Internetets uppgång, del 1: exponentiell tillväxt

<< Före detta: Fragmenteringsåldern, del 4: anarkister

År 1990 John Quarterman, en konsult inom nätverksteknik och expert på UNIX, publicerade en omfattande översikt över tillståndet för datanätverk vid den tiden. I ett kort avsnitt som ägnades framtiden för datorsystem förutspådde han framväxten av ett enhetligt globalt nätverk för "e-post, konferenser, filöverföring, fjärrinloggning – precis som den världsomspännande telefonin och den globala posttjänsten existerar idag". Men han gav inte internet någon särskild betydelse. Han antog att detta globala nätverk "sannolikt kommer att administreras av statliga kommunikationstjänster", utom i USA, "där det kommer att skötas av regionala dotterbolag till Bell Operating Companies och långdistansoperatörer."

Syftet med denna artikel är att förklara hur internet, med sin plötsliga, explosiva exponentiella tillväxt, så brutalt motbevisade helt naturliga antaganden.

Överlämnandet av stafettpinnen

Det första kritiska händelsen som ledde till framväxten av det moderna internet inträffade i början av 1980-talet, när Defense Communication Agency (DCA) [nu DISA] beslutade att dela upp ARPANET i två delar. DCA tog kontrollen över nätet 1975. Vid den tiden var det klart att det för Information Processing Techniques Office (IPTO) ARPA – en organisation som sysslade med forskning kring teoretiska idéer – inte gav mening att delta i utvecklingen av ett nätverk som användes för något annat än forskning kring kommunikation, utan för vardaglig kommunikation. ARPA försökte utan framgång överlåta kontrollen över nätverket till det privata företaget AT&T. DCA, som ansvarade för militära kommunikationssystem, verkade vara det bästa andravalet.

Under de första åren av den nya situationen blomstrade ARPANET i ett tillstånd av välvillig likgiltighet. Men i början av 1980-talet behovde den åldrande kommunikationsinfrastrukturen inom försvarsdepartementet desperat en uppgradering. Projektet för den föreslagna ersättningen, AUTODIN II, som DCA valt Western Union som entreprenör för, verkade misslyckas. Då utsåg cheferna för DCA överste Heidi Hayden till ansvarig för att välja en alternativ lösning. Han föreslog att man skulle använda paketförmedlingsteknik som grund för det nya försvarsdataöverföringsnätet, en teknik som DCA redan hade tillgång till via ARPANET.

Men med överföring av militära data över ARPANET fanns det ett uppenbart problem – nätverket var fyllt med långhåriga akademiker, varav vissa aktivt motsatte sig datorsäkerhet eller sekretess – till exempel, Richard Stallman tillsammans med sina hackerkollegor från MIT:s artificiella intelligenslaboratorium. Hayden föreslog att dela nätverket i två delar. Han bestämde sig för att låta forskarna med finansiering från ARPA stanna på ARPANET, medan datorerna som arbetade för försvarsentreprenörer skulle avskiljas till ett nytt nätverk som kallades MILNET. Denna typ av mitos hade två viktiga konsekvenser. För det första blev separationen av den militära och icke-militära delen av nätverket det första steget mot att överföra internet till civilt och senare privat ägande. För det andra blev det ett bevis på livskraften hos den fruktbara internetteknologin – protokollen TCP/IP, som först uppfanns cirka fem år tidigare. DCA behövde se till att alla noder i ARPANET övergick från de gamla protokollen till stöd för TCP/IP innan början av 1983. Vid den tidpunkten använde få nätverk TCP/IP, men efteråt förenade denna process de två nätverken av proto-internet, vilket gjorde det möjligt för meddelandetrafik att vid behov koppla samman forsknings- och militära företag. För att säkerställa långsiktig hållbarhet för TCP/IP-protokollet inom militära nätverk grundade Hayden en fond på $20 miljoner för att stödja datortillverkare som skulle skriva programvara för att implementera TCP/IP i sina system.

