Alte articole din serie:
- Istoria ștafetei
- Istoria calculatoarelor electronice
- Istoria tranzistorului
- Istoricul internetului
În prima jumătate a anilor 1970, ecologia rețelelor de calculatoare s-a îndepărtat de strămoșul său original ARPANET și s-a extins în mai multe dimensiuni diferite. Utilizatorii ARPANET au descoperit o nouă aplicație, email, care a devenit o activitate majoră în rețea. Antreprenorii și-au lansat propriile variante de ARPANET pentru a servi utilizatorilor comerciali. Cercetătorii din întreaga lume, de la Hawaii până în Europa, au dezvoltat noi tipuri de rețele pentru a răspunde nevoilor sau a corecta erorile neabordate de ARPANET.
Aproape toți cei implicați în acest proces s-au îndepărtat de scopul inițial al ARPANET de a oferi putere de calcul și software partajat într-o varietate variată de centre de cercetare, fiecare cu propriile sale resurse dedicate. Rețelele de calculatoare au devenit în primul rând un mijloc de conectare a oamenilor între ei sau cu sisteme de la distanță care serveau ca sursă sau depozit de informații care pot fi citite de om, de exemplu, cu baze de date sau imprimante.
Licklider și Robert Taylor au prevăzut această posibilitate, deși nu acesta era scopul pe care încercau să-l atingă atunci când au lansat primele experimente de rețea. Articolul lor din 1968 „The Computer as a Communication Device” nu are energia și calitatea atemporală a unei pietre de hotar profetice în istoria computerelor găsite în articolele lui Vannevar Bush.„sau „Mașinile de calcul și inteligența” lui Turing. Cu toate acestea, conține un pasaj profetic referitor la țesătura interacțiunii sociale țesute de sistemele informatice. Licklider și Taylor au descris un viitor apropiat în care:
Nu vei trimite scrisori sau telegrame; veți identifica pur și simplu persoanele ale căror fișiere trebuie să fie conectate cu ale dvs. și la ce părți ale fișierelor ar trebui să fie conectate și, probabil, veți determina factorul de urgență. Rareori veți efectua apeluri telefonice; veți cere rețelei să vă conecteze consolele.
Rețeaua va oferi caracteristici și servicii la care vă veți abona și alte servicii pe care le veți utiliza după cum este necesar. Prima grupă va include consultanță investițională și fiscală, selecția informațiilor din domeniul dvs. de activitate, anunțuri de evenimente culturale, sportive și de divertisment care se potrivesc intereselor dvs. etc.
(Cu toate acestea, articolul lor a descris și modul în care șomajul va dispărea pe planetă, deoarece în cele din urmă toți oamenii vor deveni programatori care servesc nevoile rețelei și vor fi angajați în depanarea interactivă a programelor.)
Prima și cea mai importantă componentă a acestui viitor condus de computer, e-mailul, s-a răspândit ca un virus prin ARPANET în anii 1970, începând să cuprindă lumea.
Pentru a înțelege cum a evoluat e-mailul pe ARPANET, mai întâi trebuie să înțelegeți schimbarea majoră care a preluat sistemele de calcul din întreaga rețea la începutul anilor 1970. Când ARPANET a fost conceput pentru prima dată la mijlocul anilor 1960, hardware-ul și software-ul de control de la fiecare site nu aveau practic nimic în comun. Multe puncte s-au concentrat pe sisteme speciale, unice, de exemplu, Multics la MIT, TX-2 la Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, construit la Universitatea din Illinois.
Dar până în 1973, peisajul sistemelor informatice în rețea dobândise o uniformitate considerabilă, datorită succesului sălbatic al Digital Equipment Corporation (DEC) și pătrunderii sale pe piața de calcul științific (a fost creația lui Ken Olsen și Harlan Anderson, pe baza lor. experiență cu TX-2 la Lincoln Laboratory). DEC a dezvoltat mainframe-ul , lansat în 1968, a oferit o partajare fiabilă a timpului pentru organizațiile mici, oferind o gamă de instrumente și limbaje de programare încorporate pentru a facilita personalizarea sistemului pentru a se potrivi nevoilor specifice. Exact de asta aveau nevoie centrele științifice și laboratoarele de cercetare din acea vreme.
