Od ARPANETu do INTERNETu

[bavarsky]

Historia rozpoczyna się pod koniec lat 50. XX wieku; Zimna Wojna przybrała wielce groźne oblicze, rozbudowa arsenału nuklearnego, koncepcji prowadzenia wojny jądrowej; totalnej, to wszystko powodowało duże zaniepokojenie m.in. Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych, który plasując się w wyżynach władzy, był jednym z tych szczególnych organów państwa który spore zaniepokojenie, przekładał na chęć wprowadzania ciągłych poprawek do krajowego systemu obrony; z myślą przewodnią "na wypadek konfrontacji ze Związkiem Radzieckim."

To co ów Departament najbardziej naówczas niepokoiło; to sposób bardzo scentralizowanej sieci telefonicznej; prowadzonej i rozwijanej przez krajowego monopolistę AT&T [szczególne prawa wiązały się ze szczególnymi przywilejami agencji rządowych które korzystały z tej sieci].

Otóż na wypadek zmasowanych uderzeń jądrowych z wykorzystaniem rakiet balistycznych na główne miasta USA, zniszczeniu uległaby również infrastruktura telefoniczna w postaci głównych central telekomunikacyjnych które zapewniały przekierowywania rozmów dla całego kraju, od wschodniego po zachodnie wybrzeże. W takiej sytuacji komunikacja w celach wojskowych czy cywilnych nie byłaby możliwa. Funkcjonowałyby tylko co najwyżej małe wyizolowane wyspy które miałby łączność na niewielkim tylko obszarze. Chaos wojny, dodatkowo komplikowałaby wszelkie próby "naprawienia" sytuacji.

Dlatego też Departament Obrony zorganizował konkurs na rozwiązanie powyższej bolączki, stworzenie zdecentralizowanego systemu łączności, tj. rozwiązania które gwarantowało komunikację m.in. po "kablu" niezależnie od pracujących czy zniszczonych głównych central telefonicznych.

I tak w połowie 1960 roku, ogłoszono że kontrakt wygrała RAND Corporation, a jeden z jej inżynierów Paul Baran, opracował koncepcję rozproszonego systemu łączności, tolerancyjnego na niedoskonałości linii telefonicznej [na wypadek zerwania połączenia w jednym punkcie, pakiety danych szukały innego nadrabiając choćby tysiące kilometrów, aby tylko dotrzeć do punktu docelowego].

Otóż na szkicu poniższym w punkcie B zapodaję koncepcję Barana w całej okazałości:

Tradycyjny system łączności pokazany nad punktem A, okraszony jest małymi, średnimi 'kropkami' w tym jedną wielką. Średnie punkty oraz jedna wielka kropka oznaczają centrale. W przypadku wyeliminowania głównego punktu i kilku "średnich" następuje dezintegracja sieci.

W rozwiązaniu typu "sieć" zaproponowanym przez Barana, nie ma central; bowiem zarówno adresat jak i nadawca jest sam dla siebie centralą, która w sposób aktywny potrafi dobrać drogę przesyłu informacji po "kablu", a przy wykorzystaniu dodatkowego sprzętu; uzupełnić przekaz przez satelitę czy radio, tak by zainteresowany otrzymał wiadomość niezależnie od stopnia zniszczenia głównych 'magistral' łączności.

Jak możemy sobie uzmysłowić, zniszczenie kilku kropek na szkicu B, nie niszczy całej sieci; transmisja w dalszym ciągu jest możliwa.

Niemniej pomysł Barana i korporacji RANDa, rozbił się względnie szybko o słowo NIE, które padło z ust szefostwa AT&T; jak i o fundusze którymi Departament Obrony, jak się niebawem okazało nie potrafił zarządzać. Śledztwo zaprowadzone przez prezydenta Eisenhowera wykazało że zarówno Marynarka, Armia oraz Lotnictwo; wisiało nad budżetem Pentagonu przeznaczonym na rozwój nowych technologii; marnotrawiąc czas i środki w nieefektywny sposób.

