Drugi članki cikla:
- Zgodovina relejev
- Zgodovina elektronskih računalnikov
- Zgodovina tranzistorja
- Zgodovina interneta
Do sredine 1960-ih prvih računarskih sistema sa deljenjem vremena u suštini ponovljena je rani istorija prvih telefonskih prekidača. Preduzetnici su pravili ove prekidače kako bi omogućili korisnicima pristup uslugama taksija, lekara ili vatrogasne službe. Ipak, korisnici su brzo otkrili da lokalni prekidači takođe odgovaraju za komunikaciju i socijalizaciju jedni s drugima. Na sličan način, sistemi sa deljenjem vremena, prvobitno stvoreni kako bi korisnici mogli „pozvati“ računarske resurse, ubrzo su se preobrazili u komunalne prekidače sa ugrađenim sistemom razmene poruka. Tokom naredne decenije računari će proći još jedan korak u istoriji telefona – pojava povezanosti prekidača koja formira regionalne i međugradske mreže.
Protosistem
Prvi pokušaj povezivanja nekoliko računara u veće jedinstveno celokupno bi je projekat mreže interaktivnih računara , sistem američke PVO. Kako je svaki od 23 kontrolna centra SAGE pokrivalo određenu geografsku oblast, bio je potreban mehanizam za prenos radarskih tragova iz jednog centra u drugi, u slučajevima kada je strano aviona prelazilo granicu između tih oblasti. Razvijači SAGE su ovu zadatak nazvali „izmeđupriča“ [cross-telling], i rešili su ga kreiranjem linija za prenos podataka na osnovu posvećenih telefonskih linija AT&T, postavljenih između svih susednih kontrolnih centara. Ronald Entiknap, deo male delegacije Kraljevskih oružanih snaga poslatih u SAGE, vodio je razvoj i implementaciju ovog podsistema. Nažalost, nisam pronašao detaljan opis „izmeđuprične“ sistema, ali očigledno je da je računar u svakom od kontrolnih centara određivao trenutak kada je trag na radaru prelazio u drugi sektor, i slao svoje zapise preko telefonske linije računaru onog sektora, gde ih je mogao prihvatiti operater koji je pratio tamošnji terminal.
SAGE je potreboval pretvoriti digitalne podatke v analogni signal telefonske linije (in nato nazaj na sprejemni postaji), kar je omogočilo AT&T razviti modem "Bell 101" (ali dataset, kot so ga sprva imenovali), ki je bil sposoben prenašati skromnih 110 bitov na sekundo. Kasneje je to napravo poimenovali , zaradi njegove sposobnosti moduliranja analognega telefonskega signala s pomočjo niza izhodnih digitalnih podatkov in demoduliranja bitov iz vhodnega vala.
Bell 101 dataset
Tako je SAGE postavil pomembno tehnično osnovo za kasnejše računalniške mreže. Vendar pa je prva računalniška mreža, katere zapuščina je bila dovolj dolga in vplivna, mreža z imenom, znanim še danes: ARPANET. Nasprotno od SAGE je združevala raznoliko zbirko računalnikov, tako z deljenjem časa uporabnikov kot tudi s paketno obdelavo podatkov, pri čemer je vsak imela svoj posebni nabor programov. Mreža je bila zamišljena kot univerzalna glede obsega in delovanja ter morala zadovoljiti vse potrebe uporabnikov. Projekt je financiral Oddelek za tehnike obdelave informacij (Information Processing Techniques Office, IPTO), ki ga je vodil direktor , ki je bil oddelek računalniških raziskav v ARPA. Toda samo idejo o taki mreži je iznašel prvi direktor tega oddelka, Joseph Carl Robnett Licklider.
Idea
Kot smo izvedeli , je bil Licklider, ali "Lik" za svoje kolege, po izobrazbi psiholog. Vendar ga je, ko je delal s radarji v Lincoln laboratoriju konec 50-ih let, navdušila interaktivna računalnika. Ta strast je pripeljala do tega, da je financiral nekatere prve eksperimente z računalniki z dostopom na osnovi časa, ko je leta 1962 postal direktor ravno ustanovljenega IPTO.
