Mchoro wa mtandao wa kompyuta wa ARPA wa Juni 1967. Mduara tupu ni kompyuta yenye ufikiaji wa pamoja, duara na mstari ni terminal kwa mtumiaji mmoja.
Nakala zingine katika safu:
- Historia ya relay
- Historia ya kompyuta za elektroniki
- Historia ya transistor
- Historia ya mtandao
Kufikia mwisho wa 1966 kwa pesa za ARPA, alizindua mradi wa kuunganisha kompyuta nyingi kwenye mfumo mmoja, akiongozwa na wazo "Β» .
Taylor alihamisha jukumu la utekelezaji wa mradi katika mikono yenye uwezo . Katika mwaka uliofuata, Roberts alifanya maamuzi kadhaa muhimu ambayo yangejirudia katika usanifu wa kiufundi na utamaduni wa ARPANET na warithi wake, katika baadhi ya matukio kwa miongo kadhaa ijayo. Uamuzi wa kwanza kwa umuhimu, ingawa hauko katika mpangilio, ulikuwa uamuzi wa utaratibu wa kuelekeza ujumbe kutoka kwa kompyuta moja hadi nyingine.
tatizo
Ikiwa kompyuta A inataka kutuma ujumbe kwa kompyuta B, ujumbe huo unawezaje kupata njia yake kutoka kwa mmoja hadi mwingine? Kwa nadharia, unaweza kuruhusu kila nodi kwenye mtandao wa mawasiliano kuwasiliana na kila nodi nyingine kwa kuunganisha kila nodi kwa kila nodi na nyaya za kimwili. Ili kuwasiliana na B, kompyuta A itatuma tu ujumbe kando ya kebo inayotoka inayounganisha na B. Mtandao kama huo unaitwa mtandao wa matundu. Walakini, kwa saizi yoyote muhimu ya mtandao, mbinu hii haraka inakuwa isiyowezekana kwani idadi ya viunganisho huongezeka kadiri mraba wa idadi ya nodi (kama (n2 - n)/2 kuwa sahihi).
Kwa hiyo, njia fulani ya kujenga njia ya ujumbe inahitajika, ambayo, baada ya kuwasili kwa ujumbe kwenye nodi ya kati, ingeituma zaidi kwa lengo. Mwanzoni mwa miaka ya 1960, kulikuwa na mbinu mbili za msingi za kutatua tatizo hili. Ya kwanza ni njia ya kuhifadhi-na-mbele ya kubadilisha ujumbe. Mbinu hii ilitumiwa na mfumo wa telegraph. Ujumbe ulipofika kwenye nodi ya kati, ulihifadhiwa hapo kwa muda (kawaida kwa namna ya mkanda wa karatasi) hadi uweze kupitishwa zaidi kwa lengo, au kwa kituo kingine cha kati kilicho karibu na lengo.
Kisha simu ikaja na mbinu mpya ikahitajika. Kucheleweshwa kwa dakika kadhaa baada ya kila tamko lililotolewa kwa simu, ambayo ilibidi ifafanuliwe na kupitishwa hadi inakoenda, ingetoa hisia ya mazungumzo na mpatanishi aliyeko kwenye Mirihi. Badala yake, simu ilitumia ubadilishaji wa mzunguko. Mpiga simu alianza kila simu kwa kutuma ujumbe maalum kuashiria ni nani anataka kumpigia. Kwanza walifanya hivyo kwa kuzungumza na operator, na kisha kupiga nambari, ambayo ilichakatwa na vifaa vya moja kwa moja kwenye ubao wa kubadili. Opereta au kifaa kilianzisha muunganisho maalum wa umeme kati ya mpigaji simu na mhusika aliyeitwa. Katika kesi ya simu za umbali mrefu, hii inaweza kuhitaji marudio kadhaa kuunganisha simu kupitia swichi nyingi. Mara tu uunganisho ulipoanzishwa, mazungumzo yenyewe yanaweza kuanza, na uunganisho ulibakia mpaka mmoja wa wahusika akaingilia kati kwa kunyongwa.
Mawasiliano ya Digital, ambayo iliamua kutumia katika ARPANET kuunganisha kompyuta zinazofanya kazi kulingana na mpango huo , alitumia vipengele vya telegrafu na simu. Kwa upande mmoja, ujumbe wa data ulipitishwa katika pakiti tofauti, kama kwenye telegraph, badala ya kama mazungumzo ya kuendelea kwenye simu. Hata hivyo, ujumbe huu unaweza kuwa wa ukubwa tofauti kwa madhumuni tofauti, kutoka kwa amri za console za wahusika kadhaa kwa urefu, hadi faili kubwa za data zinazohamishwa kutoka kwa kompyuta moja hadi nyingine. Ikiwa faili zilichelewa kupitishwa, hakuna aliyelalamika kuihusu. Lakini mwingiliano wa mbali ulihitaji jibu la haraka, kama simu.
