Andra artiklar i serien:
- Reläets historia
- Elektroniska datorers historia
- Transistorns historia
- Internet historia
Under första hälften av 1970-talet flyttade datanätverkens ekologi bort från sin ursprungliga ARPANET-förfader och expanderade till flera olika dimensioner. ARPANET-användare upptäckte en ny applikation, e-post, som blev en stor aktivitet på nätverket. Entreprenörer släppte sina egna varianter av ARPANET för att tjäna kommersiella användare. Forskare runt om i världen, från Hawaii till Europa, har utvecklat nya typer av nätverk för att möta behov eller korrigera buggar som inte behandlas av ARPANET.
Nästan alla inblandade i denna process flyttade bort från ARPANETs ursprungliga syfte – att tillhandahålla delad datorkraft och programvara över ett brokigt spektrum av forskningscentra, var och en med sina egna dedikerade resurser. Datornätverk blev i första hand ett sätt att koppla samman människor med varandra eller med fjärrsystem som fungerade som en källa eller dumpning av läsbar information, till exempel med informationsdatabaser eller skrivare.
Licklider och Robert Taylor förutsåg denna möjlighet, även om detta inte var målet de försökte uppnå när de lanserade de första nätverksexperimenten. Deras artikel "The Computer as a Communication Device" från 1968 saknar energin och den tidlösa kvaliteten hos en profetisk milstolpe i datorernas historia som finns i Vannevar Bushs artiklar ""eller Turings "Computing Machinery and Intelligence". Den innehåller dock en profetisk passage angående strukturen av social interaktion som vävs av datorsystem. Licklider och Taylor beskrev en nära framtid där:
Du kommer inte att skicka brev eller telegram; du kommer helt enkelt att identifiera personerna vars filer behöver länkas till dina, och vilka delar av filerna de ska länkas till, och kanske bestämma brådskande faktor. Du kommer sällan att ringa telefonsamtal, du kommer att be nätverket att länka dina konsoler.
Nätverket kommer att tillhandahålla funktioner och tjänster som du kommer att prenumerera på och andra tjänster som du kommer att använda efter behov. Den första gruppen kommer att inkludera investerings- och skatterådgivning, urval av information från ditt verksamhetsområde, annonser om kultur-, sport- och underhållningsevenemang som matchar dina intressen, etc.
(Men deras artikel beskrev också hur arbetslösheten kommer att försvinna på planeten, eftersom alla människor så småningom kommer att bli programmerare som tjänar nätverkets behov och kommer att vara engagerade i interaktiv felsökning av program.)
Den första och viktigaste komponenten i denna datordrivna framtid, e-post, spred sig som ett virus över ARPANET på 1970-talet och började ta över världen.
E-postadress
För att förstå hur e-post utvecklades på ARPANET måste du först förstå den stora förändringen som tog över datorsystem i hela nätverket i början av 1970-talet. När ARPANET först skapades i mitten av 1960-talet hade hårdvaran och kontrollmjukvaran på varje plats praktiskt taget ingenting gemensamt. Många punkter koncentrerades på speciella engångssystem, till exempel Multics vid MIT, TX-2 vid Lincoln Laboratory, ILLIAC IV, byggt vid University of Illinois.
Men år 1973 hade landskapet med nätverksanslutna datorsystem fått avsevärd enhetlighet, tack vare Digital Equipment Corporations (DEC) vilda framgångar och dess penetration på den vetenskapliga datormarknaden (det var idén från Ken Olsen och Harlan Anderson, baserat på deras erfarenhet av TX-2 vid Lincoln Laboratory). DEC utvecklade stordatorn , som släpptes 1968, gav tillförlitlig tidsdelning för små organisationer genom att tillhandahålla en rad verktyg och programmeringsspråk inbyggda i det för att göra det enkelt att anpassa systemet för att passa specifika behov. Det är precis vad dåtidens vetenskapliga centra och forskningslaboratorier behövde.
Titta hur många PDP:er det finns!
BBN, som var ansvarig för att stödja ARPANET, gjorde detta kit ännu mer attraktivt genom att skapa operativsystemet Tenex, som lade till sökt virtuellt minne till PDP-10. Detta förenklade hanteringen och användningen av systemet avsevärt, eftersom det inte längre var nödvändigt att anpassa uppsättningen av program som körs till den tillgängliga mängden minne. BNN skickade Tenex gratis till andra ARPA-noder, och det blev snart det dominerande operativsystemet på nätverket.
