Alte articole din ciclu:
- Istoria releului
- Istoria calculatoarelor electronice
- Istoria tranzistorului
- Istoria internetului
Cu ajutorul ARPANET, Robert Taylor și Larry Roberts numeroase institute de cercetare diferite, fiecare având propriul său computer, pentru care acesta își asuma întreaga responsabilitate în ceea ce privește software-ul și hardware-ul. Totuși, software-ul și echipamentul rețelei în sine se aflau într-o zonă ambiguă și nu aparțineau niciunuia dintre aceste locuri. În perioada 1967-1968, Roberts, șeful proiectului de rețea al biroului tehnologiilor de procesare a informațiilor (Information Processing Technology Office, IPTO), a trebuit să decidă cine va construi și menține rețeaua și unde ar trebui să treacă granițele între rețea și institute.
Scepticii
Problema structurării rețelei era, în cel puțin la fel de mare măsură, politică cât și tehnică. Directorii științifici ai centrelor de cercetare ARPA, în general, nu aprobau ideea ARPANET. Unii au demonstrat clar o lipsă totală de interes de a se alătura rețelei vreodată; puțini dintre aceștia erau entuziaști. Fiecare centru ar fi trebuit să depună eforturi serioase pentru a permite altora să folosească computerul lor foarte costisitor și extrem de rar. Această oferire de acces demonstra deficiențe evidente (pierdere a unei resurse valoroase), în timp ce potențialele sale beneficii rămâneau neclare și vag definite.
Același scepticism cu privire la accesul comun la resurse a îngropat proiectul de rețea al Universității California din Los Angeles cu câțiva ani în urmă. Cu toate acestea, în acest caz, ARPA avea mult mai multe pârghii de influență, deoarece plătea direct pentru toate aceste resurse de calcul valoroase și continua să controleze toate fluxurile financiare legate de programele de cercetare asociate. Și, deși nu au fost făcute amenințări directe, nimic de genul „altfel” nu a fost exprimat, situația era extrem de clară – în acest fel sau altul, ARPA intenționa să construiască propria rețea pentru a conecta mașinile care, în practică, încă îi aparțineau.
Momentul a venit în întâlnirea conducătorilor științifici din Ett-Arbor, Michigan, primăvara anului 1967. Roberts a prezentat planul său de a crea o rețea care să conecteze diverse calculatoare din fiecare centru. El a anunțat că fiecare conducător va asigura computerul său local cu un software de rețea special, pe care îl va folosi pentru a suna la alte calculatoare prin rețeaua telefonică (acesta era încă înainte ca Roberts să afle despre idee). ). Răspunsul a fost dezbateri și frici. Dintre cei mai reticenți în a implementa această idee s-au aflat cele mai mari centre, unde deja funcționau mari proiecte sponsorizate de IPTO, printre care principal era MIT. Cercetătorii de la MIT, scăldați în banii obținuți pentru dezvoltarea sistemului de împărțire a timpului Project MAC și pentru laboratorul de inteligență artificială, nu vedeau niciun beneficiu pentru ei în a împărți resursele greu câștigată cu tot felul de nimeni din vest.
Și, indiferent de statutul lor, fiecare centru își păstra propriile idei. Fiecare avea propriile programe și echipamente unice, și era greu de înțeles cum ar putea să stabilească măcar o comunicare simplă între ei, cu atât mai puțin o colaborare reală. Pur și simplu scrierea și rularea programelor de rețea pentru mașinile lor le va ocupa un volum semnificativ de timp și resurse de calcul.
Ironia, dar și potrivirea surprinzătoare a fost că soluția acestor probleme sociale și tehnice, acceptată de Roberts, provenea de la Wes Clark, o persoană care avea o aversiune atât față de împărțirea timpului, cât și față de rețele. Clark, un susținător al ideii donquijotești de a oferi un computer personal fiecărei persoane, nu dorea deloc să împărtășească resursele computerului cu nimeni și a ținut campusul său, Universitatea Washington din St. Louis, departe de rețeaua ARPANET mulți ani. Prin urmare, nu este surprinzător că el a dezvoltat un proiect de rețea care nu adăuga o sarcină semnificativă asupra resurselor de calcul ale fiecărui centru și nu necesita ca fiecare dintre ele să dedice eforturi pentru a crea un software special.