Tofauti moja muhimu kati ya mitandao ya data ya kompyuta kwa upande mmoja, na simu na telegraph kwa upande mwingine, ilikuwa unyeti wa makosa katika data iliyochakatwa na mashine. Mabadiliko au upotezaji wakati wa kupitisha mhusika mmoja kwenye telegramu, au kutoweka kwa sehemu ya neno kwenye mazungumzo ya simu hakuwezi kuharibu sana mawasiliano ya watu wawili. Lakini ikiwa kelele kwenye mstari ilibadilisha kidogo kutoka 0 hadi 1 kwa amri iliyotumwa kwa kompyuta ya mbali, inaweza kubadilisha kabisa maana ya amri. Kwa hivyo, kila ujumbe ulipaswa kuangaliwa kwa makosa na kutuma tena ikiwa yoyote yalipatikana. Marudio kama haya yangekuwa ghali sana kwa ujumbe mkubwa na yana uwezekano mkubwa wa kusababisha makosa kwa sababu yalichukua muda mrefu kutumwa.
Suluhisho la tatizo hili lilikuja kupitia matukio mawili huru yaliyotokea mwaka wa 1960, lakini lile lililokuja baadaye liligunduliwa kwanza na Larry Roberts na ARPA.
Mkutano
Mnamo mwaka wa 1967, Roberts alifika Gatlinburg, Tennessee, kutoka nje ya vilele vya misitu vya Milima ya Moshi Mkuu, ili kutoa hati inayoelezea mipango ya mtandao ya ARPA. Alikuwa akifanya kazi katika Ofisi ya Teknolojia ya Uchakataji wa Habari (IPTO) kwa karibu mwaka mmoja, lakini maelezo mengi ya mradi wa mtandao bado hayakuwa wazi sana, ikiwa ni pamoja na suluhisho la tatizo la uelekezaji. Mbali na marejeleo yasiyoeleweka ya vitalu na ukubwa wake, rejeleo pekee la hilo katika kazi ya Roberts lilikuwa ni maelezo mafupi na ya kukwepa mwishoni kabisa: βInaonekana ni muhimu kudumisha njia ya mawasiliano inayotumika mara kwa mara ili kupata majibu katika sehemu ya kumi hadi moja. mara ya pili inahitajika kwa operesheni ya mwingiliano. Hii ni ghali sana katika suala la rasilimali za mtandao, na isipokuwa tunaweza kupiga simu haraka, kubadilisha ujumbe na umakini itakuwa muhimu sana kwa washiriki wa mtandao. Kwa wazi, kufikia wakati huo, Roberts alikuwa bado hajaamua kuacha mbinu aliyokuwa ametumia na Tom Marrill mwaka wa 1965, yaani, kuunganisha kompyuta kupitia mtandao wa simu uliowashwa kwa kutumia kiotomatiki.
Kwa bahati mbaya, mtu mwingine alikuwepo kwenye kongamano hilo hilo akiwa na wazo bora zaidi la kutatua tatizo la uelekezaji katika mitandao ya data. Roger Scantlebury alivuka Atlantiki, akifika kutoka Maabara ya Kitaifa ya Kitaifa ya Uingereza (NPL) na ripoti. Scantlebury alimchukua Roberts kando baada ya ripoti yake na kumwambia juu ya wazo lake. . Teknolojia hii ilitengenezwa na bosi wake wa NPL, Donald Davis. Nchini Marekani, mafanikio na historia ya Davis haijulikani, ingawa katika msimu wa 1967 kundi la Davis katika NPL lilikuwa angalau mwaka mmoja mbele ya ARPA na mawazo yake.
Davis, kama waanzilishi wengi wa mapema wa kompyuta ya kielektroniki, alikuwa mwanafizikia kwa mafunzo. Alihitimu kutoka Chuo cha Imperial London mnamo 1943 akiwa na umri wa miaka 19 na mara moja aliajiriwa katika mpango wa siri wa silaha za nyuklia uliopewa jina. . Huko alisimamia timu ya vikokotoo vya wanadamu ambao walitumia vikokotoo vya mitambo na umeme ili kutoa suluhisho la nambari kwa shida zinazohusiana na muunganisho wa nyuklia (msimamizi wake alikuwa. , mwanafizikia wa kigeni wa Ujerumani ambaye wakati huo alikuwa ameanza kuhamisha siri za silaha za nyuklia kwa USSR). Baada ya vita, alisikia kutoka kwa mtaalamu wa hisabati John Womersley kuhusu mradi aliokuwa akiongoza katika NPL - ilikuwa ni uundaji wa kompyuta ya kielektroniki ambayo ilitakiwa kufanya hesabu sawa kwa kasi ya juu zaidi. inayoitwa ACE, "injini ya kompyuta otomatiki".