Do takrat je že sanjal o možnosti povezovanja izoliranih interaktivnih računalnikov v večjo nadstrukturo. V svojem delu iz leta 1960 o "simbiozi človeka in računalnika" je napisal:
Zdi se razumljivo predstaviti si "miselni center", ki bi združil funkcije sodobnih knjižnic in predvidene preboje na področju shranjevanja ter pridobivanja informacij, kot tudi simbiotske funkcije, opisane zgoraj v tem delu. Ta slika se enostavno povečuje v mrežo takšnih centrov, povezanih z širokopasovnimi komunikacijskimi želeti, in dostopna posameznim uporabnikom preko najetih telefonskih linij.
Kot je TX-2 vžgal strast Lika do interaktivnih računalnikov, tako je morda SAGE spodbudil njegovim zamislim o tem, kako bi lahko povezali različne interaktivne računalniške centre in omogočili nekaj podobnega telefonski mreži za intelektualne storitve. Ne glede na to, od kod izhaja ta ideja, je Lik začel širiti jo med skupnostjo raziskovalcev, ki jo je ustvaril v IPTO, najbolj znan pa je bil njegov sporočilo z dne 23. aprila 1963, naslovljeno "Članom in oddelkom medgalaktične računalniške mreže", torej različnim raziskovalcem, ki so prejemali financiranje od IPTO za računalniški dostop z deljenjem časa in druge računalniške projekte.
Zapisek se zdi kaotičen in nepregleden, očitno je bil diktiran v mraku in ni bil urejen. Zato je, da bi razumeli, kaj je Lik želel povedati o računalniških omrežjih, potrebno malo razmišljati. Vendar pa se takoj izpostavi nekaj točk. Prvič, Lik je povedal, da "različni projekti", financirani s strani IPTO, dejansko spadajo v "eno področje". Po tem razpravlja o nujnosti razporeditve sredstev in projektov za maksimalno izkoriščanje prednosti tega podjetja, saj "za dosego napredka vsak aktivni raziskovalec potrebuje programsko osnovo in opremo bolj zapleteno in celovito, kot jo lahko ustvari v razumnem času". Lik sklene, da so za dosego te globalne učinkovitosti potrebni nekateri osebni odstopi in žrtve.
Nato začne podrobno razpravljati o računalniških (ne pa socialnih) omrežjih. Piše o potrebi po neki obliki jezika za upravljanje omrežij (tisto, kar kasneje imenujemo protokol) in o svoji želji, da bi nekoč videl računalniško omrežje IPTO, sestavljeno iz «vsaj štirih velikih računalnikov, morda šestih do osem manjših računalnikov in širokega nabora diskovnih in magnetnih trakov - da ne omenjamo oddaljenih konzol in teletipnih postaj». Na koncu v nekaj straneh natančno opisuje konkreten primer, kako bi v prihodnosti lahko potekalo sodelovanje s takim računalniškim omrežjem. Lik si predstavlja situacijo, v kateri analizira določene eksperimentalne podatke. «Težava je v tem,» piše, «da nimam dostojnega programa za risanje grafov. Ali obstaja ustrezen program nekje v sistemu? Uporabljajoč doktrino prevladujočega omrežja, najprej povprašam lokalni računalnik, nato pa druge centre. Recimo, da delam v SDC in da najdem nekakšen ustrezen program na disku v Berkeleyju». Zahteva izvajanje tega programa iz omrežja, domnevajoč, da «mi zaradi zapletene sistema za upravljanje omrežij ni treba reševati, ali naj prenašam podatke, da bi jih programi obdelovali nekje drugje, ali naj prenesem programe k sebi in jih zažene na svojih podatkih».
