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到 1960 世紀 XNUMX 年代中期，第一個分時計算系統在很大程度上複製了第一個電話交換機的早期歷史。 企業家創建了這些交換機，以允許訂戶使用計程車、醫生或消防隊的服務。 然而，使用者很快就發現本地交換器同樣適合相互通訊和社交。 同樣，分時系統最初的設計目的是允許使用者為自己「召喚」運算能力，但很快就發展成為具有內建訊息傳遞的實用交換器。 在接下來的十年中，電腦將經歷電話歷史的另一個階段——交換機互連的出現，形成區域和長途網路。
普羅通網
將多台電腦組合成一個更大單元的第一次嘗試是互動式電腦網路專案。 ，美國防空系統。 由於 SAGE 的 23 個控制中心均涵蓋特定的地理區域，因此需要一種機制，在外國飛機越過這些區域之間的邊界時將雷達軌跡從一個中心傳輸到另一個中心。 SAGE 開發人員將這個問題稱為“交叉講述”，並透過在所有相鄰控制中心之間延伸的租用 AT&T 電話線創建數據線來解決該問題。 Ronald Enticknap 是派往 SAGE 的一個小型皇家部隊代表團的成員，他領導了該子系統的開發和實施。 不幸的是，我沒有找到“對講”系統的詳細描述，但顯然每個控制中心的計算機確定了雷達軌跡移動到另一個扇區的時刻，並通過電話線將其記錄發送到控制中心。可以接收操作員監控終端機的部門的電腦。
SAGE 系統需要將數位資料轉換為電話線上的類比訊號（然後返回接收站），這使 AT&T 有機會開發「Bell 101」調變解調器（或資料集，因為它最初被稱為）功能每秒傳輸適度的110 位。 這個裝置後來被稱為 ，因為它能夠使用一組傳出的數位資料調製類比電話訊號，並解調傳入波中的位元。
貝爾 101 資料集
這樣做，SAGE為後來的電腦網路奠定了重要的技術基礎。 然而，第一個歷史悠久、影響深遠的電腦網路是一個至今仍為人所知的網路：阿帕網 (ARPANET)。 與 SAGE 不同的是，它匯集了各種各樣的計算機，包括分時計算機和批次計算機，每台計算機都有自己獨特的組件。 該網路在規模和功能上被認為是通用的，並且應該滿足任何用戶的需求。 該計畫由資訊處理技術辦公室（IPTO）資助，由主任領導 ，這是 ARPA 的電腦研究部門。 但這種網絡的想法是由該部門的第一任主任約瑟夫·卡爾·羅佈內特·利克萊德 (Joseph Carl Robnett Licklider) 發明的。
想法
我們怎麼知道 利克萊德（Licklider），或他的同事所說的「利克」（Lick），是一位訓練有素的心理學家。 然而，1950 世紀 1962 年代末，當他在林肯實驗室研究雷達系統時，他對互動式電腦著迷。 這種熱情促使他在 XNUMX 年成為新成立的 IPTO 主任時資助了一些首次分時電腦實驗。
那時，他已經夢想著將孤立的互動式電腦連接成更大的上層建築的可能性。 在 1960 年關於「人機共生」的著作中，他寫道：
想像一個「思維中心」似乎是合理的，它可以結合現代圖書館的功能和資訊儲存和檢索方面的突破，以及本文前面描述的共生功能。 該圖可以輕鬆擴展到此類中心的網路中，透過寬頻通訊線路聯合起來，並且個人用戶可以透過租用的電話線路存取。
正如 TX-2 點燃了 Leake 對互動式運算的熱情一樣，SAGE 也可能鼓勵他想像如何將各種互動式運算中心連接在一起，並提供類似電話網路的智慧服務。 無論這個想法起源於何處，利克都開始在他在IPTO 創建的研究人員社區中傳播它，其中最著名的是23 年1963 月XNUMX 日的一份備忘錄，寫給「星際電腦網路的成員和部門”，即各種研究人員，他們獲得了 IPTO 的資助，用於分時電腦存取和其他計算項目。
這張便條看起來雜亂無章，顯然是即時口述的，未經編輯。 因此，要理解 Lik 到底想對電腦網路說些什麼，我們必須想想。 然而，有些觀點立即脫穎而出。 首先，Leake透露，IPTO資助的「不同項目」實際上是在「同一地區」。 然後，他討論了部署資金和專案以使特定企業利益最大化的必要性，因為在研究人員網絡中，「為了取得進展，每個活躍的研究人員都需要比他自己可以創建的更複雜和更全面的軟體基礎和設備。一個合理的時間。” 利克的結論是，要實現這種全球效率需要一些個人讓步和犧牲。
