Це історія створення ARPANET, революційного попередника інтернету, розказана учасниками подій
Приїхавши до університету Болтер-Холл при Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі (UCLA), я піднявся сходами на третій поверх у пошуках кімнати №3420. А потім я зайшов до неї. З коридору вона не здавалася якоюсь особливою.
Але 50 років тому, 29 жовтня 1969 року, у ній сталося щось монументальне. Аспірант Чарлі Клайн, сидячи за терміналом ITT Teletype, здійснив першу цифрову передачу даних для Білла Дюваля, вченого, який сидів за іншим комп'ютером, що знаходився зі Стенфордського дослідницького інституту (сьогодні відомого як SRI International), зовсім в іншій частині Каліфорнії. Так почалася історія , невеликої мережі з академічних комп'ютерів, що стала попередницею інтернету
Не можна сказати, що на той час цей короткий акт передачі даних прогримів на весь світ. Навіть Клайн і Дюваль не змогли повністю оцінити своє досягнення: «Не пам'ятаю чогось особливого з приводу того вечора, і я точно не зрозумів тоді, що ми зробили щось особливе», — каже Клайн. Однак їх зв'язок став доказом реалістичності концепції, яка в результаті забезпечила доступ практично до всієї інформації світу для будь-якої людини, яка володіє комп'ютером.
Сьогодні все від смартфонів до автоматичних дверей гаража є вузлами мережі, що походить від тієї, що в той день перевіряли Клайн і Дюваль. І історію про те, як він визначили перші правила пересування байтів навколо світу, варто послухати – особливо коли вони розповідають її самі.
«Щоб такого більше не було»
І в 1969 році багато людей допомогли Клайну та Дювалю зробити той вечірній прорив 29 жовтня – включаючи професора UCLA , з яким, крім Клайна та Дюваля, я розмовляв на 50-річчі. Клейнрок, який досі працює в університеті, розповів, що у сенсі була дитиною Холодної війни. Коли у жовтні 1957 року радянський заморгав у небі над США, ударні хвилі від нього пройшли як крізь наукову спільноту, так і крізь політичний істеблішмент.
Кімната №3420, відновлена у всій своїй пишності зразка 1969 року
Запуск Супутника «застав США зі спущеними штанами, і Ейзенхауер сказав: 'Щоб такого більше не було'», згадував Клейнрок у нашій розмові з ним, що відбулася в кімнаті 3420, зараз відомої як Історичний центр інтернету ім. Клейнрок. «Тому в січні 1958 року він сформував у рамках Міноборони агентство передових дослідницьких проектів, ARPA, для підтримки STEM – точних наук, що вивчаються в університетах США та дослідницьких лабораторіях».
До середини 1960-х ARPA забезпечила фінансування створення великих комп'ютерів, які використовували дослідники з університетів та мозкових центрів по всій країні. Завідувачем ARPA з фінансів був Боб Тейлор, ключова постать у комп'ютерній історії, який пізніше керував лабораторією PARC у Xerox. В ARPA йому, на жаль, стало зрозуміло, що всі ці комп'ютери розмовляють різними мовами та не вміють спілкуватися один з одним.
Тейлор ненавидів необхідність використовувати з'єднання з різними віддаленими дослідницькими комп'ютерами різні термінали, кожен із яких працював за власної виділеної лінії. Його офіс був забитий телетайпами.
1969-го такі термінали Teletype були невід'ємною частиною обчислювальних пристроїв.
«Я сказав – чувак, очевидно, що потрібно зробити. Замість трьох твоїх терміналів має бути один термінал, який виходить туди, куди тобі потрібно, — розповів Тейлор в інтерв'ю New York Times 1999-го. – Ця ідея є ARPANET».