Potrzeba było kilku kolejnych lat, by już pod auspicjami nowo powołanej agencji rządowej, która miała dotować pomysły pod szyldem Pentagonu mające w mianowniku służbę dla USA; by ów pomysł Barana wyewoluował i rozwinął się w "postać fizycznie namacalną".

Ową agencją, do której należało rozdawanie pieniędzy na ambitne projekty była Advanced Research Projects Agency w skrócie ARPA.

Ale o tym może kiedy indziej.

Edytowane 19 Styczeń 2015 przez bavarsky

[bavarsky]

Ha, przypatkiem natrafiłem na prawdziwą perełkę; dokument z 1972 pt. Computer Networks - The Heralds Of Resource Sharing w którym m.in. wystąpił: Fernando 'Corby' Corbato !

https://www.youtube.com/watch?v=RZa5DB1ie3Y

[fraszka]

Bavarsky napisał "Ale o tym może kiedy indziej".

no to ja czekam,

bardzo ciekawy post, dziękuję.

[bavarsky]

Dziękuję, fraszka, że się Szanownej podobało.

Kontynuując..

Parę lat po anulowaniu projektu Paula Barana bo w 1967 r., Larry Roberts, zarządzający składanymi w ramach ARPA projektami; zainteresował się koncepcją zdalnego logowania do komputerów wykorzystując do tego celu połączenia sieciowe.

Problem do rozwiązania był zasadniczy. Otóż w owych czasach nie przejmowano się standaryzacją w znaczeniu globalnym, praktycznie każdy komputer czy był to IBM'a, DEC'a czy CDC, różnił się od siebie od osprzętu po oprogramowanie, systemy operacyjne które mogły zaradzić łączności w wyższej formie tj. abstrakcji, typu time sharing dopiero były w początkowej choć wielce zintensyfikowanej fazie rozwoju np. Multics. Słowem nie mogłeś ot tak wziąć kabla i podłączyć dwóch różnych mainfremów jak np. IBM System/360 z CDC 6600, by łączność została nawiązana należało stworzyć od zera, bądź zakupić u producenta koncentrator/translator, który umożliwiałby łączność.

Było to wprawdzie do wykonania, ale tylko w warunkach laboratoryjnych; nie na wielką "krajową" skalę.

Larry Roberts zdawał sobie z tego sprawę, dlatego też im dalej zagłębiał się w temat - począł poznawać opinie wielu osób które próbowały rozwiązać tę bolączkę jak np. Wesley Clark, który sugerował by najpierw stworzyć kręgosłup sieci w oparciu o podsieć która zajmowałaby się tylko transmisją i koordynacją w ramach tejże przesyłu pakietów tj. danych; obstawiał on zatem w koncepcji pośredniczenia podsieci, która rządziłaby się w całej strukturze jednakowymi standardami. Rdzeniem owej podsieci tą "centralą" miał być ROUTER, tj. prosty minikomputer na którym byłby zainstalowany zestaw protokołów sieciowych; tani i niezawodny; pobierający mało prądu mógłby działać przez cały czas, a umieszczony przy każdym z głównych komputerów, pośredniczyłby w przesyle informacji.

Poniżej obrazuję powyżej opisane zagwozdki:

[A] Bolączka Larryego Robertsa
-------------                       -------------
| Mineframe |-------- | X | --------|    CDC    |
| IBM S/360 |                       |    6600   |
-------------                       -------------