Ti fragmenti idej odpirajo širši načrt, ki ga je zasnoval Liklider: najprej razdeliti določene specialnosti in področja znanja med raziskovalce, ki prejemajo financiranje od IPTO, nato pa zgraditi fizično omrežje računalnikov IPTO na podlagi tega socialnega skupnosti. To fizično utelešenje «skupnega dela» IPTO bo raziskovalcem omogočilo deljenje znanja in pridobivanje koristi od specializirane opreme in programske opreme na vsakem delovnem mestu. Tako se bo IPTO lahko izognil potratnemu podvajanju hkrati pa okrepil potencial vsakega dolarja financiranja, s čimer bo vsakemu raziskovalcu iz vseh projektov IPTO omogočil dostop do celotnega spektra računalniških zmogljivosti.
Ta ideja o delitvi virov med člani raziskovalne skupnosti prek komunikacijskega omrežja je v IPTO posejala semena, ki so čez nekaj let vzklila v obliko ARPANET.
Kljub svojemu vojaškemu izvoru ARPANET, ki je nastal v Pentagonu, ni imel vojaškega opravičila. Včasih pravijo, da so to omrežje razvijali kot vojaško komunikacijsko omrežje, sposobno preživeti jedrski napad. Kot bomo videli pozneje, med ARPANET-om in prejšnjim projektom tega namena obstaja posredna povezava, in voditelji ARPA so občasno govorili o 'okrepljenih sistemih', da bi upravičili obstoj svojega omrežja pred Kongresom ali ministrom za obrambo. Vendar je IPTO ARPANET dejansko ustvaril izključno za svoje notranje potrebe, za podporo skupnosti raziskovalcev – večina od njih ni mogla upravičiti svoje dejavnosti z delom na obrambne cilje.
Medtem, v trenutku, ko je objavil svojo znamenito delovno beležko, je Licklider že začel načrtovati zarodek svoje medgalaktične mreže, katere direktor bo z Univerze Kalifornije v Los Angelesu (UCLA).
Konzola za SAGE model OA-1008, skupaj s svetlobnim pištolo (na koncu žice, pod prozorno plastično zaščito), vžigalnikom in pepelnico.
Predpostavke
Kleinrock je bil sin vzhodnoevropskih emigrantov iz delavskega razreda in je odraščal na Manhattnu v senci [ki povezuje severni del Manhattna v New Yorku in Fort Lee v okrožju Bergen v New Jerseyju / op. prev.]. Med šolanjem je zvečer obiskoval dodatne ure elektrotehnike na mestnem kolidžu v New Yorku. Ko je slišal za možnost usposabljanja na MIT z naslednjim semestrom dela v laboratoriju Lincoln za polni delovni čas, se je vesel vlekel vanjo.
Laboratorij je bil ustanovljen za zadovoljevanje potreb SAGE, a se je od takrat razširil na številne druge raziskovalne projekte, pogosto le posredno povezane z zračnimi obrambnimi sistemi, če sploh povezane z obrambo. Eden od njih je bil projekt 'raziskovanje Barnstable', predlagana koncept ameriškega letalstva za ustvarjanje orbitalnega pasu kovinskih trakov (kot so ), ki bi jih lahko uporabili kot globalni komunikacijski sistem. Kleinrocka je navdušil ugled из MIT, поэтому он решил сосредоточиться на теории сетей связи. Исследование Барнстейбл дало Клейнроку первую возможность применить теорию информации и теорию очередей к сети передачи данных, и он расширил этот анализ до целой диссертации по сетям для обмена сообщениями, сочетая математический анализ с опытными данными, собранными на симуляциях, работавших на компьютерах TX-2 в лабораториях Линкольна. Среди близких коллег Клейнрока в лаборатории, вместе с ним пользовавшимися компьютерами по системе разделения времени, были in , с которыми мы познакомимся чуть позже.
К 1963 году Клейнрок принял предложение о работе в UCLA, и Ликлайдер увидел в нём возможность. Перед ним был эксперт по сетям передачи данных, работавший рядом с тремя локальными компьютерными центрами: главным вычислительным центром, вычислительным центром здравоохранения, Западным центром обработки данных (кооперативом из тридцати институтов, имевших общий доступ к компьютеру IBM). Более того, у шести институтов из Западного центра обработки данных была удалённая связь с компьютером по модему, а компьютер System Development Corporation (SDC), спонсируемый IPTO, находился всего в нескольких километрах от Санта-Моники. IPTO заказала UCLA объединение этих четырёх центров в качестве первого эксперимента по созданию компьютерной сети. Позднее, согласно плану, связь с Беркли смогла бы изучить проблемы, присущие передаче данных на большие расстояния.
