To je zgodba o nastanku ARPANET-a, revolucionarnega predhodnika interneta, kot so jo pripovedovali udeleženci dogodkov
Ko sem prispel na Bolter Hall Institute na Kalifornijski univerzi v Los Angelesu (UCLA), sem se povzpel po stopnicah v tretje nadstropje v iskanju sobe št. 3420. In potem sem šel vanj. S hodnika se ni zdela nič posebnega.
Toda pred 50 leti, 29. oktobra 1969, se je zgodilo nekaj monumentalnega. Podiplomski študent Charlie Cline, ki je sedel za terminalom ITT Teletype, je izvedel prvi digitalni prenos podatkov za Billa Duvalla, znanstvenika, ki je sedel za drugim računalnikom na raziskovalnem inštitutu Stanford (danes znanem kot SRI International), v popolnoma drugem delu Kalifornije. Tako se je zgodba začela , majhno omrežje akademskih računalnikov, ki je postalo predhodnik interneta.
Ni mogoče reči, da je takrat to kratko dejanje prenosa podatkov zagrmelo po vsem svetu. Celo Cline in Duvall nista mogla popolnoma ceniti svojega dosežka: "Ne spomnim se ničesar posebnega o tisti noči in prav gotovo se takrat nisem zavedal, da smo naredili kaj posebnega," pravi Cline. Vendar je njuna povezava postala dokaz izvedljivosti koncepta, ki je na koncu omogočil dostop do skoraj vseh svetovnih informacij vsem, ki imajo računalnik.
Danes so vse, od pametnih telefonov do avtomatskih garažnih vrat, vozlišča v omrežju, ki izvira iz tistega, ki sta ga tisti dan testirala Cline in Duvall. In zgodbi o tem, kako so določili prva pravila za premikanje bajt po svetu, je vredno prisluhniti – še posebej, ko jo pripovedujejo sami.
"Da se to ne ponovi"
In leta 1969 je veliko ljudi pomagalo Clinu in Duvallu pri tistem večernem preboju 29. oktobra – vključno s profesorjem UCLA , s katerim sem se poleg Clina in Duvalla pogovarjal ob 50-letnici. Kleinrock, ki še vedno dela na univerzi, je dejal, da v nekem smislu je bil otrok hladne vojne. Ko je oktobra 1957 sovjetska utripal na nebu nad Združenimi državami Amerike, so udarni valovi od njega prešli tako znanstveno skupnost kot politično ustanovo.
Soba št. 3420, obnovljena v vsem svojem sijaju iz leta 1969
Izstrelitev Sputnika je "našla Združene države spuščenih hlač in Eisenhower je rekel, 'Ne dovolite, da se to ponovi,'" se je Kleinrock spominjal v našem pogovoru v sobi 3420, zdaj znani kot Internet History Center. Kleinrock. »Tako je januarja 1958 ustanovil agencijo za napredne raziskovalne projekte, ARPA, v okviru Ministrstva za obrambo, da bi podprl STEM – trde znanosti, ki se preučujejo na ameriških univerzah in raziskovalnih laboratorijih.«
Sredi šestdesetih let prejšnjega stoletja je ARPA financirala izdelavo velikih računalnikov, ki so jih uporabljali raziskovalci na univerzah in možganskih trustih po vsej državi. Glavni finančni direktor ARPA je bil Bob Taylor, ključna osebnost v računalniški zgodovini, ki je kasneje vodil laboratorij PARC pri Xeroxu. Na ARPA mu je na žalost postalo jasno, da vsi ti računalniki govorijo različne jezike in ne vedo, kako komunicirati med seboj.
Taylor je sovražil uporabo različnih terminalov za povezavo z različnimi oddaljenimi raziskovalnimi računalniki, od katerih je vsak deloval na svoji namenski liniji. Njegova pisarna je bila polna teletipov.
Leta 1969 so bili tovrstni Teletype terminali sestavni del računalniških naprav
»Rekel sem, človek, očitno je, kaj je treba narediti. Namesto treh terminalov bi moral obstajati en terminal, ki gre tja, kamor ga potrebujete,« je leta 1999 povedal Taylor za New York Times. "Ta ideja je ARPANET."