Det första steget i den gradvisa överföringen av internet från militärt till civilt kontroll ger oss också en bra möjlighet att säga adjö till ARPA och IPTO. Dess finansiering och inflytande, som leddes av Joseph Carl Robnett Licklider, Ivan Sutherland och Robert Taylor, ledde direkt och indirekt till framväxten av alla tidiga utvecklingar inom interaktiva beräkningar och datanätverk. Men genom att skapa TCP/IP-standarden i mitten av 1970-talet spelade det en sista nyckelroll i datorernas historia.

Nästa viktiga dataprojekt som organiserades av DARPA var tävlingen för autonoma fordon 2004-2005. Det mest kända projektet innan detta var den strategiska datorinitiativet baserat på AI från 1980-talet, som kostade en miljard dollar och genererade flera användbara militärapplikationer, men som knappt påverkade det civila samhället.

Den avgörande katalysatorn i organisationens förlust av inflytande blev Vietnamkriget. De flesta forskare ansåg att de kämpade för en rättvis sak och försvarade demokratin, när forskningen under kalla kriget finansierades av militären. Men de som växte upp på 1950- och 1960-talen förlorade tron på militären och deras mål efter att de sistnämnda fastnade i Vietnams träsk. Bland de första var Taylor själv, som lämnade IPTO 1969 och tog med sig sina idéer och kontakter till Xerox PARC. Det demokratiskt ledda kongressen, oroade över det förödande inflytandet av militärfinansiering på grundforskningsprogram, antog ändringar som krävde att försvarspengar skulle spenderas enbart på militärforskning. ARPA speglade denna förändring i finansieringskulturen 1972 genom att byta namn till DARPA — Advanced Research Projects Agency för USA:s försvarsdepartement.

. Därför övergick stafettpinnen till den civila nationella vetenskapsfonden (NSF). Fram till 1980 med en budget på 20 miljoner dollar ansvarade NSF för finansieringen av ungefär hälften av de federala datavetenskapsprogrammen i USA. Och en stor del av dessa medel skulle snart riktas mot ett nytt nationellt datanätverk, NSFNET.

NSFNET

I början av 1980-talet besökte Larry Smarr, fysiker vid University of Illinois, Max Planck-institutet i München, där superdatorn "Cray" fanns, som europeiska forskare hade tillgång till. Frustrerad över bristen på liknande resurser för forskare i USA föreslog han att NSF skulle finansiera uppbyggnaden av flera superdatorcenter över hela landet. Organisationen svarade på Smarrs krav och andra forskares liknande klagomål genom att skapa ett avdelning för avancerad vetenskaplig datorbehandling 1984, vilket ledde till finansiering av fem liknande centra med en femårig budget på 42 miljoner dollar. De sträckte sig från Cornell University i nordost till San Diego i sydväst. Universitetet i Illinois, där Smarr arbetade, fick ett eget center, det nationella centret för superdatorapplikationer, NCSA.

Men kapaciteten hos dessa centra för att förbättra tillgången till datorkraft var begränsad. Användare som inte bodde nära något av de fem centra skulle ha svårt att använda deras datorer, vilket skulle kräva finansiering för forskningsresor på upp till en termin eller sommar. Därför beslutade NSF att bygga ett datanätverk. Historien upprepades - Taylor främjade skapandet av ARPANET i slutet av 1960-talet just för att ge forskarsamhället tillgång till kraftfulla datorkällor. NSF skulle tillhandahålla en backbone som sammankopplar nyckel-superdatorcenter, sträcker sig över hela kontinenten och sedan kopplar samman regionala nätverk, som ger andra universitet och forskningslaboratorier tillgång till dessa centra. NSF skulle utnyttja internetprotokoll som Hayden främjade, och överlåta ansvaret för att skapa lokala nätverk till de lokala forskarsamhällena.