Несмотря на многообещающую ситуацию, проект провалился, и сеть так и не была построена. Директора различных центров UCLA не доверяли друг другу и не верили в этот проект, из-за чего и отказались уступить контроль над вычислительными ресурсами пользователям друг друга. У IPTO практически не было рычагов влияния на эту ситуацию, поскольку ни один из вычислительных центров не получал денег от ARPA. Эта политическая проблема указывает на один из главных вопросов в истории интернета. Если убедить разных участников в том, что организация связи между ними и кооперация играют на руку всем сторонам, очень сложно, как вообще появился интернет? В следующих статьях мы не раз будем возвращаться к этим вопросам.
Druga pokušaja IPTO da izgradi mrežu bila je uspešnija, verovatno zato što je bila mnogo manja – to je bila jednostavna eksperimentalna proba. 1965. godine, psiholog i učenik Liklajdera po imenu Tom Meril napustio je laboratoriju Linkoln kako bi pokušao da iskoristi svu pompu oko interaktivnih računara, započinjući sopstveni biznis za pružanje delićenog pristupa. Međutim, bez dovoljno plaćenih klijenata, počeo je da traži druge izvore prihoda, i na kraju je ponudio IPTO-u da ga zaposli za istraživanje računarskih mreža. Novi direktor IPTO-a, Ajven Sazerlend, odlučio je da u partnerstvo uzme veliku i uglednu firmu kao balast, i prenio podugovor za rad kompaniji Merila preko laboratorije Linkoln. Sa strane laboratorije, vođenje projekta povereno je još jednom starom kolegi Klejneroka, Lorensu (Leriju) Robertsu.
Robertson, kao student MIT-a, postao je vešt u radu sa računarom TX-0, koji je izgradila laboratorija Linkoln. Satima je očaran sedeo ispred svetlucavog ekrana konzole, a na kraju je napisao program koji (loše) prepoznaje rukopisne simbole pomoću neuronskih mreža. Kao i Klejnerok, na kraju je počeo da radi u laboratoriji za postdiplomske zasluge, rešavajući zadatke vezane za računarstvo grafike i računarsku viziju, na primer, prepoznavanje ivica i generisanje trodimenzionalnih slika, na većem i moćnijem TX-2.
Večino leta 1964 se je Roberts osredotočil na delo z slikami. Potem pa se je srečal z Lekom. Novembra tistega leta je obiskal konferenco o prihodnosti računalnikov, ki jo je sponzorirala BBC in potekala v zdravilišču s termalnimi vrelci v Homstedeju v Zahodni Virginiji. Tam je do zgodnje noči razpravljal z drugimi udeleženci konference in prvič slišal, kako Lek predstavi svojo idejo medgalaktične mreže. Pri Robertsu se je nekaj premaknilo v glavi – odlično je obvladal obdelavo računalniške grafike, vendar je imel na voljo le en edinstven računalnik TX-2. Tudi če bi lahko delil svojo programsko opremo, je bilo to nemogoče, saj nihče drug ni imel ustrezne opreme za njeno zagon. Edini način, kako je lahko razširil vpliv svojega dela, je bilo pisanje znanstvenih del, v upanju, da bo kdo to lahko reproduciral nekje drugje. Odločil se je, da ima Lek prav – mreža je bila prav tisti naslednji korak, ki ga je bilo treba narediti za pospešitev raziskav na področju računalništva.
Roberts je nato začel sodelovati z Merrillom, pri čemer sta poskušala povezati TX-2 iz laboratorija Lincoln prek telefonske linije, ki je potekala čez celo državo, s računalnikom SDC v Santa Monici v Kaliforniji. V eksperimentalnem projektu, ki naj bi bil kot kopija Lekove beležke o „medgalaktični mreži“, sta načrtovala, da bo TX-2 prekinil delo sredi izračunov, uporabil samodejni izbirnik za klic SDC Q-32, zagnal na tem računalniku program za množenje matrik in nato nadaljeval z izvornimi izračuni, uporabil njegov odgovor.