Taylor je imel tudi bolj praktične razloge, da je želel ustvariti omrežje. Nenehno je prejemal prošnje raziskovalcev iz vse države za financiranje nakupa večjih in hitrejših . Vedel je, da velik del računalniške moči, ki jo financira vlada, miruje, pojasnjuje Kleinrock. Na primer, raziskovalec bi lahko povečal zmogljivosti računalniškega sistema na SRIin v Kaliforniji, medtem ko bi lahko glavni računalnik na MIT miroval, recimo, po urah na vzhodni obali.
Lahko pa je, da je glavni računalnik vseboval programsko opremo na enem mestu, ki bi lahko bila uporabna na drugih mestih - kot je prva grafična programska oprema, ki jo je financirala ARPA na Univerzi v Utahu. Brez takega omrežja, "če sem na UCLA in se želim ukvarjati z grafiko, bom prosil ARPA, da mi ga tudi kupi," pravi Kleinrock. "Vsak je potreboval vse." Do leta 1966 se je ARPA naveličala takšnih zahtev.
Leonard Kleinrock
Težava je bila v tem, da so vsi ti računalniki govorili različne jezike. V Pentagonu so Taylorjevi računalniški znanstveniki pojasnili, da vsi ti raziskovalni računalniki izvajajo različne nize kod. Ni bilo skupnega omrežnega jezika ali protokola, prek katerega bi se računalniki, ki so daleč narazen, lahko povezali in delili vsebino ali vire.
Kmalu se je situacija spremenila. Taylor je prepričal direktorja ARPA Charlesa Hertzfielda, da je vložil milijon dolarjev v razvoj novega omrežja, ki povezuje računalnike iz MIT, UCLA, SRI in drugod. Hertzfield je denar pridobil tako, da ga je vzel iz raziskovalnega programa balističnih izstrelkov. Ministrstvo za obrambo je ta strošek utemeljilo z dejstvom, da je imela ARPA nalogo ustvariti "preživelo" omrežje, ki bi še naprej delovalo tudi potem, ko bi bil eden od njegovih delov uničen - na primer v jedrskem napadu.
ARPA je k upravljanju projektov ARPANET pripeljala Larryja Robertsa, Kleinrockovega starega prijatelja iz MIT. Roberts se je obrnil na dela britanskega računalničarja Donalda Davisa in Američana Paula Barana ter tehnologij prenosa podatkov, ki sta jih izumila.
In kmalu je Roberts povabil Kleinrocka k delu na teoretični komponenti projekta. O prenosu podatkov po omrežjih je razmišljal že od leta 1962, ko je bil še na MIT.
"Kot podiplomski študent na MIT sem se odločil, da se lotim naslednjega problema: obkrožen sem z računalniki, vendar ne vedo, kako komunicirati med seboj, in vem, da bodo prej ali slej morali," Kleinrock pravi. – In nihče se ni ukvarjal s to nalogo. Vsi so študirali informacije in teorijo kodiranja.«
Kleinrockov glavni prispevek k ARPANET-u je bil . Takrat so bile linije analogne in jih je bilo mogoče najeti pri AT&T. Delovali so prek stikal, kar pomeni, da je osrednje stikalo vzpostavilo namensko povezavo med pošiljateljem in prejemnikom, pa naj gre za dve osebi, ki klepetata po telefonu ali terminal, ki se povezuje z oddaljenim glavnim računalnikom. Na teh linijah je bilo veliko časa porabljenega v prostem teku - ko nihče ni govoril besed ali prenašal bitov.
Kleinrockova disertacija na MIT je postavila koncepte, ki bi bili osnova za projekt ARPANET.
Kleinrock je menil, da je to zelo neučinkovit način komunikacije med računalniki. Teorija čakalnih vrst je zagotovila način za dinamično razdelitev komunikacijskih linij med podatkovne pakete iz različnih komunikacijskih sej. Ko je en tok paketov prekinjen, lahko drug tok uporablja isti kanal. Paketi, ki sestavljajo eno podatkovno sejo (recimo eno e-pošto), lahko najdejo pot do prejemnika po štirih različnih poteh. Če je ena pot zaprta, bo omrežje preusmerilo pakete prek druge.
Med najinim pogovorom v sobi 3420 mi je Kleinrock pokazal svojo tezo, vezano v rdeče na eni od tabel. Svojo raziskavo je leta 1964 objavil v knjižni obliki.