Men vad har allt detta med e-post att göra? Användare av tidsdelningssystem var redan bekanta med elektroniska meddelanden, eftersom de flesta av dessa system försåg postlådor av något slag i slutet av 1960-talet. De tillhandahöll ett slags internpost, och brev kunde bara utbytas mellan användare av samma system. Den första som utnyttjade ett nätverk för att överföra post från en maskin till en annan var Ray Tomlinson, ingenjör på BBN och en av författarna till Tenex. Han hade redan skrivit ett program som heter SNDMSG för att skicka e-post till en annan användare på samma Tenex-system, och ett program som heter CPYNET för att skicka filer över nätverket. Allt han behövde göra var att använda sin fantasi lite, och han kunde se hur man kombinerade dessa två program för att skapa nätverkspost. I tidigare program krävdes endast användarnamnet för att identifiera mottagaren, så Tomlinson kom på idén att kombinera det lokala användarnamnet och namnet på värden (lokalt eller fjärranslutet), koppla dem med @-symbolen och få en e-postadress unik för hela nätverket (tidigare användes @-symbolen sällan, främst för prisindikationer: 4 kakor @ $2 vardera).
Ray Tomlinson under sina senare år, med sin signatur @-tecken i bakgrunden
Tomlinson började testa sitt nya program lokalt 1971, och 1972 inkluderades hans nätverksversion av SNDMSG i en ny Tenex-utgåva, vilket gjorde att Tenex-e-post kunde expandera bortom en enda nod och spridas över hela nätverket. Överflöd av maskiner som körde Tenex gav Tomlinsons hybridprogram omedelbar tillgång till de flesta ARPANET-användare, och mejlet blev en omedelbar succé. Ganska snabbt införlivade ARPA-ledare användningen av e-post i vardagen. Steven Lukasik, chef för ARPA, var en tidig adopterare, liksom Larry Roberts, fortfarande chef för byråns datavetenskapsavdelning. Denna vana gick oundvikligen vidare till deras underordnade, och snart blev e-post en av de grundläggande fakta om ARPANETs liv och kultur.
Tomlinsons e-postprogram skapade många olika imitationer och nya utvecklingar när användare letade efter sätt att förbättra dess rudimentära funktionalitet. Mycket av den tidiga innovationen fokuserade på att rätta till bristerna hos brevläsaren. När e-post flyttade utanför gränserna för en enda dator, började volymen av e-postmeddelanden som tas emot av aktiva användare växa i takt med nätverkets tillväxt, och den traditionella metoden för inkommande e-postmeddelanden som vanlig text var inte längre effektiv. Larry Roberts själv, oförmögen att hantera störtfloden av inkommande meddelanden, skrev sitt eget program för att arbeta med inkorgen som heter RD. Men i mitten av 1970-talet ledde MSG-programmet, skrivet av John Vittal från University of Southern California, med stor marginal i popularitet. Vi tar möjligheten att automatiskt fylla i namn- och mottagarfält för ett utgående meddelande baserat på det inkommande genom att klicka på en knapp. Det var dock Vitals MSG-program som först introducerade denna fantastiska möjlighet att "svara" ett brev 1975; och det ingick också i uppsättningen program för Tenex.
Mångfalden av sådana försök krävde införandet av standarder. Och detta var första, men inte sista gången som det nätverksanslutna datorsamhället var tvungen att utveckla standarder retroaktivt. Till skillnad från de grundläggande ARPANET-protokollen, innan några e-poststandarder dök upp, fanns det redan många variationer i naturen. Oundvikligen uppstod kontroverser och politisk spänning, centrerad kring de viktigaste dokumenten som beskriver e-poststandarden, RFC 680 och 720. Speciellt användare av icke-Tenex operativsystem blev irriterade över att antagandena som fanns i förslagen var knutna till Tenex-funktioner. Konflikten eskalerade aldrig för mycket – alla ARPANET-användare på 1970-talet var fortfarande en del av samma, relativt lilla forskarsamhälle, och meningsskiljaktigheterna var inte så stora. Detta var dock ett exempel på framtida strider.
E-postens oväntade framgång var den viktigaste händelsen i utvecklingen av nätverkets mjukvarulager på 1970-talet - det lager som mest abstraherades från nätverkets fysiska detaljer. Samtidigt bestämde sig andra för att omdefiniera det underliggande "kommunikationslagret" där bitar flödade från en maskin till en annan.