Ursprungligen överlät NSF uppdraget att skapa och underhålla NCSA-nätverket från University of Illinois som en källa till det första förslaget att skapa ett nationellt superdatorprogram. NCSA å sin sida hyrde samma 56 kbit/s linjer som ARPANET använde sedan 1969 och lanserade nätverket 1986. Men dessa linjer fylldes snabbt med trafik (detaljer om denna process finns i David Mills arbete "Bärnätverket NSFNET). Historien om ARPANET upprepade sig – det blev snabbt uppenbart att nätverkets huvudsyfte inte skulle vara att ge forskare tillgång till datorkraft, utan att möjliggöra meddelandebyten mellan människor med tillgång till det. Man kan förlåta ARPANET:s skapare för att de inte visste att en sådan situation skulle kunna inträffa – men hur kunde samma misstag ske nästan tjugo år senare? En möjlig förklaring är att det är mycket lättare att rättfärdiga en sju-siffrig ansökan om datorkraft vars kostnad uppgår till åttasiffriga belopp, än att rättfärdiga utgifter av sådana belopp för till synes så oseriösa syften som att få möjlighet att skicka e-post. Det går inte att säga att NSF medvetet vilseledde någon. Men precis som det antropiska principen säger att universums fysiska konstant är som de är, eftersom annars skulle vi helt enkelt inte existera och inte kunna observera dem, skulle jag inte behöva skriva om ett statligt finansierat datanätverk om det inte fanns sådana, något fiktiva, rättfärdiganden för dess existens.

Genom att övertyga sig själv om att nätverket för sin egen skull hade minst lika stort värde som superdatorerna som rättfärdigade dess existens, vände sig NSF till extern hjälp för att uppgradera nätverkets ryggrad genom att installera T1-linjer (1,5 Mbit/s). T1-standarden utvecklades av AT&T under 1960-talet och var avsedd att hantera upp till 24 telefonsamtal, var och ett kodad i en digital ström av 64 kbit/s.

Kontraktet tilldelades Merit Network, Inc. i partnerskap med MCI och IBM, och under de första fem åren fick de ett bidrag på 58 miljoner dollar från NSF för att bygga och stödja nätverket. MCI tillhandahöll kommunikationsinfrastruktur, IBM – datorkraft och mjukvara för routrarna. Den ideella organisationen Merit, som drev det datanätverk som kopplade samman campus vid University of Michigan, tog med sig erfarenhet av att stödja forskningsdatanätverk, och tillförde hela partnerskapet en akademisk anda, vilket gjorde det lättare för NSF och forskare som använde NSFNET att ta det till sig. Trots detta var övergången av driftsansvaret från NCSA till Merit ett tydligt första steg mot privatisering.

Till en början stod MERIT för Michigan Educational Research Information Triad [michigans utbildningsforskningsinformationstriad]. Delstaten Michigan bidrog med 5 miljoner dollar för att hjälpa det lokala nätverket på T1 att växa.

Genom Merit-nätverket flödade trafik från över tio regionala nätverk, allt från den nyorkerska forsknings- och utbildningsnätverket NYSERNet, kopplad i Ithaca med Cornell University, till det kaliforniska federala forsknings- och utbildningsnätverket CERFNet, kopplad i San Diego. Varje av dessa regionala nätverk kopplade samman ett otal lokala campusnät, eftersom hundratals maskiner som drevs av Unix arbetade i högskolornas laboratorier och lektorers kontor. Ett sådant federalt nät av nätverk blev källan till moderna internet. ARPANET kopplade endast samman forskare inom datavetenskap med god finansiering, verksamma vid elitforskninginstitut. Men 1990 kunde nästan varje universitetsstudent eller lärare redan gå online. Genom att skicka paket från nod till nod – via det lokala Ethernet, vidare i det regionala nätverket och sedan över stora avstånd med ljusets hastighet längs NSFNET – kunde de utbyta e-mail eller artigt diskutera på Usenet med kolleger från andra delar av landet.

När NSFNET blev tillgängligt för långt fler vetenskapliga organisationer än ARPANET, avvecklade DCA det föråldrade nätverket 1990 och helt avlägsnade försvarsdepartementet från utvecklingen av civila nätverk.

Lyft

Under hela denna period växte antalet datorer som var anslutna till NSFNET och relaterade nätverk – som vi nu kan kalla internet – varje år med ungefär dubbelt så mycket. 28 000 i december 1987, 56 000 i oktober 1988, 159 000 i oktober 1989, och så vidare. Denna trend fortsatte fram till mitten av 1990-talet, och sedan avtog tillväxten lite. Hur kunde, intressant nog, Quarterman ha missat att internet var ämnat att styra världen? Om den senaste pandemin har lärt oss något, så är det att det är mycket svårt för människor att föreställa sig exponentiell tillväxt, eftersom det inte överensstämmer med något vi stöter på i vårt dagliga liv.

