Интернет историја: АРПАНЕТ - подмрежа

Остали чланци из серије:

• Историја штафете
  • Метода "брзог преноса информација", или порекла релеја
  • Фарсцрибер
  • Галванизам
  • Бизнисмени
  • И коначно, штафета
  • говорни телеграф
  • Само се повежите
  • Заборављена генерација релејних рачунара
  • електронска ера
• Историја електронских рачунара
  • Прологуе
  • Цолоссус
  • ЕНИАЦ
  • Електронска револуција
• Историја транзистора
  • Пробијам се до додира у мраку
  • Из ратног лонца
  • Вишеструка реинвенција
• Интернет историја
  • Референтна мрежа
  • Пропадање, 1. део
  • Пропадање, 2. део
  • Откривање интерактивности
  • Проширивање интерактивности
  • АРПАНЕТ - рођење
  • АРПАНЕТ - пакет
  • АРПАНЕТ - подмрежа
  • Рачунар као комуникациони уређај
  • Историја Интернета: Интерворкинг

Користећи АРПАНЕТ Роберт Тејлор и Лари Робертс хтели да се уједине много различитих истраживачких института, од којих је сваки имао свој рачунар, за софтвер и хардвер за који је сносио пуну одговорност. Међутим, софтвер и хардвер саме мреже налазио се у магловитом средњем подручју, и није припадао ниједном од ових места. У периоду од 1967. до 1968. Робертс, шеф мрежног пројекта Канцеларије за технологију обраде информација (ИПТО), морао је да одреди ко треба да гради и одржава мрежу и где треба да се налазе границе између мреже и институција.

Скептици

Проблем структурирања мреже био је барем колико политички толико и технички. Директори истраживања АРПА генерално нису одобравали АРПАНЕТ идеју. Неки јасно нису показали жељу да се придруже мрежи било када; мало њих је било одушевљено. Сваки центар би морао да уложи озбиљан напор да дозволи другима да користе њихов веома скуп и веома редак рачунар. Ово обезбеђивање приступа показало је јасне недостатке (губитак вредног ресурса), док су његове потенцијалне користи остале нејасне и нејасне.

Исти скептицизам у погледу заједничког приступа ресурсима потопио је пројекат умрежавања УЦЛА пре неколико година. Међутим, у овом случају, АРПА је имала много више утицаја, пошто је директно плаћала све ове вредне рачунарске ресурсе и наставила да учествује у свим новчаним токовима повезаних истраживачких програма. И иако није било директних претњи, није било „или другачије“, ситуација је била крајње јасна – АРПА је на овај или онај начин намеравала да изгради своју мрежу како би ујединила машине које су јој, у пракси, још увек припадале.

Тренутак је дошао на састанку научних директора у Атт Арбору у Мичигену, у пролеће 1967. Робертс је представио свој план да створи мрежу која повезује различите рачунаре у сваком од центара. Најавио је да ће сваки руководилац свом локалном рачунару обезбедити посебан софтвер за умрежавање, који ће користити за позивање других рачунара преко телефонске мреже (ово је било пре него што је Робертс сазнао за идеју комутација пакета). Одговор је био контроверза и страх. Међу најмање склоним реализацији ове идеје били су највећи центри који су већ радили на великим пројектима које је спонзорисао ИПТО, од којих је МИТ био главни. Истраживачи са МИТ-а, пуни новца од свог Пројецт МАЦ система за дељење времена и лабораторије за вештачку интелигенцију, нису видели никакву корист у дељењу својих тешко зарађених ресурса са западним преварама.

И, без обзира на статус, сваки центар је неговао своје идеје. Сваки је имао свој јединствени софтвер и опрему, и било је тешко разумети како су уопште могли да успоставе основну комуникацију једни са другима, а камоли да заправо раде заједно. Само писање и покретање мрежних програма за њихову машину ће одузети значајну количину њиховог времена и рачунарских ресурса.

