Drugi članki v seriji:
- Zgodovina releja
- Zgodovina elektronskih računalnikov
- Zgodovina tranzistorja
- Internetna zgodovina
V prvi polovici sedemdesetih let prejšnjega stoletja se je ekologija računalniških omrežij odmaknila od prvotnega prednika ARPANET in se razširila v več različnih dimenzij. Uporabniki ARPANET-a so odkrili novo aplikacijo, elektronsko pošto, ki je postala glavna dejavnost v omrežju. Podjetniki so izdali svoje različice ARPANET-a za komercialne uporabnike. Raziskovalci po vsem svetu, od Havajev do Evrope, razvijajo nove vrste omrežij, da bi zadostili potrebam ali odpravili napake, ki jih ARPANET ne obravnava.
Skoraj vsi, ki so bili vključeni v ta proces, so se oddaljili od prvotnega namena ARPANET-a, da zagotovi skupno računalniško moč in programsko opremo v pestri raznolikosti raziskovalnih centrov, od katerih ima vsak svoje namenske vire. Računalniška omrežja so postala predvsem sredstvo za povezovanje ljudi med seboj ali z oddaljenimi sistemi, ki so služili kot vir ali odlagališče človeku berljivih informacij, na primer z informacijskimi zbirkami podatkov ali tiskalniki.
Licklider in Robert Taylor sta predvidela to možnost, čeprav to ni bil cilj, ki sta ga želela doseči ob zagonu prvih omrežnih poskusov. Njihov članek iz leta 1968 "Računalnik kot komunikacijska naprava" nima energije in brezčasne kakovosti preroškega mejnika v zgodovini računalnikov, ki ga najdemo v člankih Vannevarja Busha "« ali Turingov »Računalniški stroji in inteligenca«. Vseeno pa vsebuje preroški odlomek o strukturi družbene interakcije, ki jo spletajo računalniški sistemi. Licklider in Taylor sta opisala bližnjo prihodnost, v kateri:
Ne boste pošiljali pisem ali telegramov; preprosto boste identificirali ljudi, katerih datoteke je treba povezati z vašimi, in s katerimi deli datotek jih je treba povezati, ter morda določili faktor nujnosti. Redko boste telefonirali; od omrežja boste zahtevali povezavo vaših konzol.
Omrežje bo zagotavljalo funkcije in storitve, na katere se boste naročili, ter druge storitve, ki jih boste uporabljali po potrebi. V prvo skupino spadajo investicijsko in davčno svetovanje, izbor informacij z vašega področja delovanja, napovedi kulturnih, športnih in zabavnih dogodkov, ki ustrezajo vašim interesom itd.
(Vendar je njihov članek tudi opisal, kako bo brezposelnost izginila na planetu, saj bodo sčasoma vsi ljudje postali programerji, ki bodo služili potrebam omrežja in se bodo ukvarjali z interaktivnim odpravljanjem napak v programih.)
Prva in najpomembnejša komponenta te računalniško vodene prihodnosti, elektronska pošta, se je v sedemdesetih letih 1970. stoletja razširila kot virus po omrežju ARPANET in začela prevzemati svet.
E-pošta
Da bi razumeli, kako se je e-pošta razvila v ARPANET-u, morate najprej razumeti veliko spremembo, ki je prevzela računalniške sisteme v celotnem omrežju v zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Ko je bil ARPANET prvič zasnovan sredi šestdesetih let prejšnjega stoletja, strojna in nadzorna programska oprema na vsaki lokaciji nista imeli tako rekoč nič skupnega. Veliko točk se je osredotočilo na posebne, enkratne sisteme, na primer Multics na MIT, TX-1970 v Lincolnovem laboratoriju, ILLIAC IV, zgrajen na Univerzi v Illinoisu.
Toda do leta 1973 je pokrajina omrežnih računalniških sistemov postala precej enotna, zahvaljujoč divjemu uspehu Digital Equipment Corporation (DEC) in njenemu prodoru na trg znanstvenega računalništva (to sta bila zamisel Kena Olsena in Harlana Andersona, ki temelji na njunem izkušnje s TX-2 v laboratoriju Lincoln). DEC je razvil glavni računalnik , ki je bil izdan leta 1968, je zagotovil zanesljivo delitev časa za majhne organizacije, tako da je zagotovil vrsto orodij in programskih jezikov, vgrajenih vanj, da bi olajšali prilagajanje sistema posebnim potrebam. Točno to so potrebovali takratni znanstveni centri in raziskovalni laboratoriji.