Självklart fanns namnet och konceptet för internet innan NSFNET. Internetprotokollet uppfanns 1974, och det fanns nätverk som kommunicerade via IP redan före NSFNET. Vi har redan nämnt ARPANET och MILNET. Men jag har inte kunnat hitta några omnämnanden av "internet" – ett stort, globalt nätverk av nätverk – före tre-nivå NSFNETs uppkomst.

Antalet nätverk inom internet växte med en liknande hastighet – från 170 i juli 1988 till 3500 hösten 1991. Eftersom det vetenskapliga samfundet inte känner några gränser, låg många av dem utomlands, med förbindelser till Frankrike och Kanada som etablerades redan 1988. Till 1995 kunde man nå internet från nästan 100 länder, från Algeriet till Vietnam. Och även om det är mycket enklare att räkna maskiner och nätverk än verkliga användare, uppskattas det att det i slutet av 1994 fanns mellan 10 och 20 miljoner användare. Utan detaljerade uppgifter om vem, varför och när som använde internet är det ganska svårt att argumentera för en viss historisk förklaring till denna otroliga tillväxt. En liten samling berättelser och anekdoter kan knappast förklara hur 350 000 datorer kopplades till internet mellan januari 1991 och januari 1992, och att detta antal ökade med 600 000 under det följande året och ytterligare 1,1 miljon året därpå.

Men jag vågar mig på att beträda detta osäkra epistemiska område och hävda att de tre överlappande vågorna av användare som ansvarade för den explosiva tillväxten av internet, var och en med sina skäl att ansluta sig, orsakades av en obarmhärtig logik av Metcalfes lag, som säger att värdet (och därmed attraktionen) av ett nätverk ökar som kvadraten av antalet deltagare.

Först kom forskarna. NSF spred avsiktligt beräkningar till så många universitet som möjligt. Efter detta ville varje forskare gå med i projektet eftersom alla andra redan var där. Om du inte fick e-post, om du missade de senaste diskussionerna på Usenet, riskerade du att missa tillkännagivandet av en viktig konferens, chansen att hitta en mentor, att inte lägga märke till banbrytande forskning innan publiceringen och så vidare. Känslan av tvång att delta i vetenskapliga diskussioner online fick universiteten att snabbt ansluta till regionala nätverk som kunde koppla dem till NSFNET:s ryggrad. Till exempel hade NEARNET, som täckte sex stater i New England, vid början av 1990-talet mer än 200 deltagare.

Samtidigt började tillgången att sprida sig från lärare och doktorander till ett mycket större samhälle av studenter. 1993 hade ungefär 70% av förstaårs studenterna på Harvard skaffat sig e-postadresser. Vid den här tiden hade internet nått alla hörn av Harvard och dess relaterade institutioner. Universitetet gjorde betydande investeringar för att installera Ethernet inte bara i varje byggnad på campus utan också i alla studentboenden. Det var nog inte långt kvar tills någon student första gången kom hem efter en vild natt, föll ner i stolen och mödosamt skrev ett e-postmeddelande som hen ångrade nästa morgon – vare sig det var en kärleksbekännelse eller en rasande tirad mot en fiende.

På nästa våg, runt 1990, började kommersiella användare att dyka upp. Det året registrerades 1151 .com-domäner. De första kommersiella aktörerna var forskningsavdelningar inom teknikföretag (Bell Labs, Xerox, IBM etc.). De använde i grunden nätverket för vetenskapliga ändamål. Affärskommunikationen för deras ledare skedde via andra nätverk. Men 1994 fanns det redan mer än 60 000 namn i .com-domenet, och att tjäna pengar på internet började på allvar.

