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在 1970 世紀 XNUMX 年代上半葉，電腦網路的生態系統脫離了其最初的阿帕網 (ARPANET) 祖先，並擴展到了幾個不同的維度。 阿帕網用戶發現了一種新的應用程式——電子郵件，它成為網路上的一項主要活動。 企業家發布了他們自己的阿帕網變體來服務商業用戶。 從夏威夷到歐洲，世界各地的研究人員一直在開發新型網路來滿足需求或糾正阿帕網未解決的錯誤。
幾乎所有參與此過程的人都偏離了阿帕網的最初目的，即在各種研究中心之間提供共享運算能力和軟體，每個研究中心都有自己的專用資源。 電腦網路主要成為人們相互連接或與遠端系統連接的手段，遠端系統則作為人類可讀資訊的來源或轉儲，例如資訊資料庫或印表機。
利克萊德和羅伯特泰勒預見了這種可能性，儘管這並不是他們在啟動第一個網路實驗時試圖實現的目標。 他們在 1968 年發表的文章「電腦作為通訊設備」缺乏 Vannevar Bush 文章中預言的電腦歷史里程碑的活力和永恆的品質。”或圖靈的“計算機器與智能”。 然而，它包含了一段關於電腦系統編織的社會互動結構的預言性段落。 利克萊德和泰勒描述了不久的將來：
您不會寄信或電報； 您只需識別哪些人的文件需要連結到您的文件，以及他們應該連結到文件的哪些部分，也許還可以確定緊急因素。 您很少會打電話；您會要求網路連接您的遊戲機。
該網路將提供您將訂閱的功能和服務以及您將根據需要使用的其他服務。 第一組將包括投資和稅務建議、從您的活動領域中選擇資訊、符合您興趣的文化、體育和娛樂活動的公告等。
（然而，他們的文章也描述了失業將如何在地球上消失，因為最終所有人都將成為服務於網路需求的程式設計師，並將從事程式的互動式調試。）
電腦驅動的未來的第一個也是最重要的組成部分是電子郵件，它在 1970 世紀 XNUMX 年代像病毒一樣在阿帕網中傳播，開始佔領世界。
電子郵件
要了解電子郵件如何在 ARPANET 上演變，您首先需要了解 1970 世紀 1960 年代初期整個網路中運算系統發生的重大變化。 當阿帕網在 2 年代中期首次構想時，每個站點的硬體和控制軟體幾乎沒有任何共同點。 許多點集中在特殊的一次性系統上，例如麻省理工學院的 Multics、林肯實驗室的 TX-XNUMX、伊利諾大學建造的 ILLIAC IV。
但到了 1973 年，由於數位設備公司 (DEC) 的巨大成功及其對科學計算市場的滲透（這是 Ken Olsen 和 Harlan Anderson 的創意，基於他們的林肯實驗室 TX-2 的經驗）。 DEC開發大型主機 於 1968 年發布，透過提供一系列內建的工具和程式語言，為小型組織提供了可靠的分時功能，可以輕鬆自訂系統以滿足特定需求。 這正是當時的科學中心和研究實驗室所需要的。
看看有多少PDP！
負責支援 ARPANET 的 BBN 透過創建 Tenex 作業系統（為 PDP-10 添加了分頁虛擬記憶體）使該套件更具吸引力。 這大大簡化了系統的管理和使用，因為不再需要根據可用記憶體量調整正在執行的程式集。 BNN 將 Tenex 免費提供給其他 ARPA 節點，它很快就成為網路上的主導作業系統。