Poglejte, koliko PDP-jev je!
BBN, ki je bil odgovoren za podporo ARPANET-u, je naredil ta komplet še bolj privlačen z ustvarjanjem operacijskega sistema Tenex, ki je PDP-10 dodal ostranjeni virtualni pomnilnik. To je močno poenostavilo upravljanje in uporabo sistema, saj nabora delujočih programov ni bilo več potrebno prilagajati razpoložljivi količini pomnilnika. BNN je Tenex brezplačno poslal drugim vozliščem ARPA in kmalu je postal prevladujoč OS v omrežju.
Toda kaj ima vse to opraviti z e-pošto? Uporabniki sistemov za delitev časa so že bili seznanjeni z elektronskim sporočanjem, saj je večina teh sistemov v poznih šestdesetih letih 1960. stoletja ponujala nekakšne poštne predale. Zagotavljali so neke vrste interno pošto, pisma pa so si lahko izmenjevali le uporabniki istega sistema. Prvi, ki je izkoristil prednost omrežja za prenos pošte z enega stroja na drugega, je bil Ray Tomlinson, inženir pri BBN in eden od avtorjev Tenexa. Napisal je že program z imenom SNDMSG za pošiljanje pošte drugemu uporabniku v istem sistemu Tenex in program z imenom CPYNET za pošiljanje datotek po omrežju. Vse, kar je moral storiti, je bilo, da je malo uporabil svojo domišljijo, in videl je, kako združiti ta dva programa za ustvarjanje omrežne pošte. V prejšnjih programih je bilo za identifikacijo prejemnika potrebno samo uporabniško ime, zato je Tomlinson prišel na idejo, da bi združil lokalno uporabniško ime in ime gostitelja (lokalnega ali oddaljenega), ju povezal s simbolom @ in pridobil e-poštni naslov, ki je edinstven za celotno omrežje (prej se je simbol @ redko uporabljal, predvsem za označevanje cene: 4 torte po 2 $ vsaka).
Ray Tomlinson v poznih letih, z njegovim podpisom znak @ v ozadju
Tomlinson je začel testirati svoj novi program lokalno leta 1971, leta 1972 pa je bila njegova omrežna različica SNDMSG vključena v novo izdajo Tenexa, kar je Tenexovi pošti omogočilo razširitev prek enega vozlišča in širjenje po celotnem omrežju. Obilje strojev, ki poganjajo Tenex, je omogočilo Tomlinsonovemu hibridnemu programu takojšen dostop do večine uporabnikov ARPANET-a in e-pošta je bila takojšnja uspešnica. Precej hitro so voditelji ARPA vključili uporabo elektronske pošte v vsakdanje življenje. Steven Lukasik, direktor ARPA, je bil zgodnji uporabnik, prav tako Larry Roberts, ki je še vedno vodja oddelka za računalništvo agencije. Ta navada se je neizogibno prenesla na njihove podrejene in kmalu je elektronska pošta postala eno od osnovnih dejstev življenja in kulture ARPANET.
Tomlinsonov e-poštni program je ustvaril veliko različnih posnemanj in novih razvojev, ko so uporabniki iskali načine za izboljšanje njegove osnovne funkcionalnosti. Velik del zgodnjih inovacij je bil osredotočen na odpravljanje pomanjkljivosti bralnika pisem. Ko je pošta presegla meje enega samega računalnika, je količina e-pošte, ki so jo prejeli aktivni uporabniki, začela naraščati skupaj z rastjo omrežja in tradicionalni pristop k dohodni e-pošti kot navadnemu besedilu ni bil več učinkovit. Sam Larry Roberts, ki se ni mogel spoprijeti z množico dohodnih sporočil, je napisal svoj program za delo z mapo »Prejeto«, imenovan RD. Toda do sredine sedemdesetih let prejšnjega stoletja je bil program MSG, ki ga je napisal John Vittal z Univerze Južne Kalifornije, zelo priljubljen. Izkoristimo možnost samodejnega izpolnjevanja polj z imenom in prejemnikom odhodnega sporočila glede na dohodno s klikom na gumb. Vendar pa je Vitalov MSG program leta 1970 prvi uvedel to neverjetno priložnost za "odgovor" na pismo; vključena pa je bila tudi v nabor programov za Tenex.