I slutet av 1980-talet började datorer bli en del av den dagliga arbets- och hemmalivet för medborgarna i USA, och vikten av digital närvaro för varje seriöst företag blev uppenbar. E-post erbjöd ett sätt att enkelt och extremt snabbt utbyta meddelanden med kollegor, kunder och leverantörer. E-postlistor och Usenet erbjöd både nya sätt att hålla sig informerad i det professionella samfundet och nya former av mycket billig reklam för en bred användarbas. Genom internet kunde man få tillgång till ett stort utbud av gratis databaser – juridiska, medicinska, finansiella och politiska. Nyutexaminerade studenter som bodde i uppkopplade studenthem blev förälskade i internet precis som deras arbetsgivare. Det erbjöd tillgång till en mycket större användarbas än något av de enskilda kommersiella tjänsterna (och här är återigen Metcalfes lag). Efter att ha betalat för ett månadsabonnemang på internet kunde nästan allt annat fås gratis, till skillnad från den betydande kostnaden för att betala per använd timme eller för skickade meddelanden, som CompuServe och liknande tjänster begärde. Bland de tidiga aktörerna på internetmarknaden fanns företag som skickade programvaror via post - till exempel The Corner Store från Litchfield, Connecticut, som annonserade i Usenet-grupper, och The Online Bookstore, en e-bokhandel grundad av en tidigare redaktör på Little, Brown and Company, som låg mer än tio år före Kindle.

Och så kom den tredje vågen av tillväxt, vilket medförde vanliga konsumenter som började gå online i stora mängder i mitten av 1990-talet. Vid den här tiden hade Metcalfes lag redan kommit att fungera på högsta nivå. Allt oftare betydde "att vara online" "att vara på internet". Konsumenterna hade inte råd att dra hem dedikerade T1-linjer, så de gick nästan alltid online via uppringd modem. Vi har redan stött på en del av denna historia, när kommersiella BBS gradvis förvandlades till internetleverantörer. Denna förändring gynnade både användarna (vars digitala bassäng plötsligt växte till ett hav) och själva BBS, som gick över till att bli en mycket enklare verksamhet som förmedlare mellan telefonsystemet och "utgången till motorvägen" med internettjänster av T1 kapacitet, utan att behöva stödja egna tjänster.

Större onlinetjänster utvecklades enligt samma mönster. År 1993 erbjöd alla nationella tjänster i USA — Prodigy, CompuServe, GEnie och det unga företaget America Online (AOL) – användare, totalt 3,5 miljoner, möjligheten att skicka e-post till internetadresser. Endast den efterblivna Delphi (med 100 000 prenumeranter) erbjöd full tillgång till internet. Men under de följande åren övervann värdet av tillgången till internet, som fortsatt att växa i exponentiell fart, snabbt värdet av tillgången till egna forum, spel, butiker och annat innehåll från de kommersiella tjänsterna. 1996 blev ett avgörande år – i oktober använde 73% av användarna som gick online WWW, jämfört med 21% året innan. En ny term, "portal", myntades som beskrev de rudimentära resterna av tjänster som tillhandahölls av AOL, Prodigy och andra företag, som människor betalade pengar för bara för att få tillgång till internet.

Den hemliga ingrediensen

Så vi har ungefär bekantat oss med hur internet växte så explosivt, men vi har inte tillräckligt förstått varför. Varför blev det så dominerande trots det stora utbudet av många andra tjänster som försökte växa under den föregående eran av fragmentering?

Självklart spelade statliga subventioner en roll. Förutom finansieringen av stora kommunikationslinjer, när NSF bestämde sig för att satsa på utvecklingen av nätverket oavsett sitt program för superdatorer, var de generösa. Programledarna för NSFNET, Steve Wolf och Jane Kaveness, beslutade att bygga inte bara ett nätverk av superdatorer, utan en ny informationsinfrastruktur för amerikanska högskolor och universitet. Därför inrättade de programmet Connections ["kopplingar"], som tog på sig en del av kostnaderna för att ansluta universiteten till nätverket i utbyte mot att de skulle ge så många som möjligt tillgång till nätverket på sina campus. Detta påskyndade spridningen av internet både direkt och indirekt. Indirekt - eftersom många av de regionala näten födde kommersiella företag som använde samma infrastruktur, byggd på subventioner, för att sälja internetåtkomst till kommersiella organisationer.