Тейлор мав і більш практичні причини бажати створення мережі. Він постійно отримував запити від дослідників з усієї країни на фінансування купівлі більших та швидших . Він знав, що більшість обчислювальних потужностей, фінансованих урядом, простоює без діла, пояснює Клейнрок. Наприклад, дослідник міг використати всі можливості обчислювальної системи з SRIin у Каліфорнії по максимуму, а в той же час мейнфрейм у MIT міг сидіти без діла, припустимо, у неробочий час на Східному узбережжі.
Або могло бути так, що мейнфрейм в одному місці містив програмне забезпечення, яке могло бути корисним в інших місцях – як, наприклад, перше у своєму роді графічне програмне забезпечення, зроблене на гроші ARPA в університеті Юти. Без такої мережі, «якщо я перебуваю в UCLA, і хочу зайнятися графікою, я звернуся до ARPA з проханням купити і мені таку саму машину, — каже Клейнрок. – Усім треба було все”. До 1966 ARPA втомився від таких вимог.
Леонард Клейнрок
Проблема була в тому, що всі ці комп'ютери говорили різними мовами. У Пентагоні фахівці з інформатики Тейлора пояснювали, що всі ці дослідницькі комп'ютери працюють із різними наборами кодів. Не існувало спільної мережевої мови, чи протоколу, з якого розташовані далеко друг від друга комп'ютери могли з'єднатися і ділитися контентом чи ресурсами.
Незабаром ситуація змінилася. Тейлор вмовив директора ARPA Чарльза Херцфілда інвестувати мільйон доларів у розробку нової мережі, що об'єднує комп'ютери з MIT, UCLA, SRI та інших місць. Херцфілд дістав гроші, забравши їх у програми дослідження балістичних ракет. Виправдали цю вартість у Міноборони тим, що ARPA мала завдання створення «виживаючої» мережі, яка продовжуватиме працювати навіть після знищення однієї з її частин – припустимо, в ядерній атаці.
ARPA запросила Ларрі Робертса, старого знайомого Клейнрок по MIT, для управління проектами ARPANET. Робертс звернувся до робіт британського фахівця з інформатики Дональда Дейвіса та американця Пола Барана та до винайдених ним технологій передачі даних.
А незабаром Робертс закликав Клейнрока попрацювати над теоретичною складовою проекту. Він міркував про передачу даних по мережах з 1962 року, коли ще працював у MIT.
«Аспірантом у MIT я вирішив зайнятися наступною проблемою: я оточений комп'ютерами, але вони не вміють спілкуватися один з одним, а я знаю, що рано чи пізно їм доведеться це робити, — каже Клейнрок. - І ніхто цим завданням не займався. Усі вивчали теорію інформації та кодування».
Головним внеском Клейнрока в ARPANET стала . Тоді лінії зв'язку були аналоговими, і їх можна було орендувати в AT&T. Вони працювали через комутатори, тобто центральний комутатор встановлював виділений зв'язок між відправником і одержувачем, чи це двоє людей, що розмовляють телефоном, або термінал, що з'єднується з віддаленим мейнфреймом. На цих лініях багато часу витрачалося на простій - коли ніхто не говорив слова або не передавав біти.
Дисертація Клейнрока в MIT заклала концепції, які стали в нагоді в проекті ARPANET
Клейнрок вважав це дико неефективним способом налагоджувати зв'язок між комп'ютерами. Теорія черг давала спосіб динамічного поділу ліній зв'язку між пакетами даних із різних комунікаційних сесій. У перерві передачі одного потоку пакетів інший потік може використовувати той самий канал. Пакети, що становлять одну сесію передачі даних (припустимо, один електронний лист), можуть знайти шлях до одержувача, використовуючи чотири різні маршрути. Якщо один маршрут виявиться закритим, мережа перенаправить пакети через інший.
Під час нашої розмови в кімнаті 3420 Клейнрок продемонстрував мені свою дисертацію, що лежить у червоній палітурці на одному зі столів. Він опублікував свої дослідження у вигляді книги 1964-го.