ALOHA
1968 anlände Norma Abramson till University of Hawaii från Kalifornien för att tillträda en kombinerad position som professor i elektroteknik och datavetenskap. Dess universitet hade ett huvudcampus på Oahu och ett satellitcampus i Hilo, samt flera community colleges och forskningscentra utspridda över öarna Oahu, Kauai, Maui och Hawaii. Mellan dem låg hundratals kilometer vatten och bergig terräng. Huvudcampuset hade en kraftfull IBM 360/65, men att beställa en hyrd linje från AT&T för att ansluta till en terminal vid en av community colleges var inte lika lätt som på fastlandet.
Abramson var expert på radarsystem och informationsteori, och arbetade vid en tidpunkt som ingenjör för Hughes Aircraft i Los Angeles. Och hans nya miljö, med alla dess fysiska problem förknippade med trådbunden dataöverföring, inspirerade Abramson att komma på en ny idé - tänk om radio var ett bättre sätt att koppla ihop datorer än telefonsystemet, som trots allt var designat för att bära röst snarare än data?
För att testa sin idé och skapa ett system han kallade ALOHAnet, fick Abramson finansiering från Bob Taylor från ARPA. I sin ursprungliga form var det inte alls ett datornätverk, utan ett medium för att kommunicera fjärrterminaler med ett enda tidsdelningssystem designat för en IBM-dator belägen på Oahu campus. Liksom ARPANET hade den en dedikerad minidator för att behandla paket som tas emot och skickas av 360/65-maskinen - Menehune, den hawaiianska motsvarigheten till IMP. ALOHAnet gjorde dock inte livet lika komplicerat som ARPANET genom att dirigera paket mellan olika punkter. Istället skickade varje terminal som ville skicka ett meddelande helt enkelt det direkt på en dedikerad frekvens.
Fullt utplacerad ALOHAnet i slutet av 1970-talet, med flera datorer i nätverket
Det traditionella tekniska sättet att hantera en sådan vanlig överföringsbandbredd var att skära den i sektioner med en uppdelning av sändningstid eller frekvenser, och allokera en sektion till varje terminal. Men för att bearbeta meddelanden från hundratals terminaler med detta schema skulle det vara nödvändigt att begränsa var och en av dem till en liten del av den tillgängliga bandbredden, trots att endast ett fåtal av dem faktiskt kunde vara i drift. Men istället beslutade Abramson att inte hindra terminalerna från att skicka meddelanden samtidigt. Om två eller flera meddelanden överlappade varandra upptäckte den centrala datorn detta genom felkorrigeringskoder och accepterade helt enkelt inte dessa paket. Efter att inte ha fått bekräftelse på att paketen tagits emot försökte avsändarna skicka dem igen efter att en slumpmässig tid hade gått. Abramson uppskattade att ett så enkelt operativt protokoll kunde stödja upp till flera hundra samtidigt arbetande terminaler, och på grund av många signalöverlappningar skulle 15 % av bandbredden utnyttjas. Men enligt hans beräkningar visade det sig att med en ökning av nätet skulle hela systemet hamna i kaos av buller.
Framtidens kontor
Abramsons "paketsändning"-koncept genererade inte mycket buzz till en början. Men så föddes hon på nytt - några år senare, och redan på fastlandet. Detta berodde på Xerox nya Palo Alto Research Center (PARC), som öppnade 1970 precis intill Stanford University, i ett område som nyligen hade fått smeknamnet "Silicon Valley". Vissa av Xerox xerografipatent var på väg att löpa ut, så företaget riskerade att bli fångat av sin egen framgång genom att vara ovillig eller oförmögen att anpassa sig till framväxten av datorer och integrerade kretsar. Jack Goldman, chef för Xerox forskningsavdelning, övertygade de stora cheferna om att det nya laboratoriet - skilt från huvudkontorets inflytande, i ett behagligt klimat, med bra löner - skulle attrahera den talang som behövs för att hålla företaget i framkant av utvecklingen av informationsarkitektur framtid.
PARC lyckades verkligen attrahera de bästa datavetenskapstalangerna, inte bara på grund av arbetsvillkoren och generösa löner, utan också på grund av närvaron av Robert Taylor, som startade ARPANET-projektet 1966 som chef för ARPAs IT-avdelning för informationsbehandling. , en eldig och ambitiös ung ingenjör och datavetare från Brooklyn, var en av dem som fördes till PARC genom kontakter med ARPA. Han började på labbet i juni 1972 efter att ha arbetat deltid som doktorand för ARPA, och uppfann ett gränssnitt för att ansluta MIT till nätverket. Efter att ha bosatt sig på PARC förblev han fortfarande en ARPANET-"förmedlare" - han reste runt i landet, hjälpte till att ansluta nya punkter till nätverket och förberedde sig också för ARPA-presentationen vid 1972 års internationella datorkommunikationskonferens.