Men Minitel fick också subventioner. Men framför allt skilde sig internet genom sin flerskiktade, decentraliserade struktur och inneboende flexibilitet. IP möjliggjorde för nätverk med helt olika fysiska egenskaper att fungera med samma adresseringssystem, medan TCP säkerställde att paketen nådde mottagaren. Och det var allt. Enkelheten i det grundläggande nätverkskonceptet möjliggjorde att man kunde bygga nästan vilka applikationer som helst ovanpå det. Viktigt är att varje användare kunde bidra med ny funktionalitet om de kunde övertyga andra att använda deras program. Till exempel var filöverföring via FTP ett av de mest populära sätten att använda internet under de tidiga åren, men det var nästan omöjligt att hitta servrar som erbjöd de filer man var intresserad av, förutom genom mun-till-mun. Därför skapade företagsamma användare olika protokoll för att katalogisera och lista FTP-servrar – som Gopher, Archie och Veronica.

Teoretiskt hade nätverksmodellen OSI samma flexibilitet och även officiellt stöd från internationella organisationer och telekommunikationsjättar som en standard för nätverkskommunikation. Men i praktiken var TCP/IP dominerande, och dess avgörande fördel blev koden som först fungerade på tusentals och sedan miljontals maskiner.

Överföringen av applikationsstyrning till de yttersta delarna av nätet har lett till ytterligare viktiga konsekvenser. Detta innebar att stora organisationer, som var vana vid att hantera sitt eget verksamhetsområde, kunde känna sig bekväma. Organisationer kunde konfigurera sina egna e-postservrar och skicka och ta emot e-post utan att allt deras innehåll lagrades på någon annans dator. De kunde registrera egna domännamn, sätta upp egna webbplatser med offentlig åtkomst, men behålla fullständig kontroll över dem.

Naturligtvis var det mest framträdande exemplet på en mångfacetterad struktur och decentralisering världsv Web. Två decennier av system från tidsdelade datorer på 1960-talet till tjänster som CompuServe och Minitel kretsade kring ett litet urval av grundläggande informationsutbyten – e-post, forum och chatt. Webben blev något helt nytt. De tidiga åren av webben, då den helt bestod av unika, handgjorda sidor, liknade ingenting av dagens tillstånd. Men hoppet från länk till länk hade redan då en märklig dragkraft och gav företag möjlighet att erbjuda extremt billig reklam och kundsupport. Ingen av internetarkitekterna planerade framväxten av webben. Den blev en produkt av kreativiteten hos Tim Berners-Lee, en brittisk ingenjör vid den europeiska organisationen för kärnforskning (CERN), som skapade den 1990 med syftet att enkelt sprida information mellan forskare vid laboratoriet. Men den fungerade utan problem på grunden av TCP/IP och använde det domännamnssystem som skapades för andra ändamål för de spridda URL:erna. Alla med internetåtkomst kunde skapa en webbplats, och vid mitten av 90-talet verkade det som om alla hade gjort det – kommunfullmäktige, lokala tidningar, småföretag och entusiaster av alla slag.

Privatisering

I denna berättelse om internets tillväxt lämnade jag ut flera viktiga händelser, och kanske har du några frågor kvar. Till exempel, hur fick företag och konsumenter tillgång till internet, som ursprungligen var koncentrerat kring NSFNET – ett nätverk som finansierades av den amerikanska regeringen och som tycktes vara avsett för att betjäna forskarsamhället? För att besvara denna fråga kommer vi i nästa artikel att återvända till några viktiga händelser som jag hittills har utelämnat; händelser som gradvis, men ofrånkomligt förvandlade den statliga vetenskapliga internet till ett privat och kommersiellt nätverk.

Vad mer att läsa

• Janet Abatte, Att uppfinna internet (1999)
• Karen D. Fraser “NSFNET: Ett partnerskap för högpresterande nätverk, Slutrapport” (1996)
• John S. Quarterman, Matrisen (1990)
• Peter H. Salus, Att kasta nätet (1995)

Källa: habr.com