Сходження Інтернету, ч.1: експоненційне зростання

Сходження Інтернету, ч.1: експоненційне зростання

<< До цього: Епоха фрагментації, частина 4: анархісти

У 1990-м Джон Куотерман, консультант з мережевих технологій та експерт у галузі UNIX, опублікував всеосяжний огляд стану комп'ютерних мереж на той момент. У невеликому розділі, присвяченому майбутньому обчислювальних систем, він передбачив появу єдиної глобальної мережі для "електронної пошти, конференцій, передачі файлів, віддаленого входу в систему - так само, як сьогодні існує всесвітня телефонна мережа та всесвітня пошта". Однак особливої ​​ролі інтернету він не надав. Він припустив, що ця всесвітня мережа «швидше за все, керуватиметься урядовими службами зв'язку», крім США, «де нею керуватимуть регіональні підрозділи Bell Operating Companies та оператори міжміського зв'язку».

Метою цієї статті буде пояснити, як своїм раптовим вибуховим експоненційним зростанням інтернет настільки грубо спростував природні припущення.

Передача естафети

Перша критично важлива подія, що призвела до появи сучасного інтернету, відбулася на початку 1980-х, коли Агентство оборонних комунікацій (Defense Communication Agency, DCA) [нині DISA] вирішило розбити ARPANET на дві частини. DCA взяло на себе контроль над мережею у 1975 році. На той час було зрозуміло, що з відділу технологій обробки інформації (IPTO) ARPA – організації, що займається дослідженням теоретичних ідей – було сенсу брати участь у розвитку мережі, використовуваної задля вивчення комунікацій, а повсякденного спілкування. ARPA невдало спробувала зіштовхнути контроль над мережею приватної компанії AT&T. DCA, що відповідає за військові системи зв'язку, здавалася найкращим другим варіантом.

У перші кілька років нової ситуації ARPANET процвітала в режимі ігнорування. Однак до початку 1980-х старіючий інфраструктура комунікацій міністерства оборони відчайдушно потребувала оновлення. Проект передбачуваної заміни, AUTODIN II, підрядником якого DCA обрало компанію Western Union, зважаючи на все, провалювався. Тоді глави DCA призначили полковника Хайді Хайдена відповідальним за вибір альтернативи. Він запропонував використовувати як основу для нової мережі передачі оборонних даних технологію комутації пакетів, яка вже була у розпорядженні DCA у вигляді ARPANET.

Однак з передачею військових даних по ARPANET існувала очевидна проблема - мережа рясніла довговолосими вченими, інші з яких активно виступали проти комп'ютерної безпеки або секретності - наприклад, Річард Столлман зі своїми товаришами-хакерами із лабораторії штучного інтелекту MIT. Хайден запропонував поділити мережу на дві частини. Він вирішив залишити вчених-дослідників із фінансуванням від ARPA на ARPANET, а комп'ютери, які працюють на оборонних підприємствах, виділити в нову мережу під назвою MILNET. Такий мітоз мав два важливі наслідки. По-перше, розділ військової та не військової частин мережі став першим кроком до передачі інтернету під цивільне, а згодом і під приватне управління. По-друге, це стало доказом життєздатності плідної технології інтернету — протоколів TCP/IP, вперше вигаданих за п'ять років до цього. DCA було потрібно, щоб усі вузли ARPANET перейшли зі старих протоколів на підтримку TCP/IP на початок 1983-го. На той момент небагато мереж використовували TCP/IP, але після цього процес об'єднав дві мережі прото-інтернету, що дозволило трафіку повідомлень за необхідності пов'язувати дослідницькі та військові підприємства. Щоб гарантувати довгостроковість протоколу TCP/IP у військових мережах, Хайден заснував фонд обсягом $20 млн для підтримки комп'ютерних виробників, які будуть писати ПЗ для реалізації TCP/IP у своїх системах.

Перший крок у поступовій передачі інтернету від військового до приватного контролю також дає нам непогану можливість попрощатися з ARPA та IPTO. Його фінансування та вплив, що йшли під керівництвом Джозефа Карла Робнетта Ліклайдера, Айвена Сазерленда та Роберта Тейлора, безпосередньо та опосередковано призвело до появи всіх ранніх розробок у галузі інтерактивних обчислень та комп'ютерних мереж. Проте створивши стандарт TCP/IP у середині 1970-х, воно востаннє відіграло ключову роль історії комп'ютерів.