Bland projekten som flöt runt PARC när Metcalfe kom var Taylors föreslagna plan att ansluta dussintals eller till och med hundratals små datorer till ett nätverk. År efter år föll kostnaden och storleken på datorer, i enlighet med en okuvlig vilja . Med blicken mot framtiden förutsåg ingenjörer på PARC att inom en inte alltför avlägsen framtid skulle varje kontorsanställd ha sin egen dator. Som en del av denna idé designade och byggde de persondatorn Alto, vars kopior delades ut till alla forskare i laboratoriet. Taylor, vars tro på användbarheten av datornätverket hade vuxit sig starkare under de senaste fem åren, ville också länka samman alla dessa datorer.
Alt. Själva datorn är placerad nedanför, i ett skåp i storleken som ett minikylskåp.
När han anlände till PARC, tog Metcalf på sig uppgiften att ansluta labbets PDP-10-klon till ARPANET, och fick snabbt ett rykte som en "nätverkare". Så när Taylor behövde ett nätverk från Alto vände sig hans assistenter till Metcalf. Liksom datorerna på ARPANET hade Alto-datorerna på PARC praktiskt taget ingenting att säga till varandra. Därför blev en intressant tillämpning av nätverket återigen uppgiften att kommunicera mellan människor - i det här fallet i form av lasertryckta ord och bilder.
Nyckelidén för laserskrivaren har inte sitt ursprung i PARC, utan på Eastern Shore, vid det ursprungliga Xerox-laboratoriet i Webster, New York. Den lokala fysikern Gary Starkweather bevisade att en koherent laserstråle kunde användas för att avaktivera den elektriska laddningen av en xerografisk trumma, precis som det spridda ljuset som användes vid fotokopiering fram till den punkten. Strålen kan, när den är korrekt modulerad, måla en bild av godtyckliga detaljer på trumman, som sedan kan överföras till papper (eftersom endast de oladdade delarna av trumman tar upp tonern). En sådan datorstyrd maskin skulle kunna producera vilken kombination av bilder och text som helst som en person kan tänka sig, snarare än att bara reproducera befintliga dokument, som en kopiator. Starkweathers vilda idéer fick dock inte stöd av hans kollegor eller hans överordnade på Webster, så han gick över till PARC 1971, där han mötte en mycket mer intresserad publik. Laserskrivarens förmåga att mata ut godtyckliga bilder punkt för punkt gjorde den till en idealisk partner för Alto-arbetsstationen, med sin pixelerade monokroma grafik. Med en laserskrivare kunde en halv miljon pixlar på användarens skärm skrivas ut direkt på papper med perfekt tydlighet.
Bitmap på Alto. Ingen hade någonsin sett något liknande på datorskärmar tidigare.
På ungefär ett år hade Starkweather, med hjälp av flera andra ingenjörer från PARC, eliminerat de största tekniska problemen, och byggt en fungerande prototyp av en laserskrivare på chassit till arbetshästen Xerox 7000. Den producerade sidor i samma hastighet - en sida per sekund – och med en upplösning på 500 punkter per tum. Den inbyggda teckengeneratorn i skrivaren skrev ut text i förinställda teckensnitt. Godtyckliga bilder (andra än de som kunde skapas från typsnitt) stöddes ännu inte, så nätverket behövde inte överföra 25 miljoner bitar per sekund till skrivaren. Men för att helt ockupera skrivaren skulle den ha krävt otrolig nätverksbandbredd för de tiderna - när 50 000 bitar per sekund var gränsen för ARPANETs kapacitet.
Andra generationens PARC laserskrivare, Dover (1976)
Alto Aloha nätverk
Så hur fyllde Metcalf det hastighetsgapet? Så vi återvände till ALOHAnet - det visade sig att Metcalf förstod paketsändning bättre än någon annan. Året innan, under sommaren, medan han var i Washington med Steve Crocker om ARPA-affärer, studerade Metcalfe förloppet från höstens allmänna datorkonferens och stötte på Abramsons arbete på ALOHAnet. Han insåg genast genialiteten i grundidén, och att dess genomförande inte var tillräckligt bra. Genom att göra några ändringar i algoritmen och dess antaganden – till exempel att få avsändare att lyssna först för att vänta på att kanalen rensas innan de försöker skicka meddelanden, och även exponentiellt öka återsändningsintervallet i händelse av en igensatt kanal – kunde han uppnå bandbredd användningsränder med 90 %, och inte med 15 %, vilket framgår av Abramsons beräkningar. Metcalfe tog lite ledigt för att resa till Hawaii, där han införlivade sina idéer om ALOHAnet i en reviderad version av sin doktorsavhandling efter att Harvard förkastade originalversionen i brist på teoretisk grund.