У такій мережі нового типу рух даних прямував не центральним комутатором, а пристроями, що у вузлах мережі. У 1969 ці пристрої називали , «Оброблювачами повідомлень інтерфейсу». Кожна така машина була доопрацьованою та призначеною для важких умов роботи версією комп'ютера Honeywell DDP-516, що містив особливе обладнання для керування мережею.
Перший IMP Клейнрок доставив до UCLA у перший понеділок вересня 1969 року. Сьогодні він монолітом стоїть у розі кімнати 3420 у Болтер-холі, де його відновили до первісного вигляду – такого, яким він був, обробляючи перші передачі даних через інтернет 50 років тому.
«15-годинні робочі дні, щодня»
Восени 1969 року Чарлі Клайн був аспірантом, який намагався здобути вчений ступінь з інженерної спеціальності. Його групу було переведено на проект ARPANET після того, як Клейнрок отримав урядове фінансування на розробку мережі. У серпні Клайн та інші активно працювали над підготовкою програмного забезпечення для мейнфрейму Sigma 7, щоб зв'язати його з IMP. Оскільки стандартного інтерфейсу зв'язку між комп'ютерами та IMP не існувало – Боб Меткалф та Девід Боггс не винайдуть Ethernet до 1973 року – гурт з нуля створив 5-метровий кабель для зв'язку комп'ютерів. Тепер їм потрібний був лише інший комп'ютер для обміну інформацією.
Чарлі Клайн
Другим дослідницьким центром, який отримав IMP, став SRI (це сталося на початку жовтня). Для Білла Дюваля ця подія ознаменувала початок підготовки до першої передачі даних з UCLA до SRI, на їхній SDS 940. Команди обох інститутів, за його словами, доклали всіх зусиль до того, щоб здійснити першу успішну передачу даних до 21 жовтня.
«Я увійшов у проект, розробив і реалізував потрібне ПЗ, і це був такий процес, який іноді буває при розробці ПЗ – 15-годинні робочі дні, щодня, доки не закінчиш», — згадує він.
З наближенням Хелловіна швидкість розробки в обох інститутах прискорилася. І команди були готові ще до дедлайну.
«Тепер у нас було два вузли, ми взяли в оренду лінію зв'язку у AT&T, і розраховували на приголомшливу швидкість, 50 000 біт за секунду, — каже Клейнрок. – І ми були готові зробити це, залогуватися».
«Перший тест ми намітили на 29 жовтня, – додає Дюваль. - На той момент це була пре-альфа. І ми думали – ну гаразд, у нас є три перевірочні дні на те, щоби все це підняти і налаштувати».
Увечері 29-го Клайн працював допізна – як і Дюваль у SRI. Вони запланували спробувати передати перше повідомлення ARPANET увечері, щоб не зіпсувати нікому роботу, якщо комп'ютер раптом «впаде». У кімнаті 3420 Клайн самотньо сидів перед терміналом ITT Teletype, з'єднаним з комп'ютером.
І ось, що трапилося того вечора – включаючи і одну з історичних відмов комп'ютера у обчислювальній історії – за словами самих Клайна та Дюваля:
Клайн: Я ввійшов у Sigma 7 ОС, а потім запустив написану мною програму, яка дозволяла мені дати команду на пробну відправку пакетів у SRI. Тим часом Білл Дюваль у SRI запустив програму, яка приймає вхідні з'єднання. І ми одночасно спілкувалися телефоном.
Спочатку ми мали кілька проблем. У нас була проблема з трансляцією коду, оскільки наша система використала (розширений двійково-десятковий код обміну інформацією), стандарт, що використовувався в IBM та Sigma 7. Але комп'ютер у SRI використовував (стандартний американський код для обміну інформацією), який став стандартом для ARPANET, і потім всього світу.
Розібравшись із кількома цими проблемками, ми спробували залогінитись. А для цього потрібно було набрати слово Login. Система SRI була запрограмована на розумне розпізнавання доступних команд. У просунутому режимі, коли ти набирав спочатку L, потім O, потім G, вона розуміла, що ти, напевно, маєш на увазі LOGIN і сама дописувала IN. Тому я запровадив L.