然後他開始詳細討論電腦（而非社交）網路。 他寫到了對某種網路管理語言（後來被稱為協議）的需求，以及他希望有一天看到一個由「至少四台大型計算機，也許六到八台小型計算機，以及一個廣泛的網絡」組成的IPTO 計算機網路。各種磁碟和磁帶儲存設備，更不用說遠端控制台和電傳打字站了。” 最後，他在幾頁中描述了未來如何發展與此類電腦網路的互動的具體範例。 利克想像了一種他正在分析一些實驗數據的情況。 「問題是，」他寫道，「我沒有一個像樣的圖表程式。 系統中是否有合適的程序？ 使用網路優勢原則，我首先輪詢本地計算機，然後輪詢其他中心。 假設我在 SDC 工作，並且我在伯克利的磁碟上找到了一個看似合適的程式。” 他要求網路運行這個程序，假設「有了一個複雜的網路管理系統，我不必決定是否為程式傳輸資料以在其他地方處理它，或者為自己下載程式並運行它們以在我的網路上工作」。數據。”
總而言之，這些想法片段揭示了Licklider 設想的一個更大的計劃：首先，在接受IPTO 資助的研究人員之間劃分某些專業和專業領域，然後圍繞這個社會社區建立一個由IPTO 計算機組成的物理網路。 IPTO「共同事業」的這種實體表現將使研究人員能夠分享知識並從每個工作地點的專用硬體和軟體中受益。 透過這種方式，IPTO 可以避免重複浪費，同時透過讓所有 IPTO 專案的每位研究人員都能存取全方位的運算功能，充分利用每一筆資金。
這種透過通訊網路在研究界成員之間共享資源的想法在 IPTO 種下了種子，幾年後，這種種子將在阿帕網的創建中開花結果。
儘管起源於軍事，但從五角大廈興起的阿帕網並沒有任何軍事理由。 有時有人說，該網路被設計為可以承受核子攻擊的軍事通訊網路。 正如我們稍後將看到的，阿帕網與具有此類目的的早期項目之間存在間接聯繫，阿帕網領導人定期談論“強化系統”，以向國會或國防部長證明其網絡存在的合理性。 但事實上，IPTO 創建阿帕網純粹是為了其內部需求，以支持研究人員社群——其中大多數人無法透過為國防目的工作來證明其活動的合理性。
同時，在發布他著名的備忘錄時，利克萊德已經開始規劃他的星際網絡的雛形，他將成為該網絡的主任 來自加州大學洛杉磯分校 (UCLA)。
SAGE 型號 OA-1008 的控制台，配有光槍（位於電線末端，透明塑膠蓋下方）、打火機和煙灰缸。
先決條件
克萊因洛克是東歐工人階級移民的兒子，在曼哈頓的陰影下長大 [連接紐約市曼哈頓島北部和新澤西州卑爾根縣李堡/約。]。 在校期間，他晚上在紐約城市學院參加了電機工程的額外課程。 當他聽說有機會在麻省理工學院學習，然後在林肯實驗室全職工作一個學期時，他欣然接受了。
實驗室的成立是為了滿足 SAGE 的需求，但後來擴展到許多其他研究項目，這些項目通常只與防空無關，即使與國防有關。 其中包括巴恩斯特布爾研究，這是一項空軍概念，旨在創建金屬條軌道帶（例如 ），可用作全球通訊系統。 克萊因洛克被權威征服 從麻省理工學院畢業後，他決定專注於通訊網路理論。 Barnstable 的研究為Kleinrock 提供了第一次將資訊理論和排隊理論應用於數據網路的機會，他將數學分析與從實驗室TX-2 計算機上運行的模擬收集的實驗數據相結合，將這一分析擴展為關於消息傳遞網絡的整篇論文。 。林肯。 克萊因羅克在實驗室裡與他共用分時電腦的同事中有： и ，我們稍後會了解。
1963 年，克萊因洛克接受了加州大學洛杉磯分校的工作邀請，利克萊德也看到了機會。 一位資料網路專家在三個本地電腦中心附近工作：主電腦中心、醫療保健運算中心和西部資料中心（由 XNUMX 個機構組成的合作組織，共享 IBM 電腦的存取權限）。 此外，西部資料中心的六個研究所透過數據機遠端連接到計算機，而 IPTO 贊助的系統開發公司 (SDC) 計算機距離聖莫尼卡僅幾公里。 IPTO 委託加州大學洛杉磯分校連接這四個中心，作為其創建電腦網路的第一個實驗。 後來，根據計劃，與柏克萊的通訊可以研究長距離傳輸資料所固有的問題。