Poleg smiselne uporabe drage in napredne tehnologije za prenos rezultatov osnovnih matematičnih operacij čez cel kontinent, je treba omeniti tudi strašno nizko hitrost delovanja tega procesa zaradi uporabe telefonske mreže. Za izvedbo klica je bilo treba vzpostaviti namensko povezavo med klicateljem in klicanim, ki je običajno potekala skozi več različnih telefonskih central. Leta 1965 so bile praktično vse te centralne elektromehanične (prav v tem letu je AT&T zagnal prvo popolnoma električno centralo v mestu Sakasuna, New Jersey). Magneti so premikali kovinske bloke iz enega mesta na drugo, da bi zagotovili stik v vsaki točki. Celoten postopek je trajal nekaj sekund, med katerimi je moral TX-2 preprosto sedeti in čakati. Poleg tega so bile linije, ki so bile odlično prilagojene za pogovore, preglasne za prenos posameznih bitov ter so zagotavljale zelo nizko propustnost (nekaj sto bitov na sekundo). Za resnično učinkovito medgalaktično interaktivno omrežje je bilo potreben drugačen pristop.
Eksperiment Merrill-Roberts ni pokazal uporabnosti ali praktičnosti medmestne mreže, ampak je le potrdil njeno teoretično delovanje. A to je bilo dovolj.
Solution
Sredi leta 1966 je Robert Taylor postal novi, tretji direktor IPTO, za Ivnom Sutherlandom. Bil je učenec Lickliderja, prav tako psihologa, in je prišel v IPTO, ker je prej vodil raziskave računalništva pri NASA. Očitno je skoraj takoj po prihodu Taylor sklenil, da je prišel čas za uresničitev sanje o medgalaktični mreži; prav on je zagnal projekt, ki je privedel do ARPANET-a.
Denarji so še vedno tekli v ARPA, zato Taylor ni imel težav pri pridobivanju dodatnega financiranja od svojega šefa, Charlesa Herzfelda. Kljub temu pa je imelo to rešitev velik potencial za neuspeh. Leta 1965 je bilo zelo malo povezav med nasprotnimi konci države, prav nihče doslej ni poskušal narediti kaj podobnega ARPANET-u. Lahko se spomnimo drugih zgodnjih poskusov pri ustvarjanju računalniških omrežij. Na primer, Princeton in Carnegie-Mellon sta konec 60-ih let prejšnjega stoletja skupaj z IBM-om postavila mrežo računalnikov z deljenim dostopom. Glavna razlika tega projekta je bila njegova enotnost – uporabljali so popolnoma enake računalnike glede na strojno in programsko opremo.
Po drugi strani bi se ARPANET moral spopasti z raznolikostjo. Do srede 60-ih let je IPTO financiral več kot deset organizacij, od katerih je imela vsaka računalnik, pri čemer so vsi delali na različni strojni in programski opremi. Možnost deljenja programske opreme je redko obstajala celo med različnimi modeli istega proizvajalca – to se je odločilo storiti le z najnovejšo linijo IBM System/360.
Raznolikost sistemov je predstavljala tveganje, ki je dodajalo tako pomembno tehnično kompleksnost razvoju omrežja kot tudi možnost delitve virov v slogu Lickliderja. Na primer, na Univerzi v Illinoisu so takrat z denarjem ARPA gradili ogromni superračunalnik . Taylor se je zdelo malo verjetno, da bi lokalni uporabniki iz Urbana-Champaigna lahko v celoti izkoristili vire te ogromne naprave. Tudi sistemi, ki so bili precej manjši – TX-2 v Lincoln Laboratory in Sigma-7 v UCLA – običajno niso mogli deliti programske opreme med seboj zaradi temeljne nezdružljivosti. Možnost premagovanja teh omejitev, da bi dobili neposreden dostop do programske opreme enega vozlišča, medtem ko ste v drugem, je bila privlačna.
