Дијаграм рачунарске мреже АРПА за јун 1967. Празан круг је рачунар са заједничким приступом, круг са линијом је терминал за једног корисника
Остали чланци из серије:
- Историја штафете
- Историја електронских рачунара
- Историја транзистора
- Интернет историја
До краја 1966 новцем АРПА покренуо је пројекат повезивања многих рачунара у један систем, инспирисан идејом „» .
Тејлор је пренео одговорност за извођење пројекта у способне руке . У години која је уследила, Робертс је донео неколико критичних одлука које ће одјекнути кроз техничку архитектуру и културу АРПАНЕТ-а и његових наследника, у неким случајевима у деценијама које долазе. Прва одлука по важности, иако не у хронологији, била је одређивање механизма за рутирање порука са једног рачунара на други.
проблем
Ако рачунар А жели да пошаље поруку рачунару Б, како та порука може да пронађе пут од једног до другог? У теорији, можете дозволити сваком чвору у комуникационој мрежи да комуницира са сваким другим чвором тако што ћете повезати сваки чвор са сваким чвором физичким кабловима. Да би комуницирао са Б, рачунар А ће једноставно послати поруку дуж одлазног кабла који га повезује са Б. Таква мрежа се назива месх мрежа. Међутим, за било коју значајну величину мреже, овај приступ брзо постаје непрактичан јер се број веза повећава као квадрат броја чворова (као (н2 - н)/2 да будемо прецизни).
Због тога је потребан неки начин конструисања руте поруке, који би је, по доласку поруке у међучвор, послао даље до циља. Почетком шездесетих година прошлог века постојала су два основна приступа решавању овог проблема. Први је метод за пребацивање порука са меморијом и прослеђивањем. Овај приступ је користио телеграфски систем. Када је порука стигла у међучвор, она је била привремено ускладиштена тамо (обично у облику папирне траке) све док није могла да се пренесе даље до мете, или до другог средњег центра који се налази ближе мети.
Онда се појавио телефон и био је потребан нови приступ. Кашњење од неколико минута након сваке изговорене телефонске речи, коју је требало дешифровати и пренети на одредиште, давало би осећај разговора са саговорником који се налази на Марсу. Уместо тога, телефон је користио пребацивање кола. Позивалац је сваки позив започињао слањем посебне поруке у којој је назначено кога жели да позове. Прво су то урадили тако што су разговарали са оператером, а затим бирали број, који је обрађен аутоматским апаратом на централи. Оператер или опрема успоставили су наменску електричну везу између позиваоца и позване стране. У случају међуградских позива, ово може захтевати неколико итерација повезивања позива преко више прекидача. Када је веза успостављена, сам разговор је могао да почне, а веза је остала све док је једна од странака није прекинула прекидом везе.
Дигитална комуникација, за коју је одлучено да се користи у АРПАНЕТ-у за повезивање рачунара који раде по шеми , користио карактеристике и телеграфа и телефона. С једне стране, поруке података су се преносиле у засебним пакетима, као на телеграфу, а не као непрекидни разговори на телефону. Међутим, ове поруке могу бити различите величине за различите сврхе, од команди конзоле дужине неколико знакова, до великих датотека са подацима које се преносе са једног рачунара на други. Ако су фајлови каснили у транзиту, нико се на то није жалио. Али даљинска интерактивност захтевала је брз одговор, попут телефонског позива.
Једна битна разлика између рачунарских мрежа података, с једне стране, и телефона и телеграфа с друге стране, била је осетљивост на грешке у подацима које машине обрађују. Промена или губитак током преноса једног знака у телеграму, или нестанак дела речи у телефонском разговору тешко да би могли озбиљно да поремете комуникацију двоје људи. Али ако би шум на линији променио један бит са 0 на 1 у команди послатој удаљеном рачунару, то би могло потпуно променити значење команде. Због тога је свака порука морала да се провери да ли има грешака и да се поново пошаље ако се нађе. Таква понављања би била прескупа за велике поруке и већа је вероватноћа да ће изазвати грешке јер им је требало дуже да се пренесу.