Наступним важливим обчислювальним проектом, організованим DARPA, стане конкурс автономних суден 2004-2005 років. Найзнаменитішим проектом до цього часу буде стратегічна комп'ютерна ініціатива на основі ІІ 1980-х років на мільярд доларів, яка породить кілька корисних військових додатків, але практично ніяк не вплине на громадянське суспільство.

Вирішальним каталізатором у втраті впливу організації стала війна у В'єтнамі. Більшість вчених-дослідників вважали, що борються за праву справу та захищають демократію, коли дослідження епохи Холодної війни фінансували військові. Однак ті, хто виріс у 1950-і та 1960-і роки втратили віру у військових та їхні цілі після того, як останні загрузли у болоті В'єтнамської війни. Серед перших був і сам Тейлор, який пішов з IPTO в 1969, забираючи свої ідеї та зв'язки в Xerox PARC. Конгресований демократами Конгрес, стурбований руйнівним впливом військових грошей на базові наукові дослідження, ухвалив поправки, згідно з якими гроші на оборону необхідно було витрачати виключно на військові дослідження. ARPA відобразила цю зміну в культурі фінансування у 1972 році, перейменувавшись у DARPA. управління перспективними дослідницькими проектами Міністерства оборони США.

Тому естафета перейшла до цивільного національному науковому фонду (NSF). До 1980 року з бюджетом у $20 млн, NSF відповідав за фінансування приблизно половини федеральних комп'ютерних дослідницьких програм у США. І більшість цих коштів незабаром буде спрямовано на нову національну комп'ютерну мережу NSFNET.

NSFNET

На початку 1980-х Ларрі Смарр, фізик з університету Іллінойсу, відвідав Інститут ім. Макса Планка в Мюнхені, де працював суперкомп'ютер «Крей», до якого дозволили доступ європейським дослідникам. Засмучений відсутністю подібних ресурсів для вчених США, він запропонував, щоб NSF профінансував створення кількох суперкомп'ютерних центрів по всій країні. Організація відповіла на претензії Смарра та інших дослідників зі схожими скаргами, створивши в 1984 році відділ з передових наукових обчислень, що призвело до фінансування п'яти подібних центрів з п'ятирічним бюджетом $42 млн. Вони простяглися від Корнеллського університету на північному сході країни до Сан-Діє. на південному заході. Університет штату Іллінойс, де знаходився між ними, де працював Смарр, отримав власний центр, національний центр суперкомп'ютерних додатків, NCSA.

Однак можливості центрів покращення доступу до обчислювальних потужностей були обмежені. Використовувати їх комп'ютери користувачам, які не живуть поблизу одного з п'яти центрів, було б важко, і вимагало б фінансування наукових відряджень завдовжки семестру чи літо. Тому NSF вирішив збудувати ще й комп'ютерну мережу. Історія повторювалася – Тейлор просував створення ARPANET наприкінці 1960-х саме для того, щоб дати дослідницькій спільноті доступ до потужних обчислювальних ресурсів. NSF забезпечить опорний хребет, який поєднає ключові суперкомп'ютерні центри, простягнеться по всьому континенту, а потім приєднає до себе регіональні сітки, що дають доступ до цих центрів іншим університетам та науковим лабораторіям. NSF скористається перевагами інтернет-протоколів, які просував Хайден, передавши відповідальність за створення місцевих мереж локальним науковим співтовариствам.