Raznolikost tovrstnih poskusov je zahtevala uvedbo standardov. In to je bilo prvič, a ne zadnjič, da je morala omrežna računalniška skupnost razviti standarde za nazaj. Za razliko od osnovnih protokolov ARPANET je bilo pred nastankom kakršnih koli e-poštnih standardov v naravi že veliko različic. Neizogibno so se pojavile polemike in politične napetosti, osredotočene na glavne dokumente, ki opisujejo e-poštni standard, RFC 680 in 720. Zlasti uporabnike operacijskih sistemov, ki niso Tenex, je začelo motiti, da so bile predpostavke v predlogih povezane s funkcijami Tenex. Konflikt se ni nikoli preveč razvnel – vsi uporabniki ARPANET-a v sedemdesetih so bili še vedno del iste, razmeroma majhne znanstvene skupnosti, in nesoglasja niso bila tako velika. Vendar je bil to primer prihodnjih bitk.
Nepričakovan uspeh e-pošte je bil najpomembnejši dogodek v razvoju programske plasti omrežja v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja - plasti, ki je bila najbolj abstrahirana od fizičnih podrobnosti omrežja. Hkrati so se drugi ljudje odločili, da bodo na novo definirali temeljno "komunikacijsko" plast, v kateri so se bitovi pretakali iz enega stroja v drugega.
ALOHA
Leta 1968 je Norma Abramson iz Kalifornije prispela na Univerzo na Havajih, da bi prevzela skupno mesto profesorice elektrotehnike in računalništva. Njena univerza je imela glavni kampus na Oahuju in satelitski kampus v Hilu ter več lokalnih šol in raziskovalnih centrov, raztresenih po otokih Oahu, Kauai, Maui in Havaji. Med njimi je ležalo na stotine kilometrov vodnega in gorskega terena. Glavni kampus je imel zmogljiv IBM 360/65, vendar naročiti zakupljeno linijo pri AT&T za povezavo s terminalom na eni od lokalnih fakultet ni bilo tako enostavno kot na celini.
Abramson je bil strokovnjak za radarske sisteme in teorijo informacij in je nekoč delal kot inženir za Hughes Aircraft v Los Angelesu. In njegovo novo okolje z vsemi svojimi fizičnimi težavami, povezanimi z žičnim prenosom podatkov, je navdihnilo Abramsona, da je prišel na novo idejo - kaj če bi bil radio boljši način povezovanja računalnikov kot telefonski sistem, ki je bil navsezadnje zasnovan za prenos glas namesto podatkov?
Da bi preizkusil svojo idejo in ustvaril sistem, ki ga je poimenoval ALOHAnet, je Abramson prejel sredstva od Boba Taylorja iz ARPA. V svoji izvirni obliki sploh ni bilo računalniško omrežje, temveč medij za komunikacijo oddaljenih terminalov z enim samim sistemom za delitev časa, zasnovanim za IBM-ov računalnik v kampusu Oahu. Tako kot ARPANET je imel namenski miniračunalnik za obdelavo paketov, ki jih je prejel in poslal stroj 360/65 - Menehune, havajski ekvivalent IMP. Vendar pa ALOHAnet ni tako zakompliciral življenja kot ARPANET z usmerjanjem paketov med različnimi točkami. Namesto tega je vsak terminal, ki je želel poslati sporočilo, le tega poslal po zraku na namenski frekvenci.