Решење овог проблема дошло је кроз два независна догађаја који су се десили 1960. године, али су онај који је дошао касније први приметили Лари Робертс и АРПА.
Састанак
У јесен 1967. Робертс је стигао у Гетлинбург, у држави Тенеси, изван шумовитих врхова Великих Смоки планина, да достави документ који описује планове мреже АРПА. Он је радио у Канцеларији за технологију обраде информација (ИПТО) скоро годину дана, али су многи детаљи мрежног пројекта и даље били веома нејасни, укључујући решење проблема рутирања. Осим нејасних референци на блокове и њихове величине, једина референца на то у Робертсовом раду била је кратка и избегавајућа напомена на самом крају: „Чини се да је неопходно одржавати повремено коришћену комуникациону линију да бисте добили одговоре у једној десетини према један. други пут потребан за интерактивни рад. Ово је веома скупо у смислу мрежних ресурса, и уколико не будемо могли да упућујемо позиве брже, пребацивање порука и концентрација постаће веома важни за учеснике у мрежи. Очигледно, до тада Робертс још није одлучио да ли да напусти приступ који је користио са Томом Мерилом 1965. године, односно повезивање рачунара преко комутиране телефонске мреже помоћу аутоматског бирања.
Игром случаја, на истом симпозијуму је била још једна особа са много бољом идејом за решавање проблема рутирања у мрежама података. Рогер Сцантлебури је прешао Атлантик, стигавши из Британске националне физичке лабораторије (НПЛ) са извештајем. Сцантлебури је одвео Робертса у страну након његовог извештаја и рекао му о својој идеји. . Ову технологију је развио његов шеф у НПЛ, Доналд Давис. У Сједињеним Државама, Дејвисова достигнућа и историја су слабо познати, иако је у јесен 1967. Дејвисова група у НПЛ-у са својим идејама била најмање годину дана испред АРПА-е.
Дејвис је, као и многи рани пионири електронског рачунарства, по образовању био физичар. Дипломирао је на Империјал колеџу у Лондону 1943. са 19 година и одмах је регрутован у тајни програм нуклеарног оружја кодног имена . Тамо је надгледао тим људских калкулатора који су користили механичке и електричне калкулаторе да брзо произведу нумеричка решења проблема везаних за нуклеарну фузију (његов супервизор је био , немачки емигрантски физичар који је у то време већ почео да преноси тајне нуклеарног оружја у СССР). После рата је од математичара Џона Вомерслија чуо за пројекат који је водио у НПЛ-у – било је то стварање електронског рачунара који је требало да исте прорачуне изводи много већом брзином. под називом АЦЕ, "аутоматски рачунарски мотор".
Дејвис је прихватио ту идеју и потписао уговор са НПЛ што је брже могао. Пошто је допринео детаљном дизајну и конструкцији АЦЕ рачунара, остао је дубоко укључен у област рачунарства као вођа истраживања у НПЛ-у. Године 1965. случајно је био у Сједињеним Државама на стручном састанку у вези са његовим радом и искористио прилику да посети неколико великих компјутерских сајтова са дељењем времена да види око чега је била сва гужва. У британском рачунарском окружењу, дељење времена у америчком смислу интерактивног дељења рачунара од стране више корисника није било познато. Уместо тога, дељење времена је значило расподелу радног оптерећења рачунара између неколико програма за групну обраду (тако да би, на пример, један програм радио док је други био заузет читањем траке). Тада ће се ова опција звати мултипрограмирање.
Дејвисова лутања довела су га до пројекта МАЦ на МИТ-у, пројекта ЈОСС у РАНД корпорацији у Калифорнији и система за дељење времена у Дартмуту у Њу Хемпширу. На путу кући, један од његових колега је предложио одржавање радионице о дељењу како би се британска заједница образовала о новим технологијама о којима су научили у САД. Дејвис се сложио и угостио многе од водећих личности у америчком рачунарском пољу, укључујући (творац „Интероперабилног система дељења времена” на МИТ-у) и самог Ларија Робертса.