Било је иронично, али и изненађујуће прикладно да је Робертсово решење за ове друштвене и техничке проблеме дошао од Веса Кларка, човека који није волео и дељење времена и мреже. Кларк, заговорник донкихотовске идеје да се свима да лични рачунар, није имао намеру да дели рачунарске ресурсе ни са ким, и држао је свој кампус, Вашингтон универзитет у Сент Луису, далеко од АРПАНЕТ-а дуги низ година. Стога није изненађујуће што је управо он развио дизајн мреже, који не додаје значајно оптерећење рачунарским ресурсима сваког од центара и не захтева да сваки од њих уложи напоре на креирање посебног софтвера.

Кларк је предложио постављање мини-рачунара у сваки од центара за руковање свим функцијама које су директно повезане са мрежом. Сваки центар је само морао да смисли како да се повеже са својим локалним помоћником (који су касније названи интерфејс процесори порука, или МВС), који је затим послао поруку дуж тачног пута тако да је стигла до одговарајућег ИМП-а на локацији пријема. У суштини, он је предложио да АРПА дистрибуира додатне бесплатне рачунаре сваком центру, који би преузео већину мрежних ресурса. У време када су рачунари још увек били ретки и веома скупи, овај предлог је био смео. Међутим, управо тада су почели да се појављују мини рачунари који коштају само неколико десетина хиљада долара, уместо неколико стотина, и на крају се показало да је предлог у принципу изводљив (сваки ИМП је на крају коштао 45 долара, односно око 000 долара у данашњи новац).

Приступ ИМП-а, иако је ублажавао забринутост научних лидера у вези са оптерећењем мреже на њихову рачунарску снагу, такође се бавио још једним, политичким проблемом за АРПА. За разлику од осталих пројеката агенције у то време, мрежа није била ограничена на један истраживачки центар, где би је водио један шеф. А сама АРПА није имала могућности да самостално директно креира и управља великим техничким пројектом. Морала би да ангажује спољне компаније да то ураде. Присуство ИМП-а створило је јасну поделу одговорности између мреже којом управља екстерни агент и локално контролисаног рачунара. Извођач би контролисао ИМП и све између, а центри би остали одговорни за хардвер и софтвер на својим рачунарима.

МВС

Робертс је тада морао да изабере тог извођача. Ликлајдеров старомодни приступ директног извлачења предлога од свог омиљеног истраживача није се применио у овом случају. Пројекат је морао бити стављен на јавну аукцију као и сваки други државни уговор.

Тек у јулу 1968. Робертс је успео да изглади коначне детаље понуде. Прошло је око шест месеци откако је последњи технички део слагалице дошао на своје место када је систем за комутацију пакета најављен на конференцији у Гетлинбургу. Два највећа произвођача рачунара, Цонтрол Дата Цорпоратион (ЦДЦ) и Интернатионал Бусинесс Мацхинес (ИБМ), одмах су одбили да учествују јер нису имали јефтине мини рачунаре погодне за улогу ИМП.

Хонеивелл ДДП-516

Међу преосталим учесницима, већина је изабрала нови рачунар ДДП-516 из Хонеивелл-а, иако су неки били склони фаворизирању Дигитални ПДП-8. Хонеивелл-ова опција је била посебно атрактивна јер је имала И/О интерфејс посебно дизајниран за системе у реалном времену за апликације као што је индустријска контрола. Комуникација је, наравно, такође захтевала одговарајућу тачност – ако је рачунар пропустио долазну поруку док је заузет другим послом, није било друге шансе да је ухвати.

До краја године, озбиљно разматрајући Раитхеон, Робертс је доделио задатак растућој Кембриџ фирми коју су основали Болт, Беранек и Невман. Породично стабло интерактивног рачунарства је у то време било изузетно укорењено, а Робертс би лако могао бити оптужен за непотизам јер је изабрао ББН. Ликлајдер је донео интерактивно рачунарство у ББН пре него што је постао први директор ИПТО-а, сејући семе своје међугалактичке мреже и менторирајући људе попут Робертса. Без Ликовог утицаја, АРПА и ББН не би били ни заинтересовани ни способни да служе пројекту АРПАНЕТ. Штавише, кључни део тима који је окупио ББН за изградњу мреже засноване на ИМП-у дошао је директно или индиректно из Линцолн Лабс-а: Франк Харт (вођа тима), Даве Валден, Вилл Цровтхер и Нортх Орнстеин. У лабораторијама је и сам Робертс похађао постдипломске студије, и тамо је Ликов случајни сусрет са Весом Кларком подстакао његово интересовање за интерактивне рачунаре.