Popolnoma uveden ALOHAnet v poznih 1970-ih, z več računalniki v omrežju
Tradicionalni inženirski način za obvladovanje tako skupne pasovne širine prenosa je bil razrezati na odseke z razdelitvijo časa oddajanja ali frekvenc in dodeliti odsek vsakemu terminalu. Toda za obdelavo sporočil iz več sto terminalov, ki uporabljajo to shemo, bi bilo treba vsakega od njih omejiti na majhen del razpoložljive pasovne širine, kljub dejstvu, da bi jih lahko dejansko delovalo le nekaj. Toda namesto tega se je Abramson odločil, da terminalom ne bo preprečil hkratnega pošiljanja sporočil. Če sta se dve ali več sporočil med seboj prekrivali, je centralni računalnik to zaznal prek kod za popravljanje napak in teh paketov preprosto ni sprejel. Ker pošiljatelji niso prejeli potrditve, da so bili paketi prejeti, so jih po naključnem preteku časa poskušali znova poslati. Abramson je ocenil, da bi lahko tako enostaven protokol delovanja podpiral do nekaj sto sočasno delujočih terminalov, zaradi številnih prekrivanj signalov pa bi bilo izkoriščenih 15 % pasovne širine. Vendar se je po njegovih izračunih izkazalo, da bi s povečanjem omrežja celoten sistem padel v kaos šuma.
Pisarna prihodnosti
Abramsonov koncept "paketnega oddajanja" sprva ni povzročil veliko odmeva. Toda potem se je ponovno rodila - nekaj let pozneje in že na celini. To je bilo posledica novega Xeroxovega raziskovalnega centra Palo Alto (PARC), ki je bil odprt leta 1970 tik ob univerzi Stanford, na območju, ki se je pred kratkim prijelo za vzdevek "Silicijeva dolina". Nekateri Xeroxovi patenti za kserografijo so bili tik pred iztekom, zato je podjetje tvegalo, da ostane ujet v lastnem uspehu, ker se ni hotelo ali zmoglo prilagoditi vzponu računalništva in integriranih vezij. Jack Goldman, vodja Xeroxovega raziskovalnega oddelka, je prepričal velike šefe, da bo novi laboratorij – ločen od vpliva centrale, v prijetnem ozračju, z dobrimi plačami – privabil talente, potrebne za ohranitev podjetja v ospredju razvoja informacijske arhitekture. prihodnost.
PARC je vsekakor uspel pritegniti najboljše talente za računalništvo, ne samo zaradi delovnih pogojev in velikodušnih plač, ampak tudi zaradi prisotnosti Roberta Taylorja, ki je leta 1966 kot vodja oddelka za tehnologijo obdelave informacij pri ARPA lansiral projekt ARPANET. , vnet in ambiciozen mlad inženir in računalničar iz Brooklyna, je bil eden tistih, ki so jih v PARC pripeljali prek povezav z ARPA. Laboratoriju se je pridružil junija 1972, potem ko je delal s krajšim delovnim časom kot podiplomski študent za ARPA in izumil vmesnik za povezavo MIT z omrežjem. Ko se je naselil v PARC, je še vedno ostal »posrednik« ARPANET - potoval je po državi, pomagal pri povezovanju novih točk v omrežje in se tudi pripravljal na predstavitev ARPA na mednarodni konferenci o računalniških komunikacijah leta 1972.
Med projekti, ki so se vrteli okoli PARC, ko je prišel Metcalf, je bil Taylorjev predlagani načrt za povezavo na desetine ali celo stotine majhnih računalnikov v omrežje. Leto za letom so stroški in velikost računalnikov padali, ubogati neuklonljivo voljo . V prihodnost usmerjeni inženirji pri PARC so predvideli, da bo v ne tako oddaljeni prihodnosti vsak pisarniški delavec imel svoj računalnik. V okviru te ideje so zasnovali in izdelali osebni računalnik Alto, katerega izvode so razdelili vsem raziskovalcem v laboratoriju. Taylor, čigar prepričanje o uporabnosti računalniškega omrežja se je v zadnjih petih letih okrepilo, je prav tako želel povezati vse te računalnike.
Alto. Sam računalnik se nahaja spodaj, v omari velikosti mini hladilnika.
Ob prihodu v PARC je Metcalf prevzel nalogo povezovanja laboratorijskega klona PDP-10 z ARPANET-om in si hitro prislužil sloves "mrežnika". Torej, ko je Taylor potreboval omrežje od Alta, so se njegovi pomočniki obrnili na Metcalfa. Podobno kot računalniki na ARPANET-u si tudi računalniki Alto na PARC-u niso imeli skoraj ničesar povedati. Zato je zanimiva aplikacija omrežja spet postala naloga komuniciranja med ljudmi – v tem primeru v obliki lasersko natisnjenih besed in slik.