但這一切與電子郵件有什麼關係呢？ 分時系統的使用者已經熟悉電子訊息傳遞，因為大多數此類系統到 1960 世紀 4 年代末都提供某種類型的郵箱。 他們提供了一種內部郵件，信件只能在同一系統的使用者之間交換。 第一個利用網路將郵件從一台機器傳輸到另一台機器的人是 Ray Tomlinson，他是 BBN 的工程師，也是 Tenex 的作者之一。 他已經編寫了一個名為 SNDMSG 的程式來向同一 Tenex 系統上的另一個使用者發送郵件，以及一個名為 CPYNET 的程式來透過網路發送檔案。 他所要做的就是發揮一點想像力，他就能看到如何結合這兩個程式來創建網路郵件。 在先前的程式中，只需要使用者名稱來識別接收者，因此湯姆林森想出了將本地用戶名和主機名稱（本地或遠端）結合起來，用@符號將它們連接起來，並獲得一個整個網路唯一的電子郵件地址（以前很少使用@符號，主要用於價格指示：2個蛋糕@每個XNUMX美元）。
雷湯姆林森 (Ray Tomlinson) 晚年，背景是他的簽名 @ 符號
Tomlinson 於 1971 年開始在本地測試他的新程序，並於 1972 年將他的網路版本 SNDMSG 包含在新的 Tenex 版本中，使 Tenex 郵件能夠擴展到單一節點之外並傳播到整個網路。 運行 Tenex 的大量機器使湯姆林森的混合程式能夠立即存取大多數阿帕網用戶，並且該電子郵件立即獲得了成功。 很快，ARPA 領導者就將電子郵件的使用融入了日常生活。 ARPA 主任史蒂文·盧卡西克（Steven Lukasik）是早期採用者，拉里·羅伯茨（Larry Roberts）仍然是該機構計算機科學部門的負責人。 這種習慣不可避免地傳染給了他們的下屬，很快地電子郵件就成為阿帕網生活和文化的基本事實之一。
隨著用戶尋找改進其基本功能的方法，湯姆林森的電子郵件程式催生了許多不同的模仿和新的開發。 許多早期的創新都集中在糾正信件閱讀器的缺點上。 隨著郵件超越單一電腦的限制，活躍用戶收到的電子郵件量開始隨著網路的發展而增長，以純文字形式接收電子郵件的傳統方法不再有效。 拉里·羅伯茨 (Larry Roberts) 本人無法應對大量傳入訊息，因此編寫了自己的程式來處理收件箱，稱為 RD。 但到了 1970 年代中期，由南加州大學的約翰·維塔爾 (John Vittal) 編寫的 MSG 程式在受歡迎程度上遙遙領先。 我們能夠透過點擊按鈕根據傳入訊息自動填寫傳出訊息的名稱和收件人欄位。 然而，Vital 的 MSG 計畫在 1975 年首次引入了「回信」這個令人驚嘆的機會； 它也被包含在 Tenex 的程式集中。
此類嘗試的多樣性需要引入標準。 這是網路電腦社群第一次但不是最後一次必須追溯性地制定標準。 與基本的阿帕網協議不同，在任何電子郵件標準出現之前，已經存在許多變體。 不可避免地，圍繞描述電子郵件標準 RFC 680 和 720 的主要文件出現了爭議和政治緊張局勢。特別是，非 Tenex 作業系統的用戶對提案中的假設與 Tenex 功能相關感到惱火。 衝突從未升級太多——1970世紀XNUMX年代的所有阿帕網用戶仍然屬於同一個、相對較小的科學界，分歧並沒有那麼大。 然而，這是未來戰鬥的一個例子。
電子郵件的意外成功是 1970 世紀 XNUMX 年代網路軟體層（從網路物理細節中最抽象的層）發展中最重要的事件。 同時，其他人決定重新定義底層的「通訊」層，其中位元從一台機器流向另一台機器。
ALOHA
1968 年，諾瑪·艾布拉姆森 (Norma Abramson) 從加州來到夏威夷大學，並擔任電機工程和電腦科學教授。 其大學在歐胡島有一個主校區，在希洛有一個衛星校區，以及分佈在歐胡島、考愛島、毛伊島和夏威夷群島的幾所社區學院和研究中心。 它們之間有數百公里的水域和山地。 主校區擁有功能強大的 IBM 360/65，但從 AT&T 訂購一條租用線路連接到位於一所社區學院的終端並不像在大陸那麼容易。