Clark a propus să fie instalat un mini-computer în fiecare din centre, care să proceseze toate funcțiile direct legate de rețea. Fiecare centru trebuia doar să găsească o modalitate de a se conecta la asistentul său local (care au fost denumiți ulterior procesoare de mesaje de interfață, sau ), care ulterior trimitea mesajul pe ruta corectă pentru a ajunge la IMP-ul corespunzător din locația de primire. În esență, el a propus ca ARPA să ofere computere suplimentare gratuite fiecărui centru, care să preia o mare parte din resursele rețelei. La vremea respectivă, când calculatoarele erau rare și foarte scumpe, această propunere era îndrăzneață. Totuși, exact atunci au început să apară mini-computerele, care costau doar câteva zeci de mii de dolari, în loc de câteva sute, și, în cele din urmă, propunerea s-a dovedit a fi, în principiu, fezabilă (în final, fiecare IMP a costat 45.000 USD, sau aproximativ 314.000 USD în banii de astăzi).
Abordarea cu IMP, care a ușurat îngrijorările conducătorilor științifici cu privire la încărcătura rețelei asupra puterilor lor de calcul, rezolva și o altă problemă politică a ARPA. Spre deosebire de alte proiecte ale agenției de atunci, rețeaua nu era limitată la un singur centru de cercetare, condus de un singur șef. De asemenea, ARPA nu avea capacitatea de a crea și gestiona direct un proiect tehnic de mare amploare. Ar fi trebuit să angajeze companii terțe pentru asta. Prezența IMP-urilor stabilea o delimitare clară a responsabilității între rețeaua gestionată de un agent extern și computerul cu gestionare locală. Contractorul ar controla IMP-urile și tot ce era între ele, iar centrele ar rămâne responsabile pentru echipamentele și software-ul de pe propriile lor computere.
IMP
După aceea, lui Roberts i-a trebuit să aleagă acest contractor. Abordarea învechită a lui Licklider de a scoate o ofertă direct de la cercetătorul favorit în acest caz nu era potrivită. Proiectul trebuia scos la licitație publică, ca orice alt contract guvernamental.
Abia de iulie 1968, Roberts a reușit să finalizeze detaliile aplicației pentru licitație. Aproape jumătate de an a trecut de când ultima piesă tehnică a puzzle-ului a fost instalată, când la conferința de la Gatlinburg a fost prezentat sistemul de comutație a pachetelor. Cei mai mari doi producători de computere, Control Data Corporation (CDC) și International Business Machines (IBM), s-au retras imediat, deoarece nu dispuneau de mini-computere ieftine care să fie potrivite pentru rolul de IMP.
Honeywell DDP-516
Printre participanții rămași, majoritatea au ales noul computer de la Honeywell, deși unii s-au aplecat spre . Opțiunea Honeywell era deosebit de atrăgătoare, având un interfață de intrare/ieșire, special concepută pentru lucrul cu sisteme în timp real, pentru aplicații precum controlul agregatelor industriale. Pentru comunicații, desigur, era necesară o precizie corespunzătoare – dacă computerul pierdea un mesaj de intrare, fiind ocupat cu o altă sarcină, nu mai avea o a doua șansă de a-l capta.
Până la sfârșitul anului, după ce a considerat serios candidatura Raytheon, Roberts a delegat această sarcină unei firme în creștere din Cambridge, fondată de Bolt, Beranek și Newman. Arborele genealogic al calculului interactiv era extrem de înrădăcinat la acel moment, iar alegerea BBN de către Roberts putea fi ușor considerată nepotism. Licklider a introdus calculul interactiv în BBN înainte de a deveni primul director al IPTO, semănând semințele rețelei sale intergalactice și educând oameni precum Roberts. Fără influența lui Lick, ARPA și BBN nu ar fi fost nici interesate, nici capabile să sprijine proiectul ARPANET. Mai mult, o componentă cheie a echipei adunate de BBN pentru construirea rețelei bazate pe IMP provenea direct sau indirect din laboratoarele Lincoln: Frank Heart (liderul echipei), Dave Walden, și Norh Ornstein. Anume în laboratoarele respective, Roberts era în programul de doctorat, și acolo o întâlnire întâmplătoare între Lick și Wes Clark i-a stârnit interesul pentru computerele interactive.