Ključna ideja za laserski tiskalnik ni nastala v PARC, ampak na vzhodni obali, v prvotnem Xeroxovem laboratoriju v Websterju v New Yorku. Lokalni fizik Gary Starkweather je dokazal, da je mogoče uporabiti koherentni laserski žarek za deaktivacijo električnega naboja kserografskega bobna, tako kot razpršeno svetlobo, ki se je do takrat uporabljala pri fotokopiranju. Žarek, če je pravilno moduliran, lahko na bobnu nariše sliko poljubnih podrobnosti, ki se nato prenese na papir (saj samo nenaelektreni deli bobna poberejo toner). Takšen računalniško voden stroj bi bil sposoben izdelati kakršno koli kombinacijo slik in besedila, ki bi si jih lahko zamislil človek, namesto da bi preprosto reproducirala obstoječe dokumente, kot fotokopirni stroj. Vendar Starkweatherjevih divjih idej niso podprli njegovi kolegi ali nadrejeni v Websterju, zato je leta 1971 prestopil na PARC, kjer je srečal veliko bolj zainteresirano občinstvo. Zaradi zmožnosti laserskega tiskalnika, da izpiše poljubne slike točko za točko, je postal idealen partner za delovno postajo Alto s svojo pikselizirano enobarvno grafiko. Z uporabo laserskega tiskalnika je bilo mogoče pol milijona slikovnih pik na uporabnikovem zaslonu neposredno natisniti na papir s popolno jasnostjo.
Bitna slika na Altu. Česa takega na računalniških zaslonih še nihče ni videl.
V približno enem letu je Starkweather s pomočjo več drugih inženirjev iz PARC-a odpravil glavne tehnične težave in zgradil delujoč prototip laserskega tiskalnika na ohišju delovnega konja Xerox 7000. Strani je izdeloval z enako hitrostjo - eno stran na sekundo – in z ločljivostjo 500 pik na palec. Generator znakov, vgrajen v tiskalnik, je natisnil besedilo v prednastavljenih pisavah. Poljubne slike (razen tistih, ki bi jih lahko ustvarili iz pisav) še niso bile podprte, zato omrežju ni bilo treba tiskalniku prenašati 25 milijonov bitov na sekundo. Da pa bi tiskalnik popolnoma zasedel, bi zahteval za tiste čase - ko je bila 50 bitov na sekundo meja zmogljivosti ARPANET-a - neverjetno pasovno širino omrežja.
Laserski tiskalnik PARC druge generacije, Dover (1976)
Omrežje Alto Aloha
Kako je torej Metcalf zapolnil to hitrostno vrzel? Tako smo se vrnili k ALOHAnetu - izkazalo se je, da Metcalf paketno oddajanje razume bolje kot kdorkoli drug. Leto poprej, med poletjem, medtem ko je bil Metcalfe s Stevom Crockerjem v Washingtonu zaradi poslov ARPA, je Metcalfe preučeval potek splošne jesenske računalniške konference in naletel na Abramsonovo delo na ALOHAnet. Takoj je spoznal genialnost osnovne ideje in da njena izvedba ni dovolj dobra. Z nekaj spremembami v algoritmu in njegovih predpostavkah – na primer, da pošiljatelji najprej poslušajo, da počakajo, da se kanal sprosti, preden poskusijo poslati sporočila, in tudi eksponentno poveča interval ponovnega prenosa v primeru zamašenega kanala –, je lahko dosegel pasovno širino izkoristka za 90 % in ne za 15 %, kot kažejo Abramsonovi izračuni. Metcalfe si je vzel nekaj časa in odpotoval na Havaje, kjer je vključil svoje ideje o ALOHAnetu v revidirano različico svoje doktorske disertacije, potem ko je Harvard zavrnil prvotno različico zaradi pomanjkanja teoretične podlage.