Током семинара (или можда одмах након тога), Дејвис је био погођен идејом да се филозофија дељења времена може применити на компјутерске комуникационе линије, а не само на саме рачунаре. Рачунари који деле време дају сваком кориснику мали део ЦПУ времена, а затим се пребацују на други, дајући сваком кориснику илузију да има сопствени интерактивни рачунар. Исто тако, сечењем сваке поруке на комаде стандардне величине, које је Дејвис назвао „пакетима“, један комуникациони канал може да се дели између многих рачунара или корисника једног рачунара. Штавише, то би решило све аспекте преноса података за које телефонски и телеграфски прекидачи нису били погодни. Корисник који користи интерактивни терминал који шаље кратке команде и прима кратке одговоре неће бити блокиран великим преносом датотеке јер ће се трансфер поделити на много пакета. Било какво оштећење у тако великим порукама ће утицати на један пакет, који се лако може поново пренети да би се порука завршила.
Дејвис је описао своје идеје у необјављеном раду из 1966. „Предлог за дигиталну комуникациону мрежу“. У то време, најнапредније телефонске мреже биле су на ивици компјутеризације комутатора, а Дејвис је предложио уградњу комутације пакета у телефонску мрежу следеће генерације, стварајући јединствену широкопојасну комуникациону мрежу способну да опслужује различите захтеве, од једноставних телефонских позива до удаљених приступ рачунарима. До тада је Дејвис био унапређен у менаџера НПЛ-а и формирао је групу за дигиталну комуникацију под Скентлберијем да би имплементирао свој пројекат и направио радну демонстрацију.
У години која је претходила конференцији у Гетлинбургу, Скентлберијев тим је разрадио све детаље стварања мреже са комутацијом пакета. Неуспех једног чвора могао би се преживети адаптивним рутирањем које би могло да обрађује више путања до одредишта, а грешка једног пакета би се могла решити поновним слањем. Симулација и анализа су рекли да би оптимална величина пакета била 1000 бајтова - ако је учините много мањим, онда ће потрошња пропусног опсега линија за метаподатке у заглављу бити превише, много више - и време одговора за интерактивне кориснике ће се повећати пречесто због великих порука .
Скентлберијев рад је укључивао детаље као што је формат пакета...
...и анализа утицаја величине пакета на кашњење мреже.
У међувремену, Дејвисова и Скентлберијева потрага довела је до открића детаљних истраживачких радова које је урадио други Американац који је дошао на сличну идеју неколико година пре њих. Али у исто време , инжењер електротехнике у РАНД Цорпоратион, уопште није размишљао о потребама корисника рачунара који деле време. РАНД је био истраживачки центар који је финансирао Министарство одбране у Санта Моници у Калифорнији, створен након Другог светског рата да обезбеди дугорочно планирање и анализу стратешких проблема за војску. Баранов циљ је био да одложи нуклеарни рат стварањем високо поуздане војне комуникационе мреже способне да преживи чак и нуклеарни напад великих размера. Таква мрежа би учинила превентивни удар СССР-а мање атрактивним, јер би било веома тешко уништити способност САД да нападају више осетљивих тачака као одговор. Да би то урадио, Баран је предложио систем који разбија поруке у оно што је он назвао блоковима порука који се могу независно пренети преко мреже редундантних чворова и затим саставити заједно на крајњој тачки.
АРПА је имала приступ Барановим обимним извештајима за РАНД, али пошто они нису били повезани са интерактивним рачунарима, њихов значај за АРПАНЕТ није био очигледан. Робертс и Тејлор их, очигледно, никада нису приметили. Уместо тога, као резултат једног случајног сусрета, Сцантлебури је све предао Робертсу на сребрном тањиру: добро осмишљен механизам за пребацивање, применљивост на проблем креирања интерактивних рачунарских мрежа, референтни материјал из РАНД-а, па чак и назив „пакет“. Рад НПЛ-а је такође уверио Робертса да ће бити потребне веће брзине да би се обезбедио добар капацитет, па је унапредио своје планове на везе од 50 Кбпс. Да би се креирао АРПАНЕТ, решен је основни део проблема рутирања.