Али иако је ситуација можда изгледала као дослух, у ствари ББН тим је био подједнако погодан за рад у реалном времену као и Хонеивелл 516. У Линколну су радили на рачунарима повезаним са радарским системима – још један пример апликације у којој подаци неће чекати док рачунар не буде спреман. Харт је, на пример, радио на рачунару Вхирлвинд као студент 1950-их, придружио се пројекту САГЕ и провео укупно 15 година у Линцолн Лабораториес. Орнстеин је радио на САГЕ унакрсном протоколу, који је преносио податке о радарском праћењу са једног рачунара на други, а касније и на Вес Кларковом ЛИНЦ-у, компјутеру дизајнираном да помогне научницима да раде директно у лабораторији са подацима на мрежи. Цровтхер, сада најпознатији као аутор текстуалне игре Авантура колосалне пећине, провео је десет година градећи системе у реалном времену, укључујући Линколн Терминал Екперимент, мобилну сателитску комуникациону станицу са малим компјутером који је контролисао антену и обрађивао долазне сигнале.

ИМП тим у ББН-у. Франк Харт је човек у сениорском центру. Орнштајн стоји на десној ивици, поред Кроутера.

ИМП је био одговоран за разумевање и управљање рутирањем и испоруком порука са једног рачунара на други. Рачунар је могао да пошаље до 8000 бајтова одједном локалном ИМП-у, заједно са адресом одредишта. ИМП је затим пресекао поруку на мање пакете који су независно пренети циљном ИМП-у преко линија од 50 кбпс које су закупљене од АТ&Т-а. ИМП који је примао саставио је поруку и испоручио је свом рачунару. Сваки ИМП је водио табелу која је водила евиденцију о томе који од његових суседа има најбржи пут до било ког могућег циља. Динамички је ажуриран на основу информација добијених од ових суседа, укључујући информације да је сусед недоступан (у ком случају се кашњење за слање у том правцу сматрало бесконачним). Да би испунио Робертсове захтеве за брзином и пропусношћу за сву ову обраду, Хартов тим је креирао код на нивоу уметности. Цео програм за обраду ИМП-а заузимао је само 12 бајтова; део који се бавио табелама рутирања заузимао је само 000.

Тим је такође предузео неколико мера предострожности, с обзиром на то да је било непрактично посветити тим за подршку сваком ИМП-у на терену.

Прво су сваки рачунар опремили уређајима за даљинско праћење и контролу. Поред аутоматског поновног покретања које је започињало након сваког нестанка струје, ИМП-ови су програмирани да могу поново покренути суседе тако што ће им послати нове верзије оперативног софтвера. Да би помогао у отклањању грешака и анализи, ИМП би, на команду, могао да почне да прави снимке свог тренутног стања у редовним интервалима. Такође, сваки ИМП пакет је приложио део за праћење, што је омогућило писање детаљнијих дневника рада. Уз све ове могућности, многи проблеми су се могли решавати директно из канцеларије ББН-а, која је служила као контролни центар из којег се могло видети стање целе мреже.

Друго, тражили су војну верзију 516 од Хонеивелл-а, опремљену дебелим кућиштем да га заштити од вибрација и других претњи. ББН је у суштини желео да то буде знак „клони се“ радозналим студентима, али ништа није оцртавало границу између локалних рачунара и подмреже којом управља ББН као ова оклопна шкољка.

Први ојачани ормари, отприлике величине фрижидера, стигли су на Калифорнијски универзитет у Лос Анђелесу (УЦЛА) 30. августа 1969. године, само 8 месеци након што је ББН добио уговор.

Домаћини

Робертс је одлучио да покрене мрежу са четири домаћина — поред УЦЛА, ИМП би био инсталиран уз обалу на Универзитету Калифорније, Санта Барбара (УЦСБ), други на Стенфорд истраживачком институту (СРИ) у северној Калифорнији, и завршни на Универзитету Јута. Све су то биле другоразредне институције са Западне обале, које су покушавале да се некако докажу у области научног рачунарства. Породичне везе су наставиле да раде као два научна надзорника, Лен Клеинроцк са УЦЛА и Иван Сутхерланд са Универзитета Јута, такође су биле старе Робертсове колеге у Линцолн Лабораториес.