Спочатку NSF передав завдання щодо створення та підтримки мережі NCSA з Іллінойського університету як джерела початкової пропозиції створення національної суперкомп'ютерної програми. У свою чергу NCSA взяв в оренду ті ж лінії зв'язку на 56 кбіт/с, що ARPANET використовувала з 1969 року, і запустила мережу в 1986 році. Однак ці лінії швидко забилися трафіком (подробиці цього процесу можна знайти в роботі Девіда Міллса)Опорна мережа NSFNETІ знову повторилася історія ARPANET - швидко стало очевидно, що основним завданням мережі повинен бути не доступ вчених до комп'ютерних потужностей, а обмін повідомленнями між людьми, які до неї мали доступ. Можна пробачити авторам ARPANET за те, що вони не знали, що подібне може статися - але як могла повторитися та ж помилка майже через двадцять років?Одне з можливих пояснень полягає в тому, що набагато легше виправдати семизначний грант на використання обчислювальних потужностей, вартість яких складає восьмизначні суми, ніж виправдати витрати таких сум на таку собі. Несерйозні цілі, як можливість обмінюватися електронними листами Не можна сказати, що NSF свідомо вводив когось в оману Але як антропний принцип стверджує, що фізичні константи Всесвіту такі, які вони є, тому що інакше нас би просто не було, і ми не могли б їх спостерігати, і мені не довелося б писати про комп'ютерну мережу з державним фінансуванням, якби не було подібних, кілька фіктивних виправдань її існування.

Переконавши себе в тому, що сама по собі мережа має щонайменше таку ж цінність, як і суперкомп'ютери, що виправдовують її існування, NSF звернувся до сторонньої допомоги, щоб оновити кістяк мережі, провівши лінії з пропускною здатністю T1 (1,5 Мбіт) /с). Стандарт Т1 був заснований компанією AT&T у 1960-х, і повинен був обслуговувати до 24 телефонних дзвінків, кожен із яких кодувався у цифровий потік 64 кбіт/с.

Контракт виграла Merit Network, Inc. у партнерстві з MCI та IBM, і за перші п'ять років отримала від NSF грант на $58 млн для будівництва та підтримки мережі. MCI забезпечувала інфраструктуру зв'язку, IBM – обчислювальні потужності та ПЗ для роутерів. Некомерційна компанія Merit, яка керувала комп'ютерною мережею, що зв'язувала між собою кампуси університету Мічігану, принесла з собою досвід підтримки наукової комп'ютерної мережі, і надала всьому партнерству університетський дух, завдяки чому його легше сприймали NSF і вчені, що використовували NSFNET. Тим не менш, передача обслуговування від NCSA Merit була очевидним першим кроком на шляху до приватизації.

Спочатку MERIT розшифровувалась як Michigan Educational Research Information Triad [Мічіганська освітня тріада дослідження інформації]. Штат Мічиган додав $5 млн від себе, щоб допомогти домашній мережі на Т1 розростись.

Сходження Інтернету, ч.1: експоненційне зростання

Через магістраль Merit йшов трафік більше десяти регіональних мереж, від нью-йоркської дослідницької та освітньої мережі NYSERNet, пов'язаної в Ітаці з Корнеллським університетом, до каліфорнійської федеративної дослідницької та освітньої мережі CERFNet, підключеної до Сан-Дієго. Кожна з цих регіональних мереж зв'язувалася з безліччю місцевих кампусних сіток, оскільки в лабораторіях коледжів та офісах викладачів працювали сотні машин під керуванням Unix. Така федеральна мережа мереж стала кристалом затравки сучасного інтернету. ARPANET пов'язувала між собою лише дослідників у галузі інформатики з хорошим фінансуванням, які працювали в елітних наукових закладах. А до 1990 року майже будь-який студент університету чи викладач вже міг виходити в онлайн. Перекидаючи пакети від вузла до вузла - через місцевий Ethernet, потім далі в регіональну мережу, потім через великі відстані зі швидкістю світла магістраллю NSFNET - вони могли обмінюватися емейлами або поводитися в Usenet з колегами з інших кінців країни.

Після того, як через NSFNET стало доступно набагато більше наукових організацій, ніж через ARPANET, в 1990 році DCA списало застарілу мережу, і повністю усунула міністерство оборони від розвитку цивільних мереж.

Зліт

За весь цей період кількість комп'ютерів, підключених до NSFNET і пов'язаних з нею мережами – а все це ми тепер можемо називати інтернетом – зростала щороку приблизно вдвічі. 28 000 у грудні 1987, 56,000 у жовтні 1988, 159 000 у жовтні 1989, і так далі. Така тенденція тривала аж до середини 1990-х, а потім зростання трохи сповільнився. Як, цікаво, враховуючи цю тенденцію, Куотерман міг не помітити, що інтернет судиться правити світом? Якщо недавня епідемія нас чому і навчила, то це тому, що людині дуже складно уявити собі експоненційне зростання, оскільки вона не відповідає нічому, з чим ми стикаємося у повсякденному житті.