艾布拉姆森是雷達系統和資訊理論的專家，曾在洛杉磯休斯飛機公司擔任工程師。 他的新環境，以及與有線數據傳輸相關的所有物理問題，激發了艾布拉姆森提出一個新想法- 如果無線電是比電話系統更好的連接計算機的方式，那會怎麼樣？畢竟，電話系統的設計目的是攜帶語音而不是數據？
為了測試他的想法並創建一個名為 ALOHAnet 的系統，艾布拉姆森獲得了 ARPA 的 Bob Taylor 的資助。 在其最初的形式中，它根本不是一個電腦網絡，而是一種用於與遠端終端進行通訊的媒介，該系統是為位於歐胡島園區的 IBM 電腦設計的單一分時系統。 與阿帕網一樣，它有一個專用的小型電腦來處理 360/65 機器接收和發送的資料包 - Menehune，夏威夷語中的 IMP。 然而，ALOHAnet 並沒有像 ARPANET 那樣透過在不同點之間路由資料包而使生活變得複雜。 相反，每個想要發送訊息的終端只需以專用頻率透過無線方式發送訊息即可。
1970 世紀 XNUMX 年代末期全面部署 ALOHAnet，網路上有多台計算機
處理這種公共傳輸頻寬的傳統工程方法是將其以廣播時間或頻率劃分來切割為多個部分，並將一個部分分配給每個終端。 但是，要使用此方案處理來自數百個終端的訊息，有必要將每個終端限制在可用頻寬的一小部分，儘管事實上只有少數終端可以實際運作。 但艾布拉姆森決定不阻止終端同時發送訊息。 如果兩個或多個訊息相互重疊，中央電腦會透過糾錯碼偵測到這一點，並且不會接受這些資料包。 由於未收到資料包已收到的確認，發送者會在經過一段隨機時間後嘗試再次發送資料包。 Abramson 估計，這樣簡單的操作協議可以支援多達數百個同時操作的終端，並且由於大量訊號重疊，將利用 15% 的頻寬。 但根據他的計算，結果發現，隨著網路的增多，整個系統就會陷入噪音的混亂之中。
未來的辦公室
艾布拉姆森的「分組廣播」概念一開始並沒有造成太大迴響。 但幾年後，她重生了，而且已經在大陸了。 這要歸功於施樂新的帕洛阿爾托研究中心 (PARC)，該中心於 1970 年在史丹佛大學旁開業，該地區最近被暱稱為「矽谷」。 施樂的一些靜電複印專利即將到期，因此該公司因不願或無法適應計算和集成電路的興起而面臨著因自身成功而陷入困境的風險。 施樂公司研究部門負責人傑克·戈德曼（Jack Goldman）說服了大老闆們，新實驗室——遠離總部的影響，氣候舒適，薪資豐厚——將吸引所需的人才，使公司保持在信息架構發展的最前沿。 。 未來。
PARC 無疑成功地吸引了最優秀的電腦科學人才，不僅因為工作條件和豐厚的薪水，還因為羅伯特·泰勒的存在，他於 1966 年作為 ARPA 資訊處理技術部門的負責人啟動了 ARPANET 項目。 是一位來自布魯克林的熱情而雄心勃勃的年輕工程師和電腦科學家，他是透過與 ARPA 的聯繫被帶到 PARC 的人之一。 他於 1972 年 1972 月加入該實驗室，此前他曾在 ARPA 兼職研究生，發明了一種將 MIT 連接到網路的介面。 在 PARC 定居後，他仍然是 ARPANET 的「調解人」——他走遍全國，幫助將新點連接到網絡，並為 XNUMX 年國際電腦通訊會議上的 ARPA 演示做準備。