Uite câte PDP sunt!
BBN, care a fost responsabil pentru susținerea ARPANET, a făcut acest kit și mai atractiv prin crearea sistemului de operare Tenex, care a adăugat memorie virtuală paginată la PDP-10. Acest lucru a simplificat foarte mult gestionarea și utilizarea sistemului, deoarece nu mai era necesară ajustarea setului de programe care rulează la cantitatea de memorie disponibilă. BNN a livrat Tenex gratuit către alte noduri ARPA și în curând a devenit sistemul de operare dominant al rețelei.
Dar ce legătură au toate acestea cu e-mailul? Utilizatorii sistemelor de partajare a timpului erau deja familiarizați cu mesageria electronică, deoarece majoritatea acestor sisteme furnizau cutii poștale de un fel până la sfârșitul anilor 1960. Au furnizat un fel de corespondență internă, iar scrisorile puteau fi schimbate doar între utilizatorii aceluiași sistem. Prima persoană care a profitat de faptul că are o rețea pentru a transfera corespondența de la o mașină la alta a fost Ray Tomlinson, inginer la BBN și unul dintre autorii cărții Tenex. El scrisese deja un program numit SNDMSG pentru a trimite e-mail unui alt utilizator pe același sistem Tenex și un program numit CPYNET pentru a trimite fișiere prin rețea. Tot ce trebuia să facă era să-și folosească puțin imaginația și putea să vadă cum să combine aceste două programe pentru a crea corespondență de rețea. În programele anterioare, doar numele de utilizator era necesar pentru a identifica destinatarul, așa că Tomlinson a venit cu ideea de a combina numele de utilizator local și numele gazdei (locală sau de la distanță), conectarea acestora cu simbolul @ și obținerea unui adresa de e-mail unică pentru întreaga rețea (anterior simbolul @ era rar folosit, în principal pentru indicații de preț: 4 prăjituri la 2 dolari fiecare).
Ray Tomlinson în ultimii săi ani, cu semnătura sa @ semnul în fundal
Tomlinson a început să testeze noul său program la nivel local în 1971, iar în 1972 versiunea sa de rețea a SNDMSG a fost inclusă într-o nouă versiune Tenex, permițând e-mail-ului Tenex să se extindă dincolo de un singur nod și să se răspândească în întreaga rețea. Abundența de mașini care rulează Tenex a oferit programului hibrid al lui Tomlinson acces imediat la majoritatea utilizatorilor ARPANET, iar e-mailul a fost un succes imediat. Destul de repede, liderii ARPA au încorporat utilizarea e-mailului în viața de zi cu zi. Steven Lukasik, directorul ARPA, a fost unul dintre cei care au adoptat-o timpurie, la fel ca Larry Roberts, încă șeful diviziei de informatică a agenției. Acest obicei s-a transmis inevitabil subordonaților lor, iar în curând e-mailul a devenit unul dintre faptele de bază ale vieții și culturii ARPANET.
Programul de e-mail al lui Tomlinson a generat multe imitații diferite și noi dezvoltări, pe măsură ce utilizatorii căutau modalități de a-și îmbunătăți funcționalitatea rudimentară. O mare parte din inovația timpurie s-a concentrat pe corectarea deficiențelor cititorului de scrisori. Pe măsură ce corespondența a trecut dincolo de limitele unui singur computer, volumul de e-mailuri primite de utilizatorii activi a început să crească odată cu creșterea rețelei, iar abordarea tradițională a e-mailurilor primite ca text simplu nu a mai fost eficientă. Însuși Larry Roberts, incapabil să facă față barajului de mesaje primite, și-a scris propriul program de lucru cu căsuța de e-mail numită RD. Dar, la mijlocul anilor 1970, programul MSG, scris de John Vittal de la Universitatea din California de Sud, era lider cu o marjă largă de popularitate. Luăm capacitatea de a completa automat câmpurile de nume și destinatar ale unui mesaj de ieșire, pe baza celui primit, la un clic pe un buton. Cu toate acestea, programul MSG al lui Vital a fost primul care a introdus această oportunitate uimitoare de a „răspunde” la o scrisoare în 1975; și a fost inclus și în setul de programe pentru Tenex.