Звичайно ж, назва та концепція Інтернету з'явилася ще до NSFNET. Інтернет протокол вигадали в 1974, і ще до NSFNET існували мережі, що спілкувалися по IP. Ми вже згадували ARPANET та MILNET. Однак мені не вдалося знайти жодних згадок «інтернету» – єдиної мережі мереж, що простягається на весь світ, – до появи триярусної NSFNET.

Кількість сіток усередині інтернету зростала зі схожою швидкістю – від 170 у липні 1988 року до 3500 восени 1991. Оскільки наукова спільнота не знає кордонів, багато з них перебували за кордоном, починаючи зі зв'язків із Францією та Канадою, налагоджених у 1988-му. До 1995 року в інтернет можна було вийти майже зі 100 країн, від Алжиру до В'єтнаму. І хоча кількість машин і мереж підрахувати набагато легше, ніж кількість реальних користувачів, за розумними оцінками до кінця 1994 їх було 10-20 млн. Без докладних даних про те, хто, навіщо і в який час використовував інтернет, досить важко аргументовано підтвердити те або інше історичне пояснення такого неймовірного зростання. Невелика колекція історій та анекдотів навряд чи може пояснити, як із січня 1991 по січень 1992 року до інтернету підключилося 350 000 комп'ютерів, а за наступний рік – 600 000, а за наступний – ще 1,1 млн.

Проте я наважуся ступити на цю хитку з епістемічної точки зору територію, і заявити, що відповідальні за вибухове зростання інтернету три хвилі користувачів, що наклалися один на одного, у кожного з яких були свої причини для підключення, були викликані невблаганною логікою закону Меткалфа, Котрий говорить, що цінність (а, отже, і сила тяжіння) мережі збільшується як квадрат кількості її учасників.

Спочатку прийшли вчені. NSF навмисно поширювала обчислення за якомога більшою кількістю університетів. Після цього кожен вчений хотів приєднатися до проекту, бо всі інші були там. Якщо до вас могли не дійти емейли, якщо ви могли не побачити і не взяти участь у останніх обговореннях на Usenet, ви ризикували пропустити анонс важливої ​​конференції, шанс знайти наставника, не помітити передове дослідження до його публікації тощо. Відчуваючи примус до приєднання до наукових бесід онлайн, університети швидко підключалися до регіональних мереж, які могли приєднати їх до магістралі NSFNET. Наприклад, NEARNET, яка покривала шість штатів регіону Нова Англія, на початок 1990-х придбала понад 200 учасників.

Одночасно доступ почав просочуватися від викладачів та аспірантів до набагато численнішої спільноти студентів. До 1993 приблизно 70% першокурсників Гарварда завели собі електронні адреси. На той час інтернет у Гарварді фізично дійшов до всіх куточків та пов'язаних з ним інститутів. Університет пішов на значні витрати для того, щоб провести Ethernet не просто у кожну будівлю навчального закладу, а й у всі студентські гуртожитки. Напевно залишалося зовсім небагато часу до того моменту, коли хтось зі студентів першим ввалився в свою кімнату після бурхливої ​​ночі, впав у крісло і насилу настукав електронне повідомлення, про відправлення якого пошкодував наступного ранку – чи то освідчення в коханні, чи люта відповідь ворогові.

На наступній хвилі, близько 1990 року, почали прибувати комерційні юзери. У той рік було зареєстровано 1151 домен .com. Першими із комерційних учасників стали дослідницькі департаменти технологічних компаній (Bell Labs, Xerox, IBM тощо). Вони, по суті, використовували мережу з науковою метою. Бізнес-спілкування їхніх керівників йшло іншими мережами. Однак до 1994 року існувало вже понад 60 000 імен у домені .com, і заробляння грошей на інтернеті почалося по-справжньому.