Deși această situație ar fi putut părea o conspirație, echipa BBN era la fel de bine pregătită pentru lucrul în timp real ca Honeywell 516. La Lincoln, ei lucrau cu computere conectate la sisteme radar - acesta este un alt exemplu de aplicație, în care datele nu așteaptă ca computerul să fie gata. Hart, de exemplu, a lucrat la computerul Whirlwind fiind student în anii 1950, s-a alăturat proiectului SAGE și a petrecut în total 15 ani în laboratoarele de la Lincoln. Ornstein a lucrat pe protocolul încrucișat SAGE, care transmitea date de urmărire radar de la un computer la altul, iar mai târziu - pe LINC, computerul lui Wes Clark, dezvoltat pentru a ajuta oamenii de știință direct în laborator, lucrând cu date în timp real. Crouter, acum mai cunoscut ca autor al jocului text , a petrecut zece ani dezvoltând sisteme în timp real, inclusiv terminalul experimental de la Lincoln, o stație mobilă de comunicație prin satelit cu un mic computer care controla antena și prelucra semnalele primite.
Echipa IMP de la BBN. Frank Hart – bărbatul mai în vârstă din centru. Ornstein stă în dreapta, alături de Crouter.
IMP a fost responsabil pentru înțelegerea și gestionarea rutării și livrării mesajelor de la un computer la altul. Un computer putea trimite până la 8000 de biți la un IMP local, împreună cu adresa destinatarului. Apoi, IMP diviza mesajul în pachete mai mici, transmise independent către IMP-ul țintă, pe linii care susțineau o viteză de 50 kbps, închiriate de la AT&T. IMP-ul receptor strângea mesajul bucățică cu bucățică și îl livra computerului său. Fiecare IMP avea stocată o tabelă care urmărea care dintre vecinii săi avea cea mai rapidă rută pentru a ajunge la orice destinație posibilă. Aceasta era actualizată dinamic pe baza informațiilor primite de la acești vecini, inclusiv informațiile că un vecin nu era disponibil (în acest caz, întârzierea pentru a trimite într-o direcție era considerată infinită). Pentru a se încadra în cerințele de viteză și lățime de bandă impuse de Roberts pentru toate aceste procese de procesare, echipa lui Hart a creat un cod de nivel artistic. Întreaga programare pentru IMP ocupa doar 12.000 de biți; partea care se ocupa de tabelele de rutare ocupa doar 300.
Echipa a luat de asemenea măsuri de precauție, având în vedere că alocarea unei echipe de suport fiecărui IMP la fața locului era impracticabilă.
În primul rând, fiecare computer a fost echipat cu dispozitive pentru urmărirea și gestionarea de la distanță. În plus față de repornirea automată, care începea după fiecare întrerupere a alimentării, IMP-urile erau programate pentru a putea reporni vecinii, trimițându-le noi versiuni ale sistemului de operare. Pentru a ajuta la depanare și analiză, IMP-ul putea, la comandă, să înceapă să facă instantanee ale stării sale curente la intervale regulate. De asemenea, fiecare pachet IMP atașa o parte pentru urmărire, ceea ce permitea scrierea de jurnale de lucru mai detaliate. Cu toate aceste capacități, multe probleme puteau fi rezolvate direct din biroul BBN, care servea ca centru de control, din care se putea vedea starea întregii rețele.
În al doilea rând, au solicitat de la Honeywell o versiune militară a computerului 516, dotată cu un carcasă groasă, care să-l protejeze de vibrații și alte amenințări. BBN a dorit în principal să facă acest lucru un semn „țineți-vă departe” pentru studenții curioși, dar nimic nu contura atât de vizibil limita dintre computerele locale și subrețeaua gestionată de BBN, precum această carcasă blindată.
Primele dulapuri întărite de dimensiunea unui frigider au ajuns la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA) pe 30 august 1969, la doar 8 luni după ce BBN a obținut contractul său.
Gazde
Roberts a decis să înceapă rețeaua cu patru gazde – pe lângă UCLA, IMP va fi instalat mai sus pe coastă la Universitatea din California, Santa Barbara (UCSB), unul la Stanford Research Institute (SRI) în nordul Californiei și ultimul – la Universitatea din Utah. Toate acestea erau institute de categoria a doua de pe Coasta de Vest, care încercau să-și facă un nume în domeniul calculului științific. Legăturile familiale au continuat să funcționeze, deoarece doi dintre conducătorii științifici, de la UCLA și de la Universitatea din Utah, erau de asemenea vechi colegi ai lui Roberts din laboratoarele Lincoln.