當梅特卡夫到達時，帕洛阿爾托研究中心正在進行的計畫之一是泰勒提出的將數十甚至數百台小型電腦連接到網路的計畫。 年復一年，電腦的成本和尺寸不斷下降，遵循著不屈不撓的意志 。 展望未來，帕洛阿爾托研究中心的工程師預見，在不遠的將來，每個辦公室職員都將擁有自己的電腦。 作為這個想法的一部分，他們設計並製造了 Alto 個人計算機，並將其副本分發給實驗室的每位研究人員。 泰勒對電腦網路的實用性的信念在過去五年中變得更加堅定，他也希望將所有這些電腦連接在一起。
阿爾托。 計算機本身位於下面一個迷你冰箱大小的櫃子中。
到達 PARC 後，梅特卡夫承擔了將實驗室的 PDP-10 克隆連接到阿帕網的任務，並很快贏得了「網路專家」的聲譽。 因此，當泰勒需要阿爾託的網絡時，他的助手轉向梅特卡夫。 與 ARPANET 上的電腦一樣，PARC 上的 Alto 電腦彼此之間幾乎沒有什麼可說的。 因此，網路的一個有趣的應用再次成為人與人之間交流的任務——在這種情況下，以雷射印刷的文字和圖像的形式。
雷射印表機的關鍵想法並非起源於帕洛阿爾托研究中心，而是起源於東海岸紐約韋伯斯特最初的施樂實驗室。 當地物理學家加里·斯塔克威瑟 (Gary Starkweather) 證明，相干雷射光束可以用來滅活靜電複印鼓的電荷，就像影印時使用的散射光一樣。 當正確調製時，光束可以在鼓上繪製任意細節的圖像，然後可以將其轉移到紙張上（因為只有鼓的無電部分會吸收墨粉）。 這種電腦控制的機器將能夠產生人們能想到的任何圖像和文字的組合，而不是像影印機那樣簡單地複製現有文件。 然而，斯塔克威瑟的瘋狂想法並沒有得到他在韋伯斯特大學的同事或上級的支持，因此他於1971 年轉到帕洛阿爾托研究中心，在那裡他遇到了更感興趣的觀眾。 雷射印表機能夠逐點輸出任意影像，使其成為 Alto 工作站的理想合作夥伴，具有像素化單色圖形。 使用雷射印表機，用戶顯示器上的 XNUMX 萬個像素可以直接且清楚地列印到紙張上。
Alto 上的點陣圖。 以前沒有人在電腦顯示器上看過這樣的東西。
在大約一年的時間裡，斯塔克韋瑟在帕洛阿爾托研究中心其他幾位工程師的幫助下，消除了主要的技術問題，並在主力施樂7000 的底盤上構建了雷射印表機的工作原型。它以相同的速度列印頁面 -每秒一頁 - 解析度為每英吋 500 點。 印表機內建的字元產生器以預設字型列印文字。 尚不支援任意圖像（除了可以從字體創建的圖像之外），因此網路不需要每秒向印表機傳輸 25 萬位元。 然而，為了完全佔用印表機，在當時需要令人難以置信的網路頻寬——每秒 50 位元是 ARPANET 的能力極限。
第二代 PARC 雷射印表機，多佛 (1976)
阿爾托阿羅哈網絡
那麼梅特卡夫是如何填補這一速度差距的呢？ 於是我們又回到了 ALOHAnet - 事實證明，梅特卡夫比任何人都更了解資料包廣播。 在前一年的夏天，當梅特卡夫在華盛頓與史蒂夫·克羅克(Steve Crocker) 討論ARPA 業務時，他正在研究秋季電腦大會的會議記錄，並偶然發現了艾布拉姆森( Abramson) 在ALOHAnet 上的工作。 他立即意識到這個基本想法的天才，但它的實施還不夠好。 透過對演算法及其假設進行一些更改（例如，讓發送者在嘗試發送訊息之前首先監聽以等待通道清理，並且在通道堵塞的情況下以指數方式增加重傳間隔），他可以獲得頻寬根據Abramson 的計算，利用率增加了90%，而不是15%。 梅特卡夫花了一段時間去夏威夷旅行，在哈佛大學因缺乏理論基礎而拒絕了原始版本後，他將自己關於 ALOHAnet 的想法納入了博士論文的修訂版中。