До кінця 1980-х комп'ютери почали ставати частиною повсякденного робочого та домашнього життя громадян США, і важливість цифрової присутності для будь-якого серйозного бізнесу стала очевидною. Емейл пропонував спосіб простого та надзвичайно швидкого обміну повідомленнями з колегами, клієнтами та постачальниками. Списки розсилки та Usenet пропонували як нові способи бути в курсі подій у професійній спільноті, так і нові форми дуже дешевої реклами для широкого спектру користувачів. Через інтернет можна було отримати доступ до величезної різноманітності безкоштовних баз даних – юридичних, медичних, фінансових та політичних. Вчорашні студенти, що влаштовувалися на роботу, жили в підключених гуртожитках, полюбили інтернет так само, як і їхні роботодавці. Він пропонував доступ до значно більшого набору користувачів, ніж будь-який з окремих комерційних сервісів (і знову закон Меткалфу). Після оплати місячного доступу до інтернету, практично все інше ви могли отримати безкоштовно, на відміну від значної вартості оплати за використаний годинник або за надіслані повідомлення, які просили CompuServe та інші подібні сервіси. Серед ранніх учасників ринку інтернету були компанії, що розсилали програми поштою - наприклад, The Corner Store з Літчфілда, Коннектикут, що рекламувалася в групах Usenet, і The Online Bookstore, магазин електронних книг, заснований колишнім редактором видавництва Little, Brown and Company, і більш ніж на десять років випередив Kindle.

І потім прийшла третя хвиля зростання, що принесла звичайних споживачів, які почали у великій кількості виходити в інтернет у середині 1990-х. На той час закон Меткалфа вже працював на вищій передачі. Все частіше "бути в онлайні" означало "бути в інтернеті". Споживачі не могли дозволити собі протягнути додому виділені лінії класу Т1, тому майже завжди виходили в інтернет через діалап-модему. Ми вже стикалися з частиною цієї історії, коли комерційні BBS поступово перетворювалися на провайдерів інтернету. Ця зміна пішла на користь як користувачам (чий цифровий басейн раптово виріс до океану), так і самим BBS, які перейшли на набагато простіший бізнес посередника між телефонною системою та «виїздом на магістраль» інтернету пропускною спроможністю в Т1 без необхідності підтримувати власні послуги.

Більші онлайн-сервіси розвивалися за тією ж схемою. До 1993 року всі сервіси національного масштабу в США – Prodigy, CompuServe, GEnie та молода компанія America Online (AOL) – пропонували користувачам, яких у сумі налічувалося 3,5 млн, можливість надсилати емейл на інтернет-адреси. І лише відстаючий Delphi (із 100 000 передплатників) пропонував повноцінний вихід в інтернет. Однак у наступні кілька років цінність доступу до інтернету, що продовжував зростати з експоненційною швидкістю, швидко переважила доступ до власних форумів, ігор, магазинів та іншого контенту самих комерційних сервісів. 1996-й став переломним роком - до жовтня 73% користувачів, що виходили в онлайн, користувалися WWW, порівняно з 21% за рік до цього. Був придуманий новий термін «портал», який описує рудиментарні залишки від послуг, які надавали AOL, Prodigy та інші компанії, яким люди платили гроші лише за те, щоб отримати доступ до інтернету.

секретний інгредієнт

Отже, ми приблизно познайомилися з тим, як інтернет зростав такими вибуховими темпами, але недостатньо розібралися в чому так відбувалося. Чому він став так домінувати за наявності такої різноманітності безлічі інших сервісів, які намагалися вирости в попередню еру фрагментації?

Звісно, ​​урядові субсидії відіграли свою роль. Крім фінансування магістральних ліній зв'язку, коли NSF вирішив всерйоз вкластися в розвиток мережі незалежно від своєї програми розвитку суперкомп'ютерів, він не розмінювався. Концептуальні лідери програми NSFNET, Стів Вулф та Джейн Кавінес, вирішили будувати не просто мережу суперкомп'ютерів, а й нову інформаційну інфраструктуру для американських коледжів та університетів. Тому вони заснували програму Connections [«зв'язки»], яка брала на себе частину витрат на підключення університетів до мережі в обмін на те, що ті забезпечать якомога більшу кількість людей доступ до мережі на своїх кампусах. Це прискорило розповсюдження інтернету як прямо, так і опосередковано. Непрямо – оскільки багато з регіональних сіток породили комерційні підприємства, які використовували ту саму інфраструктуру, побудовану на субсидії, щоб продавати комерційним організаціям доступ до Інтернету.