Metcalfe kallade först sin plan att introducera paketsändning till PARC för "ALTO ALOHA-nätverket". Sedan, i ett memo från maj 1973, döpte han om det till Ether Net, en referens till den lysande etern, en fysisk idé från XNUMX-talet om ett ämne som bär elektromagnetisk strålning. "Detta kommer att främja spridningen av nätverket," skrev han, "och vem vet vilka andra metoder för signalöverföring som kommer att vara bättre än kabel för ett sändningsnätverk; kanske kommer det att vara radiovågor, eller telefonledningar, eller ström, eller frekvensmultiplex kabel-TV, eller mikrovågor, eller kombinationer därav."
Skiss från Metcalfs memo från 1973
Med början i juni 1973 arbetade Metcalf med en annan PARC-ingenjör, David Boggs, för att översätta sitt teoretiska koncept för ett nytt höghastighetsnät till ett fungerande system. Istället för att sända signaler via luften som ALOHA, begränsade den radiospektrumet till koaxialkabel, vilket dramatiskt ökade kapaciteten jämfört med Menehunes begränsade radiofrekvensbandbredd. Själva överföringsmediet var helt passivt och krävde inga routrar för att dirigera meddelanden. Den var billig, kunde enkelt ansluta hundratals arbetsstationer – PARC-ingenjörer körde helt enkelt koaxialkabel genom byggnaden och lade till anslutningar efter behov – och kunde bära tre miljoner bitar per sekund.
Robert Metcalfe och David Boggs, 1980-talet, några år efter att Metcalfe grundade 3Com för att sälja Ethernet-teknik
Hösten 1974 var en komplett prototyp av framtidens kontor igång i Palo Alto - den första satsen Alto-datorer, med ritprogram, e-post och ordbehandlare, en prototypskrivare från Starkweather och ett Ethernet-nätverk till nätverk allt. Den centrala filservern, som lagrade data som inte fick plats på den lokala Alto-enheten, var den enda delade resursen. PARC erbjöd till en början Ethernet-kontrollern som ett valfritt tillbehör till Alto, men när systemet lanserades stod det klart att det var en nödvändig del; Det var en ständig ström av meddelanden som gick ner, många av dem kom ut från skrivaren – tekniska rapporter, PM eller vetenskapliga artiklar.
Samtidigt som Alto-utvecklingen försökte ett annat PARC-projekt driva idéer om resursdelning i en ny riktning. PARC Online Office System (POLOS), utvecklat och implementerat av Bill English och andra flyktingar från Doug Engelbarts Online System (NLS) projekt vid Stanford Research Institute, bestod av ett nätverk av Data General Nova mikrodatorer. Men istället för att dedikera varje enskild maskin till specifika användarbehov, överförde POLOS arbete mellan dem för att tjäna systemets intressen som helhet på det mest effektiva sättet. En maskin kunde generera bilder för användarskärmar, en annan kunde bearbeta ARPANET-trafik och en tredje kunde hantera ordbehandlare. Men komplexiteten och samordningskostnaderna för detta tillvägagångssätt visade sig vara överdrivna, och systemet kollapsade under sin egen tyngd.
Under tiden visade ingenting att Taylors känslomässiga avvisande av nätverksstrategin för resursdelning bättre än hans omfamning av Alto-projektet. Alan Kay, Butler Lampson och de andra Alto-författarna förde all datorkraft en användare kunde behöva till sin egen oberoende dator på sitt skrivbord, som han inte behövde dela med någon. Nätverkets funktion var inte att ge tillgång till en heterogen uppsättning datorresurser, utan att överföra meddelanden mellan dessa oberoende öar, eller lagra dem på någon avlägsen strand - för utskrift eller långtidsarkivering.
Även om både e-post och ALOHA utvecklades under ARPA:s överinseende, var tillkomsten av Ethernet ett av flera tecken på 1970-talet på att datornätverk hade blivit för stora och mångsidiga för att ett enda företag skulle kunna dominera området, en trend som vi kommer att spåra det i nästa artikel.
Vad mer att läsa
- Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
- James Pelty, The History of Computer Communications, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine (2001)
Källa: will.com