúde e o Centro de Dados Ocidental (uma cooperativa de trinta instituições que compartilhavam o acesso a um computador IBM). Além disso, seis institutos do Centro de Dados Ocidental tinham uma conexão remota ao computador via modem, e o computador da System Development Corporation (SDC) patrocinado pelo IPTO estava localizado a apenas alguns quilômetros de Santa Monica. O IPTO contratou a UCLA para conectar esses quatro centros como sua primeira experiência na criação de uma rede de computadores. Mais tarde, de acordo com o plano, as comunicações com Berkeley poderiam estudar os problemas inerentes à transmissão de dados a longas distâncias.
Apesar da situação promissora, o projeto fracassou e a rede nunca foi construída. Os diretores dos vários centros da UCLA não confiavam uns nos outros e não acreditavam neste projeto, razão pela qual se recusaram a ceder o controle dos recursos computacionais uns aos outros usuários. O IPTO praticamente não teve influência nesta situação, uma vez que nenhum dos centros de informática recebeu dinheiro da ARPA. Esta questão política aponta para um dos principais problemas da história da Internet. Se é muito difícil convencer os diferentes participantes de que a organização da comunicação e da cooperação entre eles está a favor de todas as partes, como surgiu a Internet? Em artigos subsequentes voltaremos a essas questões mais de uma vez.
A segunda tentativa do IPTO de construir uma rede teve mais sucesso, talvez porque era muito menor – foi um simples teste experimental. E em 1965, um psicólogo e estudante de Licklider chamado Tom Marill deixou o Lincoln Laboratory para tentar capitalizar o hype sobre computadores interativos, iniciando seu próprio negócio de acesso compartilhado. Porém, por não ter clientes pagantes suficientes, ele começou a procurar outras fontes de renda e acabou sugerindo que o IPTO o contratasse para realizar pesquisas em redes de computadores. O novo diretor do IPTO, Ivan Sutherland, decidiu fazer parceria com uma grande e conceituada empresa como lastro e subcontratou o trabalho para Marilla por meio do Lincoln Laboratory. Do lado do laboratório, outro antigo colega de Kleinrock, Lawrence (Larry) Roberts, foi designado para chefiar o projeto.
Roberts, enquanto estudante do MIT, tornou-se hábil no trabalho com o computador TX-0 construído pelo Lincoln Laboratory. Ele ficou hipnotizado por horas em frente à tela brilhante do console e, eventualmente, escreveu um programa que reconhecia (mal) caracteres manuscritos usando redes neurais. Assim como Kleinrock, ele acabou trabalhando no laboratório como estudante de pós-graduação, resolvendo problemas relacionados à computação gráfica e visão computacional, como reconhecimento de bordas e geração de imagens 2D, no maior e mais poderoso TX-XNUMX.
Durante a maior parte de 1964, Roberts concentrou-se principalmente em seu trabalho com imagens. E então ele conheceu Lik. Em novembro daquele ano, ele participou de uma conferência sobre o futuro da computação, patrocinada pela Força Aérea, realizada em um resort de águas termais em Homestead, Virgínia Ocidental. Lá ele conversou até tarde da noite com outros participantes da conferência e pela primeira vez ouviu Lick apresentar sua ideia de uma rede intergaláctica. Algo se mexeu na cabeça de Roberts - ele era ótimo no processamento de computação gráfica, mas, na verdade, estava limitado a um computador TX-2 exclusivo. Mesmo que ele pudesse compartilhar seu software, ninguém mais poderia usá-lo porque ninguém tinha o hardware equivalente para executá-lo. A única maneira de ampliar a influência de seu trabalho era falar sobre ele em artigos científicos, na esperança de que alguém pudesse reproduzi-lo em outro lugar. Ele decidiu que Leake estava certo – a rede era exatamente o próximo passo que precisava ser dado para acelerar a pesquisa em computação.
E Roberts acabou trabalhando com Marill, tentando conectar o TX-2 do Lincoln Laboratory através de uma linha telefônica internacional ao computador SDC em Santa Monica, Califórnia. Em um projeto experimental supostamente copiado do memorando de "rede intergaláctica" de Leake, eles planejaram fazer o TX-2 pausar no meio de um cálculo, usar um discador automático para ligar para o SDC Q-32, executar um programa de multiplicação de matrizes naquele computador e, em seguida, continue os cálculos originais usando sua resposta.
Além da lógica de utilizar tecnologia cara e avançada para transmitir os resultados de uma simples operação matemática em todo o continente, é também digno de nota a velocidade terrivelmente lenta deste processo devido à utilização da rede telefónica. Para realizar uma chamada, era necessário estabelecer uma conexão dedicada entre quem chama e quem é chamado, que geralmente passava por diversas centrais telefônicas diferentes. Em 1965, quase todas eram eletromecânicas (foi nesse ano que a AT&T lançou a primeira usina totalmente elétrica em Sakasuna, Nova Jersey). Os ímãs moviam barras de metal de um lugar para outro para garantir o contato em cada nó. Todo o processo demorou alguns segundos, durante os quais o TX-2 apenas teve que sentar e esperar. Além disso, as linhas, perfeitamente adequadas para conversas, eram muito barulhentas para transmitir bits individuais e forneciam muito pouco rendimento (algumas centenas de bits por segundo). Uma rede intergaláctica verdadeiramente eficaz exigia uma abordagem diferente.
A experiência Marill-Roberts não demonstrou a praticidade ou utilidade da rede de longa distância, apenas mostrou a sua funcionalidade teórica. Mas isso acabou sendo suficiente.