Varietatea unor astfel de încercări a necesitat introducerea standardelor. Și aceasta a fost prima, dar nu ultima dată când comunitatea de computere din rețea a trebuit să dezvolte standarde retroactiv. Spre deosebire de protocoalele de bază ARPANET, înainte de apariția oricăror standarde de e-mail, existau deja multe variații în sălbăticie. Inevitabil, au apărut controverse și tensiuni politice, centrate pe principalele documente care descriu standardul de e-mail, RFC 680 și 720. În special, utilizatorii sistemelor de operare non-Tenex au devenit enervați că ipotezele găsite în propuneri erau legate de caracteristicile Tenex. Conflictul nu a escaladat niciodată prea mult – toți utilizatorii ARPANET din anii 1970 erau încă parte din aceeași comunitate științifică relativ mică, iar dezacordurile nu erau atât de mari. Cu toate acestea, acesta a fost un exemplu de bătălii viitoare.
Succesul neașteptat al e-mailului a fost cel mai important eveniment în dezvoltarea stratului software al rețelei în anii 1970 - stratul cel mai abstras din detaliile fizice ale rețelei. În același timp, alți oameni au decis să redefinească stratul de „comunicații” subiacent în care biții curgeau de la o mașină la alta.
ALOHA
În 1968, Norma Abramson a ajuns la Universitatea din Hawaii din California pentru a ocupa un post combinat de profesor de inginerie electrică și informatică. Universitatea sa avea un campus principal în Oahu și un campus satelit în Hilo, precum și mai multe colegii comunitare și centre de cercetare împrăștiate în insulele Oahu, Kauai, Maui și Hawaii. Între ele se întindeau sute de kilometri de apă și teren muntos. Campusul principal avea un IBM 360/65 puternic, dar comandarea unei linii închiriate de la AT&T pentru a se conecta la un terminal situat la unul dintre colegiile comunitare nu a fost la fel de ușoară ca pe continent.
Abramson a fost un expert în sisteme radar și în teoria informației și, la un moment dat, a lucrat ca inginer pentru Hughes Aircraft din Los Angeles. Iar noul său mediu, cu toate problemele sale fizice asociate cu transmisia de date prin cablu, l-a inspirat pe Abramson să vină cu o idee nouă - dacă radioul ar fi o modalitate mai bună de a conecta computere decât sistemul telefonic, care, la urma urmei, a fost conceput pentru a transporta voce mai degrabă decât date?
Pentru a-și testa ideea și a crea un sistem pe care l-a numit ALOHAnet, Abramson a primit finanțare de la Bob Taylor de la ARPA. În forma ei inițială, nu era deloc o rețea de calculatoare, ci un mediu de comunicare cu terminale la distanță cu un singur sistem de partajare a timpului conceput pentru un computer IBM situat în campusul Oahu. La fel ca ARPANET, avea un minicomputer dedicat pentru procesarea pachetelor primite și trimise de mașina 360/65 - Menehune, echivalentul hawaian al IMP. Cu toate acestea, ALOHAnet nu a făcut viața la fel de complicată ca ARPANET prin rutarea pachetelor între diferite puncte. În schimb, fiecare terminal care dorea să trimită un mesaj pur și simplu l-a trimis prin aer pe o frecvență dedicată.