Davis alikurupuka kwa wazo hilo na akasaini na NPL haraka iwezekanavyo. Baada ya kuchangia katika usanifu na ujenzi wa kina wa kompyuta ya ACE, alibaki akihusika sana katika uwanja wa kompyuta kama kiongozi wa utafiti katika NPL. Mnamo mwaka wa 1965 alikuwa Marekani kwa ajili ya mkutano wa kitaaluma kuhusiana na kazi yake na alitumia fursa hiyo kutembelea tovuti kadhaa kubwa za kompyuta za kugawana wakati ili kuona ugomvi wote ulikuwa nini. Katika mazingira ya kompyuta ya Uingereza, kushiriki wakati katika maana ya Marekani ya kushiriki maingiliano ya kompyuta na watumiaji wengi haikujulikana. Badala yake, kugawana muda kulimaanisha kusambaza mzigo wa kazi wa kompyuta kati ya programu kadhaa za usindikaji wa bechi (ili, kwa mfano, programu moja ifanye kazi huku nyingine ikiwa na shughuli nyingi za kusoma kanda). Kisha chaguo hili litaitwa multiprogramming.
Matangazo ya Davis yalimpeleka kwenye Mradi wa MAC huko MIT, Mradi wa JOSS katika Shirika la RAND huko California, na Mfumo wa Kushiriki wa Wakati wa Dartmouth huko New Hampshire. Wakiwa njiani kuelekea nyumbani, mmoja wa wafanyakazi wenzake alipendekeza kufanya warsha ya kushiriki ili kuelimisha jumuiya ya Uingereza kuhusu teknolojia mpya walizojifunza huko Marekani. Davis alikubali, na akakaribisha takwimu nyingi zinazoongoza katika uwanja wa kompyuta wa Amerika, pamoja na (muundaji wa "Mfumo wa Kushiriki Wakati Unaoingiliana" huko MIT) na Larry Roberts mwenyewe.
Wakati wa semina (au labda mara baada ya), Davis alivutiwa na wazo kwamba falsafa ya kugawana wakati inaweza kutumika kwa mistari ya mawasiliano ya kompyuta, sio tu kwa kompyuta zenyewe. Kompyuta zinazoshiriki wakati humpa kila mtumiaji sehemu ndogo ya muda wa CPU na kisha kubadili hadi mwingine, na hivyo kumpa kila mtumiaji udanganyifu wa kuwa na kompyuta yake inayoingiliana. Vile vile, kwa kukata kila ujumbe katika vipande vya ukubwa wa kawaida, ambavyo Davis aliviita "pakiti," njia moja ya mawasiliano inaweza kushirikiwa kati ya kompyuta nyingi au watumiaji wa kompyuta moja. Zaidi ya hayo, ingesuluhisha vipengele vyote vya uwasilishaji wa data ambavyo swichi za simu na telegraph hazikufaa. Mtumiaji anayetumia terminal wasilianifu kutuma amri fupi na kupokea majibu mafupi hatazuiwa na uhamishaji mkubwa wa faili kwa sababu uhamishaji utagawanywa katika pakiti nyingi. Uharibifu wowote katika jumbe kubwa kama hizo utaathiri pakiti moja, ambayo inaweza kutumwa tena kwa urahisi ili kukamilisha ujumbe.
Davis alielezea mawazo yake katika karatasi ambayo haijachapishwa ya 1966, "Pendekezo la Mtandao wa Mawasiliano ya Dijiti." Wakati huo, mitandao ya simu ya juu zaidi ilikuwa karibu na swichi za kompyuta, na Davis alipendekeza kupachika pakiti kubadili kwenye mtandao wa simu wa kizazi kijacho, na kuunda mtandao mmoja wa mawasiliano wa broadband wenye uwezo wa kutumikia maombi mbalimbali, kutoka kwa simu rahisi hadi kijijini. upatikanaji wa kompyuta. Kufikia wakati huo, Davis alikuwa amepandishwa cheo na kuwa meneja wa NPL na kuunda kikundi cha mawasiliano ya kidijitali chini ya Scantlebury ili kutekeleza mradi wake na kuunda onyesho linalofanya kazi.