Але й Minitel мали субсидії. Однак найбільше інтернет відрізнявся своєю багатошаровою децентралізованою структурою та властивою йому гнучкістю. IP дозволяв мережам з абсолютно різними фізичними властивостями працювати з однією системою адрес, а TCP забезпечував доставку пакетів до одержувача. І все. Простота основної схеми роботи мережі дозволяла надбудовувати над нею практично будь-які програми. Що важливо, будь-який користувач міг зробити внесок у вигляді нової функціональності, якщо йому вдавалося переконати інших користуватися його програмою. Наприклад, передача файлів за протоколом FTP була одним з найбільш популярних способів використання інтернету в ранні роки, проте знайти сервери, що пропонували файли, що вас цікавлять, крім як через сарафанне радіо було неможливо. Тому заповзятливі користувачі створювали різні протоколи для каталогізації та ведення списків FTP-серверів – наприклад, Gopher, Archie та Veronica.

Теоретично, у мережевої моделі OSI була така ж гнучкість, а також офіційне благословення міжнародних організацій та телекомунікаційних гігантів на роль стандарту міжмережевого зв'язку. Однак на практиці поле залишилося за TCP/IP, а його вирішальною перевагою став код, який працює спочатку на тисячах, а потім на мільйонах машин.

Передача управління рівнем додатків на околиці мережі призвела ще до важливих наслідків. Це означало, що великі організації, які звикли до управління своєю сферою діяльності, могли почуватися комфортно. Організації могли налаштовувати власні емейл-сервери і відправляти і отримувати емейли без того, щоб їх вміст зберігався на чиємусь чужому комп'ютері. Вони могли реєструвати власні доменні імена, піднімати власні веб-сайти з доступом для всіх, хто виходить в інтернет, але залишати їх повністю під контролем.

Звичайно, найбільш яскравим прикладом багатошарової структури та децентралізації став всесвітній Інтернет. Два десятиліття системи від комп'ютерів з поділом часу 1960-х до сервісів подібних до CompuServe і Minitel оберталися біля невеликого набору основних послуг обміну інформацією - емейла, форумів і чатів. Інтернет став чимось принципово новим. Ранні роки Інтернету, коли він повністю складався з унікальних сторінок, зроблених вручну, нічим не нагадують його сьогоднішній стан. Однак стрибки від посилання до посилання вже тоді мали дивну привабливість, і давали підприємствам можливість забезпечувати надзвичайно дешеву рекламу та службу підтримки користувачів. Ніхто з архітекторів Інтернету не планував появу Інтернету. Він став плодом творчості Тіма Бернерса-Лі, британського інженера європейського центру ядерних досліджень (ЦЕРН), який створив його в 1990 році з метою зручного поширення інформації між дослідниками лабораторії. Однак він з легкістю жив на базі TCP/IP і використовував систему доменних імен, створену для інших цілей, для повсюдно поширених URL. Будь-яка людина з доступом до інтернету могла зробити сайт, і до середини 90-х здавалося, що все так і зробили – мерії міст, місцеві газети, малі підприємства та любителі всіх мастей.

приватизація

У цьому оповіданні про зростання інтернету я опустив кілька важливих подій, і, можливо, у вас залишилося кілька питань. Наприклад, як саме підприємства та споживачі отримали доступ в інтернет, який спочатку був сконцентрований навколо NSFNET – мережі, яка фінансувалася урядом США, і начебто призначалася для обслуговування спільноти вчених-дослідників? Щоб відповісти на це запитання, у наступній статті ми повернемося до деяких важливих подій, про які я поки що промовчав; подіям, які поступово, але невідворотно перетворили державний науковий інтернет на приватний та комерційний.

Що ще почитати

  • Janet Abatte, Inventing the Internet (1999)
  • Karen D. Fraser "NSFNET: A Partnership for High-Speed ​​Networking, Final Report" (1996)
  • John S. Quarterman, The Matrix (1990)
  • Peter H. Salus, Casting the Net (1995)

Джерело: habr.com

Додати коментар або відгук