Două gazde au primit funcții suplimentare legate de rețea. Doug Engelbart de la SRI s-a oferit în 1967 la o întâlnire a liderilor să dezvolte un centru de informații despre rețea. Folosind un sistem complex de extragere a informațiilor la SRI, el intenționa să creeze un director telefonic ARPANET: o selecție ordonată de informații despre toate resursele disponibile pe diverse noduri și să ofere acces la acestea tuturor participanților la rețea. Având în vedere experiența lui Kleinrock în analiza traficului de rețea, Roberts a desemnat UCLA ca centru de măsurare a activității rețelei (NMC). Pentru Kleinrock și UCLA, ARPANET trebuia să devină nu doar un instrument practic, ci și un experiment, datele din care puteau fi extrase și generalizate pentru a aplica cunoștințele obținute în îmbunătățirea proiectului rețelei și a succesorilor săi.
Dar mai important pentru dezvoltarea ARPANET decât aceste două funcții a fost o comunitate mai informală și difuză de studenți postuniversitari cunoscută sub numele de „grupul de lucru în rețea” (NWG). Subrețeaua IMP permitea oricărui host din rețea să livreze fiabil un mesaj oricărui altul; sarcina NWG a fost să dezvolte un limbaj comun sau un set de limbaje pe care host-urile să le folosească pentru comunicare. Ei le-au numit „protocole de host”. Denumirea „protocol”, împrumutată de la diplomați, a fost prima dată aplicată rețelelor în 1965 de Roberts și Tom Marill pentru a descrie atât formatul de date, cât și pașii algoritmici care definesc cum comunică două calculatoare între ele.
NWG, sub conducerea informală, dar efectivă a lui Steve Crocker de la UCLA, a început să se întâlnească regulat începând din primăvara anului 1969, cu aproximativ șase luni înainte de apariția primului IMP. Crocker s-a născut și a crescut în zona Los Angeles, a studiat la școala Van Nuys, fiind coleg de clasă cu doi dintre viitorii săi colegi din NWG, Vint Cerf și Jon Postel. Pentru a înregistra rezultatele unora dintre întâlnirile grupului, Crocker a dezvoltat una dintre pietrele de temelie ale culturii ARPANET (și ale viitorului internet), solicitatea de comentarii [request for comments] (). RFC 1 al său, publicat pe 7 aprilie 1969 și distribuit tuturor viitoarelor noduri ARPANET prin poștă clasică, a colectat discuțiile timpurii ale grupului referitoare la proiectarea software-ului pentru protocolul host. În RFC 3, Crocker a continuat să descrie, definind în mod vag procesul de elaborare a tuturor viitoarelor RFC:
Observațiile ar trebui trimise la timp, mai degrabă decât să fie perfecționate. Sunt acceptate opinii filosofice fără exemple sau alte specificații, anumite propuneri sau tehnologii de implementare fără descriere introductivă sau clarificări contextuale, întrebări specifice fără încercări de răspuns. Lungimea minimă pentru o notă de la NWG este de o propoziție. Sperăm să promovăm schimbul de opinii și discuțiile în jurul ideilor informale.
La fel ca solicitarea de ofertă [запрос котировок] (RFQ), modalitatea standard de solicitare a tarifelor pentru contractele guvernamentale, RFC a binevenit orice reacție, dar, spre deosebire de RFQ, a invitat și la dialog. Fiecare membru al comunității distribuite NWG putea să depună un RFC și să utilizeze această oportunitate pentru a discuta, a pune întrebări sau a critica o propunere anterioară. Desigur, ca în orice comunitate, unele păreri erau mai apreciate decât altele, iar în primii ani, opinia lui Crocker și a grupului său principal de colaboratori avea un foarte mare prestigiu. În iulie 1971, Crocker a părăsit UCLA, fiind încă student absolvent, pentru a ocupa funcția de manager al programului la IPTO. Având la dispoziție granturi de cercetare cheie de la ARPA, el avea, fie că dorea sau nu, o influență incontestabilă.
John Postel, Steve Crocker și Vint Cerf – colegi de clasă și colaboratori în NWG; anii ulteriori.
Planul inițial al NWG prevedea introducerea a două protocoale. Conexiunea la distanță (telnet) permitea unui computer să funcționeze ca un terminal conectat la sistemul de operare al altuia, extinzând un mediu interactiv al oricărui sistem din ARPANET cu împărțire de timp pe mii de kilometri, pentru orice utilizator al rețelei. Protocolul de transfer de fișiere FTP permitea unui computer să transmită un fișier, de exemplu, un program util sau un set de date, către un depozit al altei sisteme sau din acesta. Totuși, la insistența lui Roberts, NWG a adăugat un al treilea protocol de bază în fundamentul acestor două, stabilind o conexiune de bază între două gazde. Acesta a fost numit programul de control al rețelei (NCP). Acum, rețeaua avea trei niveluri de abstractizare – subrețeaua de pachete, gestionată de IMP în partea de jos, legătura între gazde, asigurată de NCP în mijloc și protocoalele aplicațiilor (FTP și telnet) în vârf.