V takšni novi vrsti omrežja prenosa podatkov ni usmerjalo centralno stikalo, temveč naprave, ki so bile nameščene v omrežnih vozliščih. Leta 1969 so se te naprave imenovale , “obdelovalci sporočil vmesnika”. Vsak tak stroj je bil spremenjena, težka različica računalnika Honeywell DDP-516, ki je vseboval posebno opremo za upravljanje omrežja.
Kleinrock je prvi ponedeljek v septembru leta 1969 dostavil prvi IMP univerzi UCLA. Danes monolitno stoji v kotu sobe 3420 v dvorani Bolter, kjer so ji povrnili prvotno podobo, kakršna je bila ob obdelavi prvih internetnih prenosov pred 50 leti.
"15 urni delavnik vsak dan"
Jeseni 1969 je bil Charlie Cline podiplomski študent, ki je poskušal pridobiti diplomo inženirja. Njegova skupina je bila premeščena v projekt ARPANET, potem ko je Kleinrock prejel vladna sredstva za razvoj omrežja. Avgusta so Kline in drugi aktivno pripravljali programsko opremo za glavni računalnik Sigma 7 za povezovanje z IMP. Ker ni bilo standardnega komunikacijskega vmesnika med računalniki in IMP-ji – Bob Metcalfe in David Boggs bosta izumila Ethernet šele leta 1973 – je ekipa iz nič ustvarila 5-metrski kabel za komunikacijo med računalniki. Zdaj sta za izmenjavo informacij potrebovala le še en računalnik.
Charlie Cline
Drugi raziskovalni center, ki je prejel IMP, je bil SRI (to se je zgodilo v začetku oktobra). Za Billa Duvalla je dogodek zaznamoval začetek priprav na prvi prenos podatkov iz UCLA v SRI na njihovem SDS 940. Ekipe v obeh ustanovah, je dejal, trdo delajo, da bi do 21. oktobra dosegle prvi uspešen prenos podatkov.
»Šel sem v projekt, razvil in implementiral zahtevano programsko opremo, in to je bil proces, ki se včasih zgodi pri razvoju programske opreme – 15-urni dnevi, vsak dan, dokler ne končaš,« se spominja.
Ko se bliža noč čarovnic, se tempo razvoja na obeh institucijah pospeši. In ekipe so bile pripravljene še pred rokom.
»Zdaj smo imeli dve vozlišči, linijo smo zakupili pri AT&T in pričakovali smo neverjetne hitrosti 50 bitov na sekundo,« pravi Kleinrock. "In bili smo pripravljeni to storiti, prijaviti se."
"Prvi test smo načrtovali za 29. oktober," dodaja Duval. – Takrat je bila pre-alfa. In pomislili smo, v redu, imamo tri testne dni, da vse zaženemo in zaženemo.«
29. zvečer je Kline delal pozno - tako kot Duvall na SRI. Prvo sporočilo so nameravali poskusiti prenesti preko ARPANET-a zvečer, da ne bi komu uničili dela, če bi se računalnik nenadoma »sesul«. V sobi 3420 je Cline sedel sam pred terminalom ITT Teletype, povezanim z računalnikom.
In tukaj je tisto, kar se je tisti večer zgodilo - vključno z enim od zgodovinskih računalniških okvar v zgodovini računalništva - po besedah samih Klinea in Duvalla:
Kline: Prijavil sem se v operacijski sistem Sigma 7 OS in nato zagnal program, ki sem ga napisal, ki mi je omogočil ukaz, da se testni paket pošlje SRI. Medtem je Bill Duvall iz SRI zagnal program, ki je sprejemal dohodne povezave. In hkrati sva se pogovarjala po telefonu.
Na začetku smo imeli nekaj težav. Imeli smo težave s prevodom kode, ker je naš sistem uporabljal (razširjeni BCD), standard, ki ga uporabljata IBM in Sigma 7. Toda računalnik v SRI uporablja (Standard American Code for Information Interchange), ki je kasneje postal standard za ARPANET, nato pa še ves svet.
Po več teh težav smo se poskušali prijaviti. In za to ste morali vtipkati besedo "prijava". Sistem pri SRI je bil programiran za inteligentno prepoznavanje razpoložljivih ukazov. V naprednem načinu, ko ste najprej vtipkali L, nato O, nato G, je razumela, da ste verjetno mislili PRIJAVA, in je sama dodala IN. Tako sem vpisal L.