Робертс је дао два домаћина додатне функције везане за мрежу. Далеке 1967. Даг Енглебарт из СРИ се добровољно пријавио да успостави мрежни информациони центар на састанку руководства. Користећи СРИ-ов софистицирани систем за проналажење информација, он је кренуо да креира АРПАНЕТ директоријум: организовану колекцију информација о свим ресурсима доступним на различитим чворовима и учини их доступним свима на мрежи. С обзиром на Клеинрокову стручност у анализи мрежног саобраћаја, Робертс је одредио УЦЛА као центар за мерење мреже (НМЦ). За Клеинроцк и УЦЛА, АРПАНЕТ је био замишљен да буде не само практичан алат, већ и експеримент из којег би се подаци могли извући и саставити како би се стечено знање могло применити на побољшање дизајна мреже и њених наследника.

Али важнија за развој АРПАНЕТ-а од ова два именовања била је неформалнија и лабавија заједница дипломираних студената под називом Мрежна радна група (НВГ). Подмрежа из ИМП-а омогућавала је сваком хосту на мрежи да поуздано испоручује поруку било ком другом; Циљ НВГ-а је био да развије заједнички језик или скуп језика које би домаћини могли да користе за комуникацију. Назвали су их „протоколи домаћина“. Назив „протокол“, позајмљен од дипломата, први су применили на мреже 1965. Робертс и Том Мерил да би описали и формат података и алгоритамске кораке који одређују како два рачунара међусобно комуницирају.

НВГ, под неформалним, али ефективним вођством Стива Крокера са УЦЛА, почела је да се редовно састаје у пролеће 1969. године, отприлике шест месеци пре првог ИМП-а. Рођен и одрастао у области Лос Анђелеса, Крокер је похађао средњу школу Ван Најс и био је истих година као и двојица његових будућих колега из НВГ групе, Винта Серфа и Џона Постела. Да би забележио исход неких састанака групе, Крокер је развио један од камена темељаца АРПАНЕТ културе (и будућег Интернета), захтев за коментаре [радни предлог] (РФЦ). Његов РФЦ 1, објављен 7. априла 1969. и дистрибуиран свим будућим АРПАНЕТ чворовима класичном поштом, сакупио је ране дискусије групе о дизајну софтвера протокола домаћина. У РФЦ 3, Цроцкер је наставио опис, врло нејасно дефинишући процес дизајна за све будуће РФЦ-ове:

Боље је послати коментаре на време него их учинити савршеним. Прихватају се филозофска мишљења без примера или других специфичности, конкретни предлози или технологије имплементације без уводног описа или контекстуалних објашњења, конкретна питања без покушаја да се на њих одговори. Минимална дужина белешке НВГ је једна реченица. Надамо се да ћемо олакшати размену и дискусије о неформалним идејама.

Као и захтев за понуду (РФК), стандардни начин тражења понуда за владине уговоре, РФЦ је поздравио повратне информације, али за разлику од РФК-а, такође је позвао на дијалог. Свако у дистрибуираној НВГ заједници могао би да поднесе РФЦ и искористи ову прилику да расправља, доводи у питање или критикује претходни предлог. Наравно, као иу свакој заједници, нека мишљења су била цењена изнад других, а у првим данима мишљења Крокера и његове основне групе сарадника имала су велики ауторитет. У јулу 1971, Крокер је напустио УЦЛА док је још био дипломирани студент да би преузео позицију програмског менаџера у ИПТО. Са кључним истраживачким грантовима АРПА-е на располагању, он је, свесно или несвесно, имао неоспоран утицај.

Јон Постел, Стеве Цроцкер и Винт Церф су другови из разреда и колеге у НВГ; каснијим годинама

Првобитни план НВГ захтевао је два протокола. Даљинско пријављивање (телнет) омогућило је једном рачунару да делује као терминал повезан са оперативним системом другог, проширујући интерактивно окружење било ког система повезаног са АРПАНЕТ-ом са дељењем времена хиљадама километара сваком кориснику на мрежи. ФТП протокол за пренос датотека омогућио је једном рачунару да пренесе датотеку, као што је користан програм или скуп података, у или из складишта другог система. Међутим, на Робертсово инсистирање, НВГ је додао трећи основни протокол да подупре ова два, успостављајући основну везу између два домаћина. Звао се Програм контроле мреже (НЦП). Мрежа је сада имала три слоја апстракције – пакетну подмрежу којом управља ИМП на самом дну, комуникацију између хоста коју обезбеђује НЦП у средини, и протоколе апликације (ФТП и телнет) на врху.