ALOHAnet a fost implementat complet la sfârșitul anilor 1970, cu mai multe computere în rețea
Modul tradițional de inginerie de a gestiona o astfel de lățime de bandă de transmisie comună a fost să o tăiați în secțiuni cu o împărțire a timpului sau a frecvențelor de difuzare și să alocați o secțiune fiecărui terminal. Dar pentru a procesa mesaje de la sute de terminale folosind această schemă, ar fi necesar să se limiteze fiecare dintre ele la o mică parte din lățimea de bandă disponibilă, în ciuda faptului că doar câteva dintre ele ar putea fi efectiv în funcțiune. Dar, în schimb, Abramson a decis să nu împiedice terminalele să trimită mesaje în același timp. Dacă două sau mai multe mesaje se suprapuneau, computerul central detecta acest lucru prin coduri de corectare a erorilor și pur și simplu nu accepta aceste pachete. Neavând confirmarea că pachetele au fost primite, expeditorii au încercat să le trimită din nou după ce a trecut o perioadă aleatorie de timp. Abramson a estimat că un astfel de protocol de operare simplu ar putea suporta până la câteva sute de terminale care funcționează simultan și, din cauza numeroaselor suprapuneri de semnal, ar fi utilizată 15% din lățimea de bandă. Cu toate acestea, conform calculelor sale, s-a dovedit că odată cu creșterea rețelei, întregul sistem va cădea în haos de zgomot.
Biroul viitorului
Conceptul de „difuzare de pachete” al lui Abramson nu a generat prea multă zgomot la început. Dar apoi s-a născut din nou - câțiva ani mai târziu și deja pe continent. Acest lucru s-a datorat noului Centru de Cercetare Palo Alto (PARC) al Xerox, care s-a deschis în 1970 chiar lângă Universitatea Stanford, într-o zonă care fusese recent supranumită „Silicon Valley”. Unele dintre brevetele de xerografie ale Xerox erau pe cale să expire, așa că compania risca să fie prinsă de propriul succes, deoarece nu dorește sau nu se poate adapta la creșterea computerelor și a circuitelor integrate. Jack Goldman, șeful departamentului de cercetare Xerox, i-a convins pe marii șefi că noul laborator - separat de influența sediului, într-un climat confortabil, cu salarii bune - va atrage talentul necesar pentru a menține compania în fruntea dezvoltării arhitecturii informaționale. . viitor.
PARC a reușit cu siguranță să atragă cele mai bune talente în domeniul informaticii, nu doar datorită condițiilor de muncă și a salariilor generoase, ci și datorită prezenței lui Robert Taylor, care a lansat proiectul ARPANET în 1966 ca șef al Diviziei de Tehnologia Procesării Informației a ARPA. , un tânăr inginer și informatician înflăcărat și ambițios din Brooklyn, a fost unul dintre cei aduși la PARC prin conexiuni cu ARPA. S-a alăturat laboratorului în iunie 1972, după ce a lucrat cu jumătate de normă ca student absolvent pentru ARPA, inventând o interfață pentru a conecta MIT la rețea. După ce s-a stabilit la PARC, a rămas în continuare un „mediator” ARPANET - a călătorit prin țară, a ajutat la conectarea de noi puncte la rețea și, de asemenea, s-a pregătit pentru prezentarea ARPA la Conferința Internațională de Comunicații Calculatoare din 1972.
Printre proiectele care pluteau în jurul PARC când a sosit Metcalf se număra planul propus de Taylor de a conecta zeci sau chiar sute de computere mici la o rețea. An de an, costul și dimensiunea computerelor au scăzut, supunându-se unei voințe nespuse . Privind în viitor, inginerii de la PARC au prevăzut că, într-un viitor nu prea îndepărtat, fiecare angajat de birou va avea propriul computer. Ca parte a acestei idei, au proiectat și construit computerul personal Alto, ale cărui copii au fost distribuite fiecărui cercetător din laborator. Taylor, a cărui credință în utilitatea rețelei de calculatoare a crescut în ultimii cinci ani, a vrut, de asemenea, să conecteze toate aceste computere împreună.
Alto. Computerul în sine se află dedesubt, într-un dulap de dimensiunea unui mini-frigider.
Ajuns la PARC, Metcalf și-a asumat sarcina de a conecta clona PDP-10 a laboratorului la ARPANET și și-a câștigat rapid reputația de „rețea”. Așa că, când Taylor a avut nevoie de o rețea de la Alto, asistenții săi s-au îndreptat către Metcalf. La fel ca computerele de pe ARPANET, computerele Alto de pe PARC nu aveau practic nimic de spus. Prin urmare, o aplicație interesantă a rețelei a devenit din nou sarcina comunicării între oameni - în acest caz, sub formă de cuvinte și imagini imprimate cu laser.