Bil sem na liniji z Duvallom iz SRI in sem rekel: "Ste dobili L?" Reče: "Ja." Rekel sem, da sem videl, da se L vrača in natisne na mojem terminalu. In pritisnil sem O in pisalo je, "'O' je prišel." Pritisnil sem G in rekel je: "Počakaj malo, moj sistem se je zrušil."
Bill Duvall
Po nekaj črkah je prišlo do prelivanja medpomnilnika. Bilo ga je zelo enostavno najti in popraviti in v bistvu je po tem vse spet delovalo. To omenjam, ker v tej zgodbi ne gre za to. Zgodba o tem, kako deluje ARPANET.
Kline: Imel je majhno napako, ki jo je rešil v približno 20 minutah in poskusil vse začeti znova. Moral je prilagoditi programsko opremo. Ponovno sem moral preveriti svojo programsko opremo. Poklical me je nazaj in poskusila sva znova. Začela sva znova, tipkala sem L, O, G in tokrat sem dobila odgovor "IN".
"Samo inženirji na delu"
Prva povezava je bila izvedena ob pol enajstih zvečer po tihooceanskem času. Kline se je nato lahko prijavil v računalniški račun SRI, ki ga je zanj ustvaril Duvall, in zagnal programe z uporabo sistemskih virov računalnika, ki je bil 560 km oddaljen od obale UCLA. Majhen del naloge ARPANET-a je bil dosežen.
"Takrat je bilo že pozno, zato sem šel domov," mi je povedal Kline.
Znak v sobi 3420 pojasnjuje, kaj se je tukaj zgodilo
Ekipa je vedela, da je dosegla uspeh, ni pa veliko razmišljala o obsegu dosežka. "Na delu so bili samo inženirji," je dejal Kleinrock. Duvall je 29. oktober videl le kot korak v večji, bolj zapleteni nalogi povezovanja računalnikov v omrežje. Kleinrockovo delo se je osredotočilo na to, kako usmerjati podatkovne pakete po omrežjih, medtem ko so raziskovalci SRI delali na tem, kaj sestavlja paket in kako so podatki v njem organizirani.
»V bistvu je bila tam prvič ustvarjena paradigma, ki jo vidimo na internetu, s povezavami do dokumentov in vsem tem,« pravi Duvall. »Vedno smo si predstavljali več med seboj povezanih delovnih postaj in ljudi. Takrat smo jim rekli centri znanja, ker je bila naša usmeritev akademska.«
V tednih po prvi uspešni izmenjavi podatkov med Clinom in Duvallom se je omrežje ARPA razširilo na računalnike s kalifornijske univerze v Santa Barbari in univerze v Utahu. ARPANET se je nato še razširil v 70. in večji del 1980. let prejšnjega stoletja ter povezoval vedno več vladnih in akademskih računalnikov. In potem bodo koncepti, razviti v ARPANET-u, uporabljeni v internetu, ki ga poznamo danes.
Leta 1969 je UCLA sporočilo za javnost reklamiralo novi ARPANET. "Računalniška omrežja so še v povojih," je takrat zapisal Kleinrock. "Toda ko rastejo v velikosti in kompleksnosti, bomo verjetno priča širjenju" računalniških storitev ", ki bodo, podobno kot današnje električne in telefonske storitve, služile posameznim domovom in pisarnam po vsej državi."
Danes se ta koncept zdi precej staromoden - podatkovna omrežja niso prodrla le v domove in pisarne, ampak tudi v najmanjše naprave, ki sodijo v internet stvari. Vendar pa je bila Kleinrockova izjava o "računalniških storitvah" presenetljivo navidezna, glede na to, da se je sodobni komercialni internet pojavil šele nekaj desetletij kasneje. Ta zamisel ostaja pomembna v letu 2019, ko se računalniški viri približujejo enakemu vseprisotnemu, samoumevnemu stanju kot elektrika.
Morda so takšne obletnice dobra priložnost ne le za to, da se spomnimo, kako smo prišli v to zelo povezano obdobje, ampak tudi za pogled v prihodnost – kot je to storil Kleinrock – za razmislek o tem, kam bi omrežje lahko šlo naprej.
Vir: www.habr.com