Metcalfe je svoj načrt za uvedbo paketnega oddajanja v PARC sprva imenoval »omrežje ALTO ALOHA«. Nato ga je maja 1973 v memorandumu preimenoval v Ether Net, sklicevanje na svetlobni eter, fizično idejo iz XNUMX. stoletja o snovi, ki prenaša elektromagnetno sevanje. »To bo pospešilo širjenje omrežja,« je zapisal, »in kdo ve, kateri drugi načini prenosa signala bodo boljši od kabla za oddajno omrežje; morda bodo to radijski valovi, ali telefonske žice, ali električna, ali frekvenčna multipleksna kabelska televizija, ali mikrovalovi, ali njihove kombinacije.«
Skica iz Metcalfovega zapisa iz leta 1973
Od junija 1973 je Metcalf sodeloval z drugim inženirjem PARC, Davidom Boggsom, da bi prevedel svoj teoretični koncept za novo visokohitrostno omrežje v delujoč sistem. Namesto prenosa signalov po zraku, kot je ALOHA, je radijski spekter omejil na koaksialni kabel, kar je dramatično povečalo zmogljivost v primerjavi z omejeno pasovno širino radijskih frekvenc Menehune. Sam prenosni medij je bil popolnoma pasiven in ni potreboval nobenih usmerjevalnikov za usmerjanje sporočil. Bil je poceni, z lahkoto je povezal na stotine delovnih postaj – inženirji PARC so preprosto napeljali koaksialni kabel skozi zgradbo in po potrebi dodali povezave – in bil je sposoben prenašati tri milijone bitov na sekundo.
Robert Metcalfe in David Boggs, 1980, nekaj let po tem, ko je Metcalfe ustanovil 3Com za prodajo tehnologije Ethernet
Do jeseni 1974 je v Palo Altu že deloval popoln prototip pisarne prihodnosti – prva serija računalnikov Alto s programi za risanje, e-pošto in urejevalniki besedil, prototipnim tiskalnikom podjetja Starkweather in ethernet omrežjem do omrežja. to vse. Osrednji datotečni strežnik, ki je shranjeval podatke, ki ne bi ustrezali lokalnemu pogonu Alto, je bil edini skupni vir. PARC je ethernetni krmilnik sprva ponudil kot opcijsko dodatno opremo za Alto, a ko je sistem zagnal, je postalo jasno, da je nujen del; Po koaksialnem kablu je šel stalen tok sporočil, veliko jih je prihajalo iz tiskalnika – tehnična poročila, zapiski ali znanstveni članki.
Hkrati z razvojem Alto je drug projekt PARC poskušal potiskati ideje o delitvi virov v novo smer. PARC Online Office System (POLOS), ki so ga razvili in implementirali Bill English in drugi ubežniki iz projekta Online System (NLS) Douga Engelbarta na raziskovalnem inštitutu Stanford, je bil sestavljen iz mreže mikroračunalnikov Data General Nova. Toda namesto da bi vsak posamezen stroj namenil posebnim potrebam uporabnikov, je POLOS prenesel delo med njimi, da bi služil interesom sistema kot celote na najbolj učinkovit način. En stroj bi lahko ustvaril slike za uporabniške zaslone, drugi bi lahko obdelal promet ARPANET, tretji pa bi lahko upravljal urejevalnike besedil. Toda zapletenost in stroški usklajevanja tega pristopa so se izkazali za prevelike in shema se je sesula pod lastno težo.
Medtem pa nič ni bolje pokazalo Taylorjevega čustvenega zavračanja pristopa omrežja za skupno rabo virov kot njegov objem projekta Alto. Alan Kay, Butler Lampson in drugi avtorji Alto so prinesli vso računalniško moč, ki jo uporabnik lahko potrebuje, v svoj neodvisen računalnik na svoji mizi, ki mu ga ni bilo treba deliti z nikomer. Funkcija omrežja ni bila zagotavljanje dostopa do heterogenega nabora računalniških virov, temveč prenašanje sporočil med temi neodvisnimi otoki ali njihovo shranjevanje na kakšni oddaljeni obali – za tiskanje ali dolgoročno arhiviranje.
Čeprav sta bila e-pošta in ALOHA razvita pod okriljem ARPA, je bil pojav Etherneta v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja eden od številnih znakov, da so računalniška omrežja postala prevelika in raznolika, da bi eno podjetje prevladovalo na tem področju, trend, ki mu bomo sledili to v naslednjem članku.
Kaj še brati
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, Zgodovina računalniških komunikacij, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, Sanjski stroj (2001)
Vir: www.habr.com