儘管情況一片大好，但該計畫還是失敗了，網路也從未建成。 加州大學洛杉磯分校各中心的主任彼此不信任，也不相信這個項目，這就是為什麼他們拒絕將計算資源的控制權交給彼此的使用者。 IPTO 對於這種情況實際上沒有任何影響力，因為沒有一個電腦中心從 ARPA 獲得資金。 這個政治問題指向網路歷史上的重大問題之一。 如果很難讓不同的參與者相信組織他們之間的交流和合作對各方都有利，那麼網路是如何出現的呢？ 在後續文章中，我們將不只一次地討論這些問題。
IPTO 的第二次建立網路的嘗試更為成功，也許是因為規模要小得多——這是一個簡單的實驗測試。 1965 年，一位名叫湯姆·馬裡爾 (Tom Marill) 的心理學家和利克萊德學生離開了林肯實驗室，試圖透過創辦自己的共享存取業務來利用互動式計算的炒作。 然而，由於沒有足夠的付費客戶，他開始尋找其他收入來源，並最終建議IPTO僱用他進行電腦網路研究。 IPTO的新任主任伊凡·薩瑟蘭(Ivan Sutherland)決定與一家大型且信譽良好的公司合作作為鎮流器，並透過林肯實驗室將工作分包給瑪麗拉。 在實驗室方面，克萊因洛克的另一位老同事勞倫斯·羅伯茨（Lawrence (Larry) Roberts）被指派負責該專案。
當羅伯茲還是麻省理工學院的學生時，就熟練地使用林肯實驗室製造的 TX-0 電腦。 他在發光的控制台螢幕前沉迷了幾個小時，最終編寫了一個程序，使用神經網路（糟糕地）識別手寫字元。 和 Kleinrock 一樣，他最終以研究生的身份在實驗室工作，在更大、更強大的 TX-2 上解決與電腦圖形和電腦視覺相關的問題，例如邊緣識別和 XNUMXD 影像生成。
1964 年的大部分時間裡，羅伯茲主要專注於圖像創作。 然後他遇到了利克。 那年 2 月，他參加了由空軍主辦、在西維吉尼亞州霍姆斯特德的一個溫泉度假村舉行的關於計算未來的會議。 在那裡，他與其他會議參與者聊到深夜，並第一次聽到利克提出了他的星際網絡的想法。 羅伯茨的腦海中浮現出一些東西——他非常擅長處理電腦圖形，但事實上，他的能力僅限於一台獨特的 TX-XNUMX 電腦。 即使他可以共享他的軟體，其他人也無法使用它，因為沒有人擁有運行它的同等硬體。 他擴大其工作影響力的唯一方法就是在科學論文中談論它，希望有人可以在其他地方複製它。 他認為 Leake 是對的——網路正是加速運算研究所需採取的下一步。
羅伯茨最終與馬裡爾合作，試圖透過跨國電話線將林肯實驗室的 TX-2 連接到加州聖莫尼卡的 SDC 電腦。 在一項據稱抄襲自 Leake 的「星際網路」備忘錄的實驗設計中，他們計劃讓 TX-2 在計算過程中暫停，使用自動撥號器呼叫 SDC Q-32，在該電腦上運行矩陣乘法程序，然後用他的答案繼續原來的計算。
除了使用昂貴和先進的技術在整個大陸傳輸簡單數學運算的結果的基本原理之外，還值得注意的是由於電話網路的使用，這一過程的速度非常慢。 為了撥打電話，需要在主叫方和被叫方之間建立專用連接，通常要經過幾個不同的電話交換機。 1965 年，幾乎所有工廠都是機電工廠（正是在這一年，AT&T 在新澤西州薩卡蘇納推出了第一座全電動工廠）。 磁鐵將金屬棒從一個地方移動到另一個地方，以確保每個節點的接觸。 整個過程持續了幾秒鐘，在此期間TX-2只能坐下來等待。 此外，這些線路非常適合對話，但噪音太大，無法傳輸單個比特，並且提供的吞吐量非常小（每秒幾百比特）。 真正有效的星際互動網絡需要不同的方法。
馬裡爾-羅伯茨實驗並沒有證明遠距離網路的實用性或有用性，僅展示了其理論功能。 但事實證明這已經足夠了。
解決方法
1966 年中期，羅伯特泰勒 (Robert Taylor) 繼伊凡薩瑟蘭 (Ivan Sutherland) 之後成為 IPTO 的新任第三任主任。 他是利克萊德（Licklider）的學生，利克萊德也是一名心理學家，並透過先前在 NASA 電腦科學研究部門的管理來到了 IPTO。 顯然，泰勒幾乎一抵達就決定是時候實現星際網絡的夢想了； 正是他發起了阿帕網的誕生計畫。