梅特卡夫最初將他向 PARC 引入分組廣播的計劃稱為“ALTO ALOHA 網路”。 然後，在 1973 年 XNUMX 月的一份備忘錄中，他將其重新命名為“以太網路”，指的是發光以太，這是 XNUMX 世紀攜帶電磁輻射物質的物理概念。 「這將促進網路的傳播，」他寫道，「誰知道還有什麼其他訊號傳輸方法會比廣播網路的電纜更好； 也許它將是無線電波，或電話線，或電力，或頻率復用有線電視，或微波，或它們的組合。”
梅特卡夫 1973 年備忘錄中的草圖
從 1973 年 XNUMX 月開始，梅特卡夫與另一位 PARC 工程師 David Boggs 合作，將他關於新型高速網路的理論概念轉化為工作系統。 它不像 ALOHA 那樣透過空中傳輸訊號，而是將無線電頻譜限制在同軸電纜上，與 Menehune 有限的射頻頻寬相比，這大大增加了容量。 傳輸媒體本身是完全被動的，不需要任何路由器來路由訊息。 它價格便宜，可以輕鬆連接數百個工作站（PARC 工程師只需將同軸電纜穿過建築物並根據需要添加連接），並且每秒能夠傳輸 XNUMX 萬位元。
羅伯特·梅特卡夫 (Robert Metcalfe) 和大衛·博格斯 (David Boggs)，1980 年代，梅特卡夫創立 3Com 出售乙太網路技術幾年後
到 1974 年秋天，未來辦公室的完整原型在帕洛阿爾托啟動並運行 - 第一批 Alto 計算機，配有繪圖程序、電子郵件和文字處理器、Starkweather 的原型印表機以及以太網網絡這一切。 中央檔案伺服器儲存的資料不適合本機 Alto 驅動器，是唯一的共用資源。 PARC 最初將乙太網路控制器作為 Alto 的可選配件提供，但當系統推出後，人們發現它是一個必要的部分； 同軸電纜源源不絕地傳送訊息，其中許多是從印表機列印出來的——技術報告、備忘錄或科學論文。
在 Alto 開發的同時，另一個 PARC 專案試圖將資源共享理念推向新的方向。 PARC 線上辦公系統 (POLOS) 由 Bill English 和其他從史丹佛研究所 Doug Engelbart 線上系統 (NLS) 計畫中逃脫的人開發和實施，由 Data General Nova 微型電腦網路組成。 但 POLOS 並沒有將每台機器專門用於滿足特定的用戶需求，而是在它們之間轉移工作，以最有效的方式服務整個系統的利益。 一台機器可以為使用者螢幕產生影像，另一台機器可以處理阿帕網流量，第三台機器可以處理文字處理器。 但事實證明，這種方法的複雜性和協調成本過高，該計劃在自身壓力下崩潰了。
同時，沒有什麼比泰勒對 Alto 計畫的擁抱更能體現他對資源共享網路方法的情感拒絕。 Alan Kay、Butler Lampson 和其他 Alto 作者將使用者可能需要的所有運算能力帶到了他辦公桌上自己的獨立電腦上，而他不必與任何人共享。 網路的功能不是提供對一組異質電腦資源的訪問，而是在這些獨立的島嶼之間傳輸訊息，或將它們儲存在某個遙遠的海岸上 - 用於列印或長期存檔。
儘管電子郵件和ALOHA 都是在ARPA 的支持下開發的，但乙太網路的出現是1970 世紀XNUMX 年代的幾個跡象之一，表明電腦網路變得過於龐大和多樣化，以至於單一公司無法主導該領域，我們將跟踪這一趨勢在下一篇文章中。
還有什麼要讀的
- 麥可‧希爾茲克《閃電經銷商》(1999)
- James Pelty，電腦通訊史，1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
- M·米切爾·沃德羅普，《夢想機器》(2001)
來源： www.habr.com