Eșec?
Numai în august 1971, NCP a fost complet definit și implementat în întreaga rețea, care la acea vreme consta din cincisprezece noduri. A urmat rapid implementarea protocolului telnet, iar prima definiție stabilă FTP a apărut un an mai târziu, vara anului 1972. Dacă evaluăm starea ARPANET din acea perioadă, la câțiva ani după lansarea sa inițială, aceasta putea fi considerată un eșec, în comparație cu visul de împărțire a resurselor pe care l-a imaginat Licklider și care a fost realizat în practică de protejatul său, Robert Taylor.
La început, era pur și simplu greu să aflăm ce resurse există în rețea și care pot fi utilizate. Centrul de informații al rețelei utiliza un model de participare voluntară – fiecare nod trebuia să își furnizeze singur informațiile actualizate despre disponibilitatea datelor și programelor. Deși toată lumea ar fi beneficiat de pe urma acestor acțiuni, fiecare nod individual nu avea un stimulent puternic de a-și promova resursele și de a oferi acces la acestea, cu atât mai puțin de a asigura documentație actualizată sau consultații. Prin urmare, NIC nu a reușit să devină un director al rețelei. Probabil, cea mai importantă funcție a sa în primii ani a fost asigurarea publicării electronice a setului în expansiune de RFC.
Chiar dacă, de exemplu, Alice de la UCLA știa despre existența unei resurse utile la MIT, apărea un obstacol mai serios. Telnet îi permitea lui Alice să acceseze ecranul de logare de la MIT, dar nu mai departe. Pentru ca Alice să poată accesa realmente un program de la MIT, trebuia mai întâi să se înțeleagă cu MIT în offline, pentru ca aceștia să îi creeze un cont pe calculatorul lor, ceea ce de obicei necesita completarea unor formulare pe hârtie în ambele instituții și un acord de finanțare pentru a plăti utilizarea resurselor computaționale ale MIT. Datorită incompatibilității între hardware-ul și software-ul de sistem între noduri, transferul de fișiere nu avea adesea sens, deoarece nu puteai executa programe de pe calculatoarele de la distanță pe al tău.
Este ironic că succesul cel mai semnificativ al împărțirii resurselor nu a fost în domeniul împărțirii interactive a timpului, pentru care a fost creat ARPANET, ci în domeniul procesării datelor învechite, non-interactive. UCLA a adăugat mașina sa IBM 360/91 care stătea nefolosită pentru procesarea în loturi în rețea și a oferit suport telefonic pentru utilizatorii de la distanță, ceea ce a generat venituri semnificative pentru centrul de calcul. Supercomputerul ILLIAC IV de la Universitatea din Illinois, sponsorizat de ARPA, și Datacomputer de la Computer Corporation of America din Cambridge au găsit de asemenea clienți îndepărtați prin ARPANET.
Dar toate aceste proiecte nu s-au apropiat de utilizarea completă a rețelei. În toamna anului 1971, având 15 gazde online, rețeaua în ansamblu transmitea prin fiecare nod în medie 45 milioane de biți sau 520 biți/s prin rețea pe linii închiriate de la AT&T cu o capacitate de 50.000 biți/s. Mai mult, majoritatea acestui trafic era de verificare și era generat de centrul de măsurare a rețelei de la UCLA. În afară de entuziasmul unor primii utilizatori (de exemplu, Steve Carr, care folosea zilnic PDP-10 la Universitatea din Utah, din Palo Alto), în ARPANET nu se întâmpla mare lucru. Dintr-o perspectivă modernă, poate cel mai interesant eveniment a fost lansarea Bibliotecii Digitale „Proiectul Gutenberg” în decembrie 1971, organizată de Michael Hart, un student la Universitatea din Illinois.
Dar în curând ARPANET a fost salvat de acuzațiile de stagnare de al treilea protocol aplicațional – o mică minune numită email.
Ce altceva să citim
• Janet Abbate, Inventing the Internet (1999)
• Katie Hafner și Matthew Lyon, Where Wizards Stay Up Late: The Origins of the Internet (1996)
Sursa: habr.com