V delu, ki opisuje ta omrežni eksperiment, sta Merrill in Roberts predlagala, da bi takšna izmenjava virov privedla do nečesa podobnega ricardovskemu za računalniška vozlišča:
Urejitev omrežja lahko privede do določene specializacije povezanih vozlišč. Če ima neko vozlišče X zaradi posebne programske opreme ali opreme, na primer, posebno prednost pri inverziji matrik, lahko pričakujemo, da bodo uporabniki drugih vozlišč omrežja izkoristili to priložnost in inverzirali svoje matrike na vozlišču X, namesto da bi to počeli na svojih domačih računalnikih.
Taylor je imel še eno motivacijo za vzpostavitev omrežja z delitvijo virov. Nakup novega računalnika IPTO za vsako novo vozlišče, ki bi imel vse zmogljivosti, ki bi jih raziskovalci kdaj potrebovali na tem vozlišču, je bil drag in sčasoma, ko je portfelj IPTO naraščal z novimi vozlišči, se je proračun nevarno širila. S povezovanjem vseh financiranih sistemov IPTO v eno omrežje bi bilo mogoče novim upravičencem do spodbud ponuditi skromnejše računalnike ali pa jih sploh ne bi bilo potrebno kupiti. Uporabniki bi lahko uporabljali potrebne računalniške zmogljivosti na oddaljenih vozliščih z odvečnimi viri, celotno omrežje pa bi delovalo kot javni rezervoar programske opreme in opreme.
Po zagonu projekta in zagotavljanju njegovega financiranja je bil zadnji pomemben prispevek Taylora v ARPANET izbira osebe, ki se bo neposredno ukvarjala z razvojem sistema in poskrbela, da bo ta realiziran. Očitna izbira je bil Roberts. Njegove inženirske sposobnosti niso bile sporne, že je bil spoštovan član raziskovalne skupnosti IPTO in bil je eden redkih ljudi z resničnimi izkušnjami pri razvoju in ustvarjanju računalniških omrežij, ki delujejo na velikih razdaljah. Tako je jeseni 1966 Taylor poklical Robertsa in ga prosil, naj pride iz Massachusettsa, da dela na ARPA v Washingtonu.
Vendar je bilo težko prepričati njega. Številni znanstveni voditelji IPTO so skeptično gledali na vladavino Roberta Taylora, menili so, da je preveč površinski. Da, Licklider je bil tudi psiholog, ni imel inženirske izobrazbe, a vsaj imel je doktorat in določena priznanja kot eden od očetov interaktivnih računalnikov. Taylor je bil nepoznan človek z magisterijem. Kako naj vodi zapleteno tehnično delo v skupnosti IPTO? Roberts je bil tudi med temi skeptiki.
Vendar je kombinacija biča in medu dosegla svoj cilj (večina virov navaja prevlado bičev pri praktičnem pomanjkanju medu). Po eni strani je Taylor izvajal pritisk na šefa Robertsa v laboratoriju Lincoln, mu je spomnil, da večina financiranja laboratorija zdaj prihaja od ARPA, in da bi ga moral prepričati o prednostih te ponudbe. Po drugi strani je Taylor ponudil Robertsu nedavno ustanovljen naziv 'starejši znanstvenik', ki bo poročal neposredno namestniku direktorja ARPA preko Taylora, prav tako pa bi postal Taylorjev dedič na mestu direktorja. Pod temi pogoji se je Roberts strinjal, da se ukvarja s projektom ARPANET. Prišel je čas, da idejo o delitvi virov uresničimo.
Što još pročitati
- Janet Abbate, Izumitev interneta (1999)
- Katie Hafner in Matthew Lyon, Kjer čarovniki ostajajo budni pozno (1996)
- Arthur Norberg in Julie O’Neill, Preoblikovanje računalniške tehnologije: Informacijska obdelava za Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, Mašina snova: J.C.R. Liklajder i revolucija koja je učinila računarstvo ličnim (2001)
Izvor: habr.com