Неуспех?

Тек у августу 1971. НЦП је у потпуности дефинисан и имплементиран у целој мрежи, која се у то време састојала од петнаест чворова. Убрзо је уследила имплементација телнет протокола, а прва стабилна дефиниција ФТП-а појавила се годину дана касније, у лето 1972. Ако проценимо стање АРПАНЕТ-а у то време, неколико година након што је први пут покренут, могло би се сматрао неуспехом у поређењу са сном о ресурсима за раздвајање који је Ликлајдер замислио и спровео у дело од стране његовог штићеника, Роберта Тејлора.

За почетак, једноставно је било тешко схватити који ресурси постоје на мрежи које можемо користити. Информациони центар мреже користио је модел добровољног учешћа – сваки чвор је морао да пружи ажуриране информације о доступности података и програма. Иако би сви имали користи од такве акције, било је мало подстицаја за било који појединачни чвор да рекламира или омогући приступ својим ресурсима, а камоли да пружи ажурну документацију или савет. Стога, НИЦ није успео да постане онлајн директоријум. Можда је његова најважнија функција у раним годинама била да обезбеди електронско хостовање све већег скупа РФЦ-ова.

Чак и да је, рецимо, Алиса са УЦЛА знала за постојање корисног ресурса на МИТ-у, појавила се озбиљнија препрека. Телнет је омогућио Алиси да дође до екрана за пријаву на МИТ, али не даље. Да би Алис заиста приступила програму на МИТ-у, прво би морала да преговара ван мреже са МИТ-ом да јој постави налог на њиховом рачунару, што је обично захтевало попуњавање папирних формулара у обе институције и уговор о финансирању за плаћање коришћење рачунарских ресурса МИТ-а. А због некомпатибилности између хардвера и системског софтвера између чворова, пренос датотека често није имао много смисла пошто на свом не можете да покрећете програме са удаљених рачунара.

Иронично, најзначајнији успех дељења ресурса није лежао у области интерактивног дељења времена за које је створен АРПАНЕТ, већ у области старомодне неинтерактивне обраде података. УЦЛА је додао своју неактивну ИБМ 360/91 машину за серијску обраду мрежи и обезбедио телефонске консултације за подршку удаљеним корисницима, генеришући значајан приход за рачунарски центар. Суперкомпјутер ИЛЛИАЦ ИВ који спонзорише АРПА на Универзитету Илиноис и Датацомпутер у Цомпутер Цорпоратион оф Америца у Кембриџу такође су пронашли удаљене клијенте преко АРПАНЕТ-а.

Али сви ови пројекти нису били ни близу потпуног коришћења мреже. У јесен 1971. године, са 15 хостова на мрежи, мрежа као целина је преносила у просеку 45 милиона битова по чвору, или 520 бпс преко мреже од 50 бпс изнајмљених линија од АТ&Т-а. Штавише, највећи део овог саобраћаја је био тест саобраћај, генерисан од стране центра за мерење мреже на УЦЛА. Осим ентузијазма неких раних корисника (као што је Стеве Цара, свакодневни корисник ПДП-000 на Универзитету Јута у Пало Алту), мало се тога догодило на АРПАНЕТ-у. Из модерне перспективе, можда најзанимљивији развој догађаја било је покретање дигиталне библиотеке пројекта Гутенберг у децембру 10. године, коју је организовао Мајкл Харт, студент Универзитета Илиноис.

Али убрзо је АРПАНЕТ од оптужби за пропадање спашен трећим протоколом апликације – ситницом која се зове е-пошта.

Шта још читати

• Јанет Аббате, Инвентинг тхе Интернет (1999)
• Кејти Хафнер и Метју Лајон, Где чаробњаци остају до касно: Порекло интернета (1996)

Извор: ввв.хабр.цом