Истина, постоји још једна верзија порекла идеје о комутацији пакета. Робертс је касније тврдио да је већ имао сличне мисли у својој глави, захваљујући раду његовог колеге Лена Клајнрока, који је тај концепт наводно описао још 1962. године у својој докторској дисертацији о комуникационим мрежама. Међутим, невероватно је тешко извући такву идеју из овог рада, а осим тога, нисам могао да нађем ниједан други доказ за ову верзију.
Мреже које никада нису постојале
Као што видимо, два тима су била испред АРПА-е у развоју комутације пакета, технологије која се показала толико ефикасном да сада лежи у основи готово свих комуникација. Зашто је АРПАНЕТ била прва значајна мрежа која га је користила?
Све је у организационим суптилностима. АРПА није имала званичну дозволу за стварање комуникационе мреже, али је постојао велики број постојећих истраживачких центара са сопственим рачунарима, културом „слободног” морала која је била практично без надзора и брдима новца. Тејлоров првобитни захтев из 1966. за средства за стварање АРПАНЕТ-а захтевао је милион долара, а Робертс је наставио да троши толико сваке године од 1. надаље да би мрежа покренула и покренула. Истовремено, за АРПА-у је такав новац био ситниш, тако да нико од његових шефова није бринуо шта Робертс ради са њим, све док се некако може везати за потребе националне одбране.
Баран у РАНД-у није имао ни моћ ни овлашћења да било шта уради. Његов рад је био искључиво истраживачки и аналитички, и по жељи се могао применити на одбрану. Године 1965. РАНД је заправо препоручио свој систем Ваздухопловним снагама, које су се сложиле да је пројекат одржив. Али његова имплементација пала је на плећа Агенције за одбрану одбране, а они се нису посебно разумели у дигиталне комуникације. Баран је убедио своје претпостављене у РАНД-у да би било боље да повуку овај предлог него да допусте да се на било који начин спроведе и уништи репутацију дистрибуираних дигиталних комуникација.
Дејвис је, као шеф НПЛ-а, имао много више моћи од Барана, али мањи буџет од АРПА-е, а није имао готову друштвену и техничку мрежу истраживачких рачунара. Успео је да створи прототип локалне мреже са комутацијом пакета (постојао је само један чвор, али много терминала) у НПЛ-у касних 1960-их, са скромним буџетом од 120 фунти током три године. АРПАНЕТ је трошио око половине тог износа годишње на операције и одржавање на сваком од многих чворова мреже, искључујући почетна улагања у хардвер и софтвер. Организација способна да створи велику британску мрежу за комутацију пакета била је Британска пошта, која је управљала телекомуникационим мрежама у земљи, осим саме поштанске службе. Дејвис је успео да заинтересује неколико утицајних званичника својим идејама за јединствену дигиталну мрежу на националном нивоу, али није успео да промени правац тако огромног система.
Ликлајдер је, комбинацијом среће и планирања, пронашао савршен стакленик у коме би његова међугалактичка мрежа могла да цвета. Истовремено, не може се рећи да се све осим комутације пакета свело на новац. Извођење идеје је такође одиграло улогу. Штавише, неколико других важних дизајнерских одлука обликовало је дух АРПАНЕТ-а. Дакле, у наставку ћемо погледати како је одговорност била распоређена између рачунара који су слали и примали поруке и мреже преко које су те поруке слали.
Шта још читати
- Јанет Аббате, Измишљање интернета (1999)
- Кејти Хафнер и Метју Лајон, Где чаробњаци остају до касно (1996)
- Леонард Клајнрок, „Рана историја интернета“, ИЕЕЕ Цоммуницатионс Магазине (август 2010.)
- Артур Норберг и Џули О'Нил, Трансформација рачунарске технологије: обрада информација за Пентагон, 1962-1986 (1996)
- М. Митцхелл Валдроп, Машина снова: ЈЦР Лицклидер и револуција која је рачунарство учинила личним (2001)
Извор: ввв.хабр.цом