Solução
Em meados de 1966, Robert Taylor tornou-se o novo terceiro diretor do IPTO, seguindo Ivan Sutherland. Ele foi aluno de Licklider, também psicólogo, e chegou ao IPTO por meio de sua administração anterior de pesquisa em ciência da computação na NASA. Aparentemente, quase imediatamente após a chegada, Taylor decidiu que era hora de realizar o sonho de uma rede intergaláctica; Foi ele quem lançou o projeto que deu origem à ARPANET.
O dinheiro da ARPA ainda estava entrando, então Taylor não teve problemas em obter financiamento adicional de seu chefe, Charles Herzfeld. No entanto, esta solução apresentava um risco significativo de fracasso. Além do fato de que em 1965 havia algumas linhas conectando extremos opostos do país, ninguém havia tentado fazer algo semelhante à ARPANET. Podemos recordar outras experiências iniciais na criação de redes de computadores. Por exemplo, Princeton e Carnegie Mallon foram pioneiros em uma rede de computadores compartilhados no final da década de 1960 com a IBM. A principal diferença deste projeto foi a sua homogeneidade - utilizou computadores absolutamente idênticos em hardware e software.
Por outro lado, a ARPANET teria que lidar com a diversidade. Em meados da década de 1960, o IPTO financiava mais de dez organizações, cada uma com um computador, todas executando hardware e software diferentes. A capacidade de compartilhar software raramente era possível, mesmo entre diferentes modelos do mesmo fabricante - eles decidiram fazer isso apenas com a mais recente linha IBM System/360.
A diversidade de sistemas era um risco, acrescentando uma complexidade técnica significativa ao desenvolvimento da rede e a possibilidade de partilha de recursos ao estilo Licklider. Por exemplo, na Universidade de Illinois, naquela época, um enorme supercomputador estava sendo construído com dinheiro da ARPA. . Parecia improvável para Taylor que os usuários locais do Urbana-Campain pudessem explorar plenamente os recursos desta enorme máquina. Mesmo sistemas muito menores – TX-2 do Lincoln Lab e Sigma-7 da UCLA – geralmente não conseguiam compartilhar software devido a incompatibilidades fundamentais. A capacidade de superar essas limitações acessando diretamente o software de um nó a partir de outro era atraente.
No artigo que descreve esta experiência de rede, Marill e Roberts sugeriram que tal troca de recursos levaria a algo como para nós de computação:
A organização da rede pode levar a uma certa especialização dos nós colaboradores. Se um determinado nó X, por exemplo, devido a software ou hardware especial, for particularmente bom em inversão de matrizes, você pode esperar que os usuários de outros nós na rede aproveitem essa capacidade invertendo suas matrizes no nó X, em vez de fazendo isso por conta própria em computadores domésticos.
Taylor tinha outra motivação para implementar uma rede de compartilhamento de recursos. Comprar para cada novo nó do IPTO um novo computador que tivesse todos os recursos que os pesquisadores daquele nó poderiam precisar era caro e, à medida que mais nós eram adicionados ao portfólio do IPTO, o orçamento se estendia perigosamente. Ao ligar todos os sistemas financiados pelo IPTO numa única rede, será possível fornecer aos novos beneficiários computadores mais modestos, ou mesmo nenhuma aquisição. Eles poderiam usar o poder computacional necessário em nós remotos com recursos excedentes, e toda a rede funcionaria como um reservatório público de software e hardware.
Depois de lançar o projeto e garantir seu financiamento, a última contribuição significativa de Taylor para a ARPANET foi escolher a pessoa que desenvolveria diretamente o sistema e garantiria sua implementação. Roberts foi a escolha óbvia. Suas habilidades em engenharia eram inquestionáveis, ele já era um membro respeitado da comunidade de pesquisa do IPTO e era uma das poucas pessoas com experiência real em projetar e construir redes de computadores operando em longas distâncias. Assim, no outono de 1966, Taylor ligou para Roberts e pediu-lhe que viesse de Massachusetts para trabalhar na ARPA em Washington.
Mas acabou sendo difícil seduzi-lo. Muitos diretores científicos do IPTO estavam céticos em relação à liderança de Robert Taylor, considerando-o um peso leve. Sim, Licklider também era psicólogo, não tinha formação em engenharia, mas pelo menos tinha doutorado e alguns méritos como um dos fundadores dos computadores interativos. Taylor era um homem desconhecido com mestrado. Como ele administrará o complexo trabalho técnico na comunidade do IPTO? Roberts também estava entre esses céticos.
Mas a combinação de cenoura e pau fez o seu trabalho (a maioria das fontes indica a predominância de palitos com virtual ausência de cenouras). Por um lado, Taylor pressionou o chefe de Roberts no Laboratório Lincoln, lembrando-lhe que a maior parte do financiamento do laboratório vinha agora da ARPA e que, portanto, precisava convencer Roberts dos méritos desta proposta. Por outro lado, Taylor ofereceu a Roberts o título recém-criado de "cientista sênior", que se reportaria diretamente sobre Taylor ao vice-diretor da ARPA e também se tornaria o sucessor de Taylor como diretor. Nestas condições, Roberts concordou em assumir o projeto ARPANET. É hora de transformar a ideia de compartilhamento de recursos em realidade.
O que mais ler
- Janet Abbate, Inventando a Internet (1999)
- Katie Hafner e Matthew Lyon, Onde os bruxos ficam acordados até tarde (1996)
- Arthur Norberg e Julie O'Neill, Transformando a Tecnologia da Computação: Processamento de Informações para o Pentágono, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, A máquina dos sonhos: JCR Licklider e a revolução que tornou a computação pessoal (2001)
Fonte: habr.com