ARPA 的資金仍在源源不斷地流入，因此泰勒毫不費力地從他的老闆查爾斯·赫茨菲爾德 (Charles Herzfeld) 那裡獲得了額外的資金。 然而，該解決方案存在很大的失敗風險。 除了 1965 年有相當多的線路連接國家兩端之外，此前沒有人嘗試過做任何類似於阿帕網的事情。 人們可以回想起創建電腦網路的其他早期實驗。 例如，普林斯頓大學和卡內基馬隆大學在 1960 世紀 XNUMX 年代末與 IBM 共同開創了共享電腦網路。 這個項目的主要區別在於它的同質性——它使用硬體和軟體完全相同的電腦。
另一方面，阿帕網必須處理多樣性問題。 到 1960 年代中期，IPTO 資助了十多個組織，每個組織都有一台計算機，都運行不同的硬體和軟體。 即使在同一製造商的不同型號之間，也很少能夠共享軟體 - 他們決定僅使用最新的 IBM System/360 系列來實現這一點。
系統的多樣性是一種風險，它增加了網路開發的技術複雜性和利克萊德式資源共享的可能性。 例如，當時的伊利諾大學正在用 ARPA 的資金建造一台大型超級計算機 。 在泰勒看來，Urbana-Campain 的本地用戶不太可能充分利用這台巨大機器的資源。 即使是更小的系統——林肯實驗室的 TX-2 和加州大學洛杉磯分校的 Sigma-7——通常也無法共享軟體，因為根本不相容。 透過從一個節點直接存取另一個節點的軟體來克服這些限制的能力非常有吸引力。
在描述這個網路實驗的論文中，馬裡爾和羅伯茲提出，這種資源交換會導致類似李嘉圖的結果 對於計算節點：
網路的佈置可以導致協作節點的某種專業化。 例如，如果某個節點 X 由於特殊的軟體或硬體而特別擅長矩陣求逆，則可以預期網路上其他節點的使用者將透過在節點 X 上求逆其矩陣來利用此能力，而不是在自己的家用電腦上這樣做。
泰勒實施資源共享網路還有另一個動機。 為每個新的 IPTO 節點購買一台具有該節點上的研究人員可能需要的所有功能的新電腦非常昂貴，而且隨著更多的節點添加到 IPTO 產品組合中，預算會嚴重緊張。 透過將所有 IPTO 資助的系統連接到一個網路中，將有可能為新的受贈者提供更普通的計算機，甚至根本不需要購買。 他們可以在資源過剩的遠端節點上使用所需的運算能力，整個網路將充當軟體和硬體的公共庫。
在啟動該計畫並獲得資金後，泰勒對阿帕網的最後一項重大貢獻是選擇直接開發該系統並確保其實施的人員。 羅伯茲是顯而易見的選擇。 他的工程技能是毋庸置疑的，他已經是 IPTO 研究界受人尊敬的成員，而且他是少數具有設計和建造遠距離運行電腦網路實際經驗的人之一。 因此，1966 年秋天，泰勒打電話給羅伯茨，邀請他從馬薩諸塞州來到華盛頓為 ARPA 工作。
但結果卻很難勾引他。 許多 IPTO 科學主任對羅伯特泰勒的領導能力持懷疑態度，認為他很輕量級。 是的，利克萊德也是一位心理學家，沒有接受過工程學教育，但至少他擁有博士學位，並且作為互動式電腦的創始人之一具有一定的功績。 泰勒是一個默默無聞的擁有碩士學位的人。 他將如何管理IPTO社群中複雜的技術工作？ 羅伯茲也是懷疑論者之一。
但胡蘿蔔和大棒的結合起到了作用（大多數消息來源表明大棒占主導地位，而胡蘿蔔實際上沒有）。 一方面，泰勒向羅伯茲在林肯實驗室的老闆施加了一些壓力，提醒他實驗室現在的大部分資金來自ARPA，因此他需要讓羅伯茲相信這項提議的優點。 另一方面，泰勒向羅伯茲提供了新設立的「高級科學家」頭銜，後者將直接向泰勒匯報，向ARPA副主任匯報，也將成為泰勒的繼任者。 在這些條件下，羅伯茲同意承擔阿帕網計畫。 是時候將資源共享的想法變成現實了。
還有什麼要讀的
- 珍妮特·阿巴特，發明互聯網 (1999)
- 凱蒂·哈夫納和馬修·里昂，奇才們熬夜的地方 (1996)
- Arthur Norberg 和 Julie O'Neill，電腦科技變革：五角大廈的資訊處理，1962-1986 (1996)
- M. Mitchell Waldrop，夢想機器：JCR Licklider 和使計算個性化的革命 (2001)
來源： www.habr.com