Ideea cheie pentru imprimanta laser a apărut nu la PARC, ci pe Eastern Shore, la laboratorul original Xerox din Webster, New York. Fizicianul local Gary Starkweather a demonstrat că un fascicul laser coerent ar putea fi folosit pentru a dezactiva sarcina electrică a unui tambur xerografic, la fel ca lumina împrăștiată folosită în fotocopiere până în acel moment. Fasciculul, atunci când este modulat corespunzător, poate picta o imagine cu detalii arbitrare pe cilindru, care poate fi apoi transferată pe hârtie (deoarece doar părțile neîncărcate ale tamburului preiau tonerul). O astfel de mașină controlată de computer ar fi capabilă să producă orice combinație de imagini și text la care o persoană s-ar putea gândi, mai degrabă decât să reproducă pur și simplu documente existente, cum ar fi un fotocopiator. Cu toate acestea, ideile sălbatice ale lui Starkweather nu au fost susținute de colegii săi sau de superiorii săi de la Webster, așa că s-a transferat la PARC în 1971, unde a întâlnit un public mult mai interesat. Capacitatea imprimantei laser de a scoate imagini arbitrare punct cu punct a făcut-o un partener ideal pentru stația de lucru Alto, cu grafica monocromă pixelată. Folosind o imprimantă laser, jumătate de milion de pixeli de pe ecranul utilizatorului ar putea fi imprimați direct pe hârtie cu o claritate perfectă.
Bitmap pe Alto. Nimeni nu a mai văzut așa ceva pe ecranele computerului.
În aproximativ un an, Starkweather, cu ajutorul altor câțiva ingineri de la PARC, a eliminat principalele probleme tehnice și a construit un prototip funcțional al unei imprimante laser pe șasiul calului de muncă Xerox 7000. A produs pagini cu aceeași viteză - o pagină pe secundă - și cu o rezoluție de 500 de puncte pe inch. Generatorul de caractere încorporat în imprimantă a tipărit text în fonturi prestabilite. Imaginile arbitrare (altele decât cele care puteau fi create din fonturi) nu erau încă acceptate, așa că rețeaua nu trebuia să transmită 25 de milioane de biți pe secundă către imprimantă. Cu toate acestea, pentru a ocupa complet imprimanta, ar fi fost nevoie de o lățime de bandă incredibilă a rețelei pentru acele vremuri - când 50 de biți pe secundă era limita capacităților ARPANET.
Imprimantă laser PARC de a doua generație, Dover (1976)
Rețeaua Alto Aloha
Deci cum a umplut Metcalf acea diferență de viteză? Așa că ne-am întors la ALOHAnet - s-a dovedit că Metcalf înțelegea transmisia de pachete mai bine decât oricine altcineva. Cu un an înainte, în timpul verii, în timp ce se afla la Washington cu Steve Crocker în afaceri cu ARPA, Metcalfe studia lucrările conferinței generale de computere de toamnă și a dat peste lucrările lui Abramson pe ALOHAnet. Și-a dat imediat seama de geniul ideii de bază și că implementarea ei nu a fost suficient de bună. Făcând unele modificări ale algoritmului și ipotezelor acestuia - de exemplu, făcând expeditorii să asculte mai întâi pentru a aștepta ca canalul să se șteargă înainte de a încerca să trimită mesaje și, de asemenea, mărind exponențial intervalul de retransmisie în cazul unui canal înfundat - el ar putea obține lățimea de bandă. benzi de utilizare cu 90%, și nu cu 15%, așa cum indică calculele lui Abramson. Metcalfe și-a luat ceva timp liber pentru a călători în Hawaii, unde și-a încorporat ideile despre ALOHAnet într-o versiune revizuită a tezei sale de doctorat, după ce Harvard a respins versiunea originală din lipsă de bază teoretică.