Я був на дроті з Дювалем з SRI, і сказав: Ти отримав L? Він каже: "Ага". Я сказав, що побачив, що L повернулася і роздрукувалася на моєму терміналі. І я натиснув О, і він сказав: "O" прийшло". І я натиснув G, і він сказав: "Хвилину, у мене тут система впала".
Білл Дюваль
Після кількох літер відбулося переповнення буфера. Це було дуже легко знайти і виправити, і, по суті, після цього все відновилося і запрацювало. Я згадую про це тому, що вся ця історія не про це. Історія про те, що ARPANET працює.
Клайн: Він мав невелику помилку, і він впорався з нею хвилин за 20, і спробував запустити все заново. Йому треба було підправити ПЗ. Мені потрібно було ще раз перевірити моє програмне забезпечення. Він мені передзвонив, і ми спробували вкотре. Ми почали знову, я надрукував L, O, G, і цього разу я отримав відповідь «IN».
«Просто інженери за роботою»
Перший зв'язок відбувся о пів на одинадцяту вечора за тихоокеанським часом. Після цього Клайн зміг увійти в обліковий запис на комп'ютері SRI, створену Дювалем для нього, і запустити програми, використовуючи системні ресурси комп'ютера, розташованого за 560 км вище по узбережжю від UCLA. Невелику частину місії ARPANET було виконано.
"На той час вже було пізно, тому я вирушив додому", - сказав мені Клайн.
На табличці в кімнаті 3420 пояснюється, що тут сталося
Команда знала, що досягла успіху, але особливо не думала про масштаби досягнення. "Це були просто інженери за роботою", - сказав Клейнрок. Дюваль вважав 29 жовтня просто одним кроком у більшому і складнішому зав'язуванні комп'ютерів у мережу. Робота Клейнрока була пов'язана з тим, як спрямовувати пакети даних у мережі, а дослідники з SRI працювали над тим, з чого складається пакет і як організовані дані всередині нього.
«По суті, саме там була вперше створена парадигма, яку ми зустрічаємо в інтернеті, з посиланнями на документи та всім таким іншим, – каже Дюваль. – Ми завжди уявляли кілька пов'язаних між собою робочих станцій і людей. Тоді ми називали їх центрами знань, оскільки наша орієнтація була академічною».
Через кілька тижнів після першого успішного обміну даними між Клайном і Дювалем, мережа ARPA розширилася, включивши комп'ютери з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі та Університету Юти. Потім ARPANET розширювалася далі, в 70-ті і більшу частину 1980-х, пов'язуючи між собою дедалі більше урядових та академічних комп'ютерів. А після концепції, виробленої в ARPANET, застосують до інтернету, який ми знаємо сьогодні.
1969 року прес-реліз UCLA розхвалював нову ARPANET. «Поки що комп'ютерні мережі перебувають у зародку, — писав Клейнрок. – Але зі зростанням їх розміру та складності ми, ймовірно, побачимо поширення 'комп'ютерних послуг', які так само, як сьогоднішні електричні та телефонні послуги, обслуговуватимуть окремі будинки та офіси по всій країні».
Сьогодні ця концепція здається досить старомодною – мережі даних проникли вже не тільки в будинки та офіси, а й у найдрібніші пристрої, що належать до «інтернету речей». Однак заява Клейнрока з приводу «комп'ютерних послуг» була напрочуд пророчою, враховуючи, що сучасний комерційний інтернет з'явився лише через кілька десятиліть. Ця ідея залишається актуальною і в 2019 році, коли комп'ютерні ресурси вже наближаються до такого ж повсюдного стану, який приймається як щось само собою зрозуміле, як і електрика.
Можливо, подібні ювілеї – це хороша можливість не лише згадати про те, як ми прийшли до нашої ери високої зв'язності, а й подивитися у майбутнє – як зумів зробити це Клейнрок – щоб замислитися над тим, у який бік може розвиватися мережа.
Джерело: habr.com