Katika mwaka uliotangulia mkutano wa Gatlinburg, timu ya Scantlebury ilishughulikia maelezo yote ya kuunda mtandao unaobadilisha pakiti. Kushindwa kwa nodi moja kunaweza kuepukika kwa uelekezaji badilifu ambao unaweza kushughulikia njia nyingi kuelekea lengwa, na hitilafu ya pakiti moja inaweza kushughulikiwa kwa kuituma tena. Uigaji na uchanganuzi ulisema kwamba saizi bora ya pakiti itakuwa ka 1000 - ikiwa utaifanya kuwa ndogo zaidi, basi matumizi ya bandwidth ya mistari ya metadata kwenye kichwa itakuwa nyingi sana, zaidi - na wakati wa majibu kwa watumiaji wanaoingiliana utaongezeka. mara nyingi sana kwa sababu ya ujumbe mkubwa.
Kazi ya Scantlebury ilijumuisha maelezo kama vile umbizo la kifurushi...
...na uchanganuzi wa athari za saizi za pakiti kwenye muda wa kusubiri wa mtandao.
Wakati huo huo, utafutaji wa Davis na Scantlebury ulisababisha ugunduzi wa karatasi za kina za utafiti zilizofanywa na Mmarekani mwingine ambaye alikuja na wazo kama hilo miaka kadhaa kabla yao. Lakini wakati huo huo , mhandisi wa umeme katika Shirika la RAND, hakuwa amefikiria hata kidogo kuhusu mahitaji ya watumiaji wa kompyuta wanaogawana wakati. RAND ilikuwa kitengo cha wasomi kilichofadhiliwa na Idara ya Ulinzi huko Santa Monica, California, iliyoundwa baada ya Vita vya Kidunia vya pili ili kutoa mipango ya muda mrefu na uchambuzi wa shida za kimkakati kwa jeshi. Lengo la Baran lilikuwa kuchelewesha vita vya nyuklia kwa kuunda mtandao wa mawasiliano wa kijeshi unaotegemewa na wenye uwezo wa kunusurika hata shambulio kubwa la nyuklia. Mtandao kama huo ungefanya mgomo wa mapema wa USSR usiwe wa kuvutia, kwani itakuwa ngumu sana kuharibu uwezo wa Merika wa kupiga alama nyingi nyeti kujibu. Ili kufanya hivyo, Baran alipendekeza mfumo ambao ulivunja ujumbe katika kile alichokiita vizuizi vya ujumbe ambavyo vinaweza kusambazwa kivyake kwenye mtandao wa nodi zisizohitajika na kisha kukusanywa pamoja kwenye sehemu ya mwisho.
ARPA ilikuwa na ufikiaji wa ripoti nyingi za Baran za RAND, lakini kwa kuwa hazikuhusiana na kompyuta zinazoingiliana, umuhimu wao kwa ARPANET haukuwa dhahiri. Roberts na Taylor, inaonekana, hawakuwahi kuwaona. Badala yake, kama matokeo ya mkutano mmoja wa bahati nasibu, Scantlebury ilikabidhi kila kitu kwa Roberts kwenye sinia ya fedha: utaratibu wa kubadili ulioundwa vizuri, utumiaji wa tatizo la kuunda mitandao ya kompyuta inayoingiliana, nyenzo za marejeleo kutoka kwa RAND, na hata jina "kifurushi." Kazi ya NPL pia ilimshawishi Roberts kuwa kasi ya juu ingehitajika kutoa uwezo mzuri, kwa hivyo akaboresha mipango yake hadi viungo vya 50 Kbps. Ili kuunda ARPANET, sehemu ya msingi ya shida ya uelekezaji ilitatuliwa.
Kweli, kuna toleo jingine la asili ya wazo la kubadili pakiti. Baadaye Roberts alidai kuwa tayari alikuwa na mawazo sawa kichwani mwake, kutokana na kazi ya mwenzake, Len Kleinrock, ambaye inadaiwa alielezea dhana hiyo mwaka 1962, katika tasnifu yake ya udaktari kwenye mitandao ya mawasiliano. Walakini, ni ngumu sana kutoa wazo kama hilo kutoka kwa kazi hii, na zaidi ya hayo, sikuweza kupata ushahidi mwingine wowote wa toleo hili.
Mitandao ambayo haijawahi kuwepo
Kama tunavyoona, timu mbili zilikuwa mbele ya ARPA katika kutengeneza ubadilishaji wa pakiti, teknolojia ambayo imethibitishwa kuwa nzuri sana ambayo sasa inashikilia karibu mawasiliano yote. Kwa nini ARPANET ilikuwa mtandao wa kwanza muhimu kuutumia?