[b] Pomysł Wesleya Clarka w oparciu o koncepcję Paula Barana
-------------                                -------------
| Mineframe |----|ROUTER|----|----|ROUTER|---|    CDC    |
| IBM S/360 |             \  |  /            |    6600   |
-------------              \ | /             -------------
                          / | \                    
-------------             /  |  \            -------------
| Mineframe |----|ROUTER|----|----|ROUTER|---|    CDC    |
| IBM S/360 |             \  |  /            |    6600   |
-------------              \ | /             -------------
                          / | \                    
-------------             /  |  \            -------------
| Mineframe |----|ROUTER|----|----|ROUTER|---|    CDC    |
| IBM S/360 |                                |    6600   |
-------------                                -------------

W 1967 roku na sympozjum SIGOPS poświęconemu podstawom Systemów Operacyjnych zorganizowanego w ramach periodyku naukowego ACM, które odbyło się w miejscowości Gatlinburg w stane Tennessee, Roberts wygłosił mowę do zgromadzonych, a która to dotyczyła rozwiązań sieciowych zaprezentowanych graficznie na schemacie B, oraz ogólnym problemom ukazanym na schemacie A.

Ku jego wielkiemu zdziwieniu; okazało się że jeden z kolejnych prelegentów Donald Davies z National Physical Laboratory [dalej NCL] mieszczącego się w Anglii, zaprezentował zgromadzonym nie tylko podobną koncepcję do Robertsa, ale co bardziej istotne ukazał ową w prawdziwej 'akcji'. Połączył on bowiem kilka komputerów NCL w ramach sieci i rozwiązań zaprezentowanych przez Barana.

Można więc powiedzieć że impulsem do powstania ARPAnetu była wspomniana konferencja i prezentacja uczonego z Wielkiej Brytanii. Zmotywowała ona Robertsa do tego by kontynuował on swoje dociekania nie tylko w sferze teoretycznej ale co bardziej istotne w praktyce.

Niebawem zaprezentowano szczegóły owego "ROUTERU", który od początku był określany jako IMP tj. Interface Message Processor; samo słowo router; jest zresztą określeniem współczesnym; w latach 70. czy 80. obowiązywały nazwy IMP lub Fuzzball, ja posługuję się w tym wywodzie również współczesnym określeniem; by czytelnik miał możliwość realnego porównania; wszak routery są dziś reklamowane przez ładne blondynki; acz te mieszczą się na ich dłoni i obsługują sieci bezprzewodowe.

Podsieć która składała się z minikomputerów IMP miała przepustowość 56-kbps; by zwiększyć niezawodność sieci każdy IMP był przypisany co najmniej do dwóch innych alternatywnych IMP'ów; w razie zniszczenia kilku linii czy IMP'ów; przesyłane wiadomości mogłyby być automatycznie obchodzone alternatywnymi IMP'ami.

ARPA zdecydowała iż stworzy taką eksperymentalną sieć; przetarg na stworzenie IMP'a wygrała w grudniu 1968 r. firma BBN mająca siedzibę w Cambridge, Massachusetts. I niebawem w oparciu o zmodyfikowany minikomputer Honeywella DDP-316, pierwsze IMPy rozpoczęły pracę. Tutaj należy się jeszcze jedno wyjaśnienie minikomputery DDP-316 nie posiadały dysków do przechowywania informacji; te wszak były bardzo zawodne; cały stos protokołów komunikacyjnych był ładowany podczas startu do pamięci [dzisiaj określilibyśmy ją mianem RAM] i pozostawał w niej przez cały czas pracy maszyny. Po wyłączeniu IMP'a należało ponownie wgrać cały stos do pamięci.

cdn.

[bavarsky]

[bavarsky]

[bavarsky]

Dla zainteresowanych umieściłem na swoim komputerze kilka dokumentów tyczących routera Davida Millsa pt. Fuzzball pracującego na minikomputerze LSI-11:

http://argus.sytes.net/fuzzball/

W tym kod źródłowy; można sobie uruchomić na emulatorze RSX'a-11

Do tego zrobiłem rsync zbiorów z archiwum The Unix Heritage Society:

http://argus.sytes.net/TUHS/

[bavarsky]

Resztę wątku będę prowadził na blogu.