Metcalfe a numit inițial planul său de a introduce transmisia de pachete în PARC „rețeaua ALTO ALOHA”. Apoi, într-o notă din mai 1973, a redenumit-o Rețeaua Eterică, o referire la eterul luminifer, o idee fizică din secolul al XIX-lea a unei substanțe care transportă radiații electromagnetice. „Acest lucru va promova răspândirea rețelei”, a scris el, „și cine știe ce alte metode de transmisie a semnalului vor fi mai bune decât cablul pentru o rețea de difuzare; poate că vor fi unde radio, sau fire telefonice, sau putere, sau televiziune prin cablu multiplex de frecvență, sau microunde sau combinații ale acestora.”
Schiță din nota lui Metcalf din 1973
Începând din iunie 1973, Metcalf a lucrat cu un alt inginer PARC, David Boggs, pentru a-și traduce conceptul teoretic pentru o nouă rețea de mare viteză într-un sistem funcțional. În loc să transmită semnale prin aer precum ALOHA, a limitat spectrul radio la cablu coaxial, ceea ce a crescut dramatic capacitatea în comparație cu lățimea de bandă limitată a frecvenței radio a lui Menehune. Mediul de transmisie în sine era complet pasiv și nu necesita niciun router pentru a ruta mesajele. Era ieftin, putea conecta cu ușurință sute de stații de lucru - inginerii PARC pur și simplu treceau cablu coaxial prin clădire și adăugau conexiuni după cum era necesar - și era capabil să transporte trei milioane de biți pe secundă.
Robert Metcalfe și David Boggs, anii 1980, la câțiva ani după ce Metcalfe a fondat 3Com pentru a vinde tehnologia Ethernet
Până în toamna lui 1974, un prototip complet al biroului viitorului a fost pus în funcțiune în Palo Alto - primul lot de computere Alto, cu programe de desen, e-mail și procesoare de text, un prototip de imprimantă de la Starkweather și o rețea Ethernet către rețea. toate. Serverul central de fișiere, care stoca date care nu se potrivesc pe unitatea Alto locală, a fost singura resursă partajată. PARC a oferit inițial controlerul Ethernet ca accesoriu opțional pentru Alto, dar când sistemul a fost lansat a devenit clar că era o parte necesară; Era un flux constant de mesaje care treceau prin coaxial, multe dintre ele ieșind din imprimantă – rapoarte tehnice, memorii sau lucrări științifice.
În același timp cu dezvoltarea Alto, un alt proiect PARC a încercat să împingă ideile de partajare a resurselor într-o nouă direcție. PARC Online Office System (POLOS), dezvoltat și implementat de Bill English și alți evadați din proiectul Online System (NLS) al lui Doug Engelbart de la Institutul de Cercetare Stanford, a constat dintr-o rețea de microcalculatoare Data General Nova. Dar, în loc să dedice fiecare mașină individuală nevoilor specifice ale utilizatorului, POLOS a transferat munca între ele pentru a servi interesele sistemului în întregime în cel mai eficient mod. O mașină ar putea genera imagini pentru ecranele utilizatorilor, alta ar putea procesa traficul ARPANET, iar o a treia ar putea gestiona procesoarele de text. Dar complexitatea și costurile de coordonare ale acestei abordări s-au dovedit excesive, iar schema s-a prăbușit sub propria greutate.
Între timp, nimic nu a arătat mai bine respingerea emoțională a lui Taylor față de abordarea rețelei de partajare a resurselor decât îmbrățișarea sa față de proiectul Alto. Alan Kay, Butler Lampson și ceilalți autori Alto au adus toată puterea de calcul de care ar putea avea nevoie un utilizator pe propriul computer independent de pe biroul său, pe care nu trebuia să o împărtășească cu nimeni. Funcția rețelei nu era de a oferi acces la un set eterogen de resurse informatice, ci de a transmite mesaje între aceste insule independente sau de a le stoca pe un țărm îndepărtat - pentru tipărire sau arhivare pe termen lung.
Deși atât e-mailul, cât și ALOHA au fost dezvoltate sub auspiciile ARPA, apariția Ethernetului a fost unul dintre câteva semne din anii 1970 că rețelele de calculatoare au devenit prea mari și diverse pentru ca o singură companie să domine domeniul, o tendință pe care o vom urmări. asta in articolul urmator.
Ce altceva de citit
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, Istoria comunicațiilor computerizate, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Sursa: www.habr.com