Yote ni kuhusu hila za shirika. ARPA haikuwa na ruhusa rasmi ya kuunda mtandao wa mawasiliano, lakini kulikuwa na idadi kubwa ya vituo vya utafiti vilivyokuwa na kompyuta zao wenyewe, utamaduni wa maadili "ya bure" ambayo hayakusimamiwa kivitendo, na milima ya pesa. Ombi la awali la Taylor la 1966 la kupata fedha za kuunda ARPANET lilihitaji dola milioni 1, na Roberts aliendelea kutumia kiasi hicho kila mwaka kuanzia 1969 na kuendelea ili kuanzisha na kuendesha mtandao. Wakati huo huo, kwa ARPA, pesa kama hizo zilikuwa mabadiliko kidogo, kwa hivyo hakuna hata mmoja wa wakubwa wake ambaye alikuwa na wasiwasi juu ya kile Roberts alikuwa akifanya nazo, mradi tu zinaweza kuhusishwa na mahitaji ya ulinzi wa kitaifa.
Baran katika RAND hakuwa na uwezo wala mamlaka ya kufanya lolote. Kazi yake ilikuwa ya uchunguzi na uchanganuzi tu, na inaweza kutumika kwa utetezi ikiwa inataka. Mnamo 1965, RAND ilipendekeza mfumo wake kwa Jeshi la Anga, ambalo lilikubali kuwa mradi huo unaweza kutumika. Lakini utekelezaji wake ulianguka kwenye mabega ya Shirika la Mawasiliano ya Ulinzi, na hawakuelewa hasa mawasiliano ya digital. Baran aliwashawishi wakuu wake katika RAND kwamba ingekuwa bora kuondoa pendekezo hili kuliko kuruhusu litekelezwe kwa vyovyote vile na kuharibu sifa ya mawasiliano ya kidijitali yanayosambazwa.
Davis, kama mkuu wa NPL, alikuwa na nguvu nyingi zaidi kuliko Baran, lakini bajeti yake ilikuwa ngumu kuliko ARPA, na hakuwa na mtandao wa kijamii na kiufundi wa kompyuta za utafiti. Aliweza kuunda mfano wa mtandao wa kifurushi wa kifurushi (kulikuwa na nodi moja tu, lakini vituo vingi) katika NPL mwishoni mwa miaka ya 1960, na bajeti ya kawaida ya Β£ 120 kwa miaka mitatu. ARPANET ilitumia takriban nusu ya kiasi hicho kila mwaka kwa uendeshaji na matengenezo kwenye kila nodi nyingi za mtandao, bila kujumuisha uwekezaji wa awali katika maunzi na programu. Shirika lenye uwezo wa kuunda mtandao mkubwa wa kubadili pakiti wa Uingereza lilikuwa ni Ofisi ya Posta ya Uingereza, ambayo ilisimamia mitandao ya mawasiliano nchini, isipokuwa huduma ya posta yenyewe. Davis alifanikiwa kuwavutia maafisa kadhaa wenye ushawishi na maoni yake ya mtandao wa dijiti wa umoja kwa kiwango cha kitaifa, lakini hakuweza kubadilisha mwelekeo wa mfumo mkubwa kama huo.
Licklider, kupitia mchanganyiko wa bahati na mipango, alipata chafu kamili ambapo mtandao wake wa intergalactic ungeweza kustawi. Wakati huo huo, haiwezi kusema kuwa kila kitu isipokuwa ubadilishaji wa pakiti ulikuja kwa pesa. Utekelezaji wa wazo pia ulikuwa na jukumu. Zaidi ya hayo, maamuzi mengine kadhaa muhimu ya muundo yalitengeneza roho ya ARPANET. Kwa hiyo, ijayo tutaangalia jinsi wajibu ulivyosambazwa kati ya kompyuta zilizotuma na kupokea ujumbe, na mtandao ambao walituma ujumbe huu.
Nini kingine cha kusoma
- Janet Abbate, Kuvumbua Mtandao (1999)
- Katie Hafner na Matthew Lyon, Ambapo Wachawi Hukaa Marehemu (1996)
- Leonard Kleinrock, "Historia ya Mapema ya Mtandao," Jarida la Mawasiliano la IEEE (Agosti 2010)
- Arthur Norberg na Julie O'Neill, Kubadilisha Teknolojia ya Kompyuta: Usindikaji wa Habari kwa Pentagon, 1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine: JCR Licklider and the Revolution That made Computing Personal (2001)
Chanzo: mapenzi.com