Интернет не появился из ниоткуда. Он имеет прямую связь с конкретным проектом, финансируемым Министерством обороны США в конце 1960-х годов. Этот проект назывался ARPANET.
Сеть передовых исследовательских проектов (Advanced Research Projects Agency Network) была экспериментальной компьютерной сетью. Она стала предшественником всего того, что сегодня мы называем интернетом. Инициативу профинансировало Агентство передовых исследовательских проектов (ARPA). Цель была простой на бумаге: соединить компьютеры в исследовательских учреждениях, финансируемых Пентагоном. Это делалось через существующие телефонные линии.
«Цель ARPANET всегда была скорее академической, чем военной»
Паранойя времен Холодной войны сформировала архитектуру. Военным командирам нужна была система связи без единого центрального ядра. Они опасались единой точки отказа. Если бы противник атаковал штаб-квартиру или базу операций, вся сеть могла бы мгновенно отключиться. Один удар мог бы погасить все данные.
Решением стала децентрализованная конструкция. Не было главного хаба. Не было центрального «мозга», который можно было бы уничтожить. Это привело к щупальцеобразной структуре, которую мы видим сегодня. Академические учреждения присоединились к сети. Они расширили её охват за пределы военных лабораторий. Интернет по сути сохранил эту форму. Просто в гораздо больших масштабах.
Мы по-прежнему используем эту логику каждый день. Когда вы загружаете веб-страницу, вы подключаетесь не к одному серверу. Вы перемещаетесь по сети соединений. Это дизайн, рождённый из страха. И он работает именно благодаря этому.
Человеческая сторона ARPANET
Холодная война и паранойя породили интернет. Это суровая правда. В 1960-е годы военные лидеры опасались, что советские реактивные бомбардировщики могут нанести внезапные ядерные удары. Им нужна была система командования, которая не рухнула бы под давлением. Поэтому они создали SAGE (Semi-Automatic Ground Environment, Полув автоматическая наземная система). Это было масштабное предприятие, стоившее 61 миллиард долларов и потребовавшее шесть лет на развертывание.
SAGE использовала 23 центра управления. Каждый из них содержал мейнфрейм, способный одновременно отслеживать 400 воздушных судов. Он мог отличить дружественный самолет Cessna от враждебного бомбардировщика. Но название говорило само за себя. Это была только полу автоматическая система. Люди должны были принимать окончательные решения.
Это ограничение стало семенем для чего-то гораздо большего.
Джозеф Карл Робнетт Ликлайдер увидел потенциал в этом человеческом взаимодействии. В эссе 1960 года он назвал это симбиозом человека и компьютера. Его идея была радикальной: объединить человеческий разум со скоростью и логикой компьютера. Это привело бы к более обоснованным решениям.
В 1962 году Ликлайдер присоединился к ARPA. Он руководил Управлением по передовым методам обработки информации (IPTO) всего два года. Этот короткий период изменил все. Он переименовал свое управление из Исследовательского отдела управления и контроля в IPTO. Он продвигал интерактивные вычисления. Он верил, что сотрудничество людей и машин может создать лучший мир.
Финансирование последовало за его видением. За время работы в IPTO ARPA профинансировала примерно 70 процентов всех исследований в области компьютерных наук в США. Это была не душная военная бункерная система. Это была площадка для радикальных идей. ARPANET предназначалась не только для обороны. Она касалась графики. Параллельной обработки данных. Авиасимуляторов. И сетевого взаимодействия.
Почему Тейлор включил сеть
Иван Сазерленд занял пост руководителя IPTO в 1964 году. Роберт Тейлор последовал за ним в 1966 году. Тейлор заметил нечто странное в своем офисе в Пентагоне.
У него было три терминала телепринтера. Каждый из них был подключен к удаленному мейнфрейму с системой разделения времени.
1. Systems Development Corp в Санта-Монике.
2. Проект Genie Калифорнийского университета в Беркли.
3. Совместная система разделения времени (Multics) Массачусетского технологического института (MIT).
Тейлор наблюдал за экранами. Компьютеры оживали. Локальные пользователи подключались. Они обменивались сообщениями. Они делились файлами. Вокруг оборудования формировались интерактивные сообщества.
Тейлор осознал неэффективность ситуации. Зачем нужны три отдельные машины для общения с тремя несовместимыми системами? Это не имело смысла. Он хотел один протокол. Один язык. Один способ для любого терминала общаться с любым компьютером.
Это наблюдение напрямую привело к предложению о разработке ARPANET. Он обеспечил финансирование. Видение было ясным: связать исследователей и компьютеры независимо от их местоположения.
Рождение публичного плана
Черновик плана попал в поле зрения общественности в октябре 1967 года. На симпозиуме ACM в Гатлинбурге, штат Теннесси, была объявлена эта план. Цель? Связать 16 университетов и исследовательских центров, спонсируемых ARPA, по всей территории США.
Это был рискованный шаг. Чарльз М. Херцфельд, бывший директор ARPA, отметил, что военная роль была второстепенной. Реальной целью было соединение людей. Никто не знал, сработает ли это. Первоначальные 1 миллион долларов были получены из средств, перенаправленных с программы противоракетной обороны.
Летом 1968 года Министерство обороны запросило предложения. Компания Bolt, Beranek, and Newman (BBN) из Кембриджа, штат Массачусетс, выиграла контракт на 1 миллион долларов в январе 1969 года.
Тейлор стал апостолом этого нового мира. Он снова объединился с Ликлайдером. В 1968 году они опубликовали статью «Компьютер как устройство связи» в журнале Science and Technology.
Первая строка стала шоком.
«Через несколько лет люди смогут общаться эффективнее через машину, чем лицом к лицу».
Они предсказали глобальные онлайн-сообщества. Интерфейсы, чувствительные к настроению. Первое публичное представление потенциала сетевых цифровых вычислений. Это привлекло исследователей. Это подготовило почву для дальнейшей истории.
ARPANET создавалась не для удобства. Она создавалась для выживания. Цель была простой: передавать данные на огромные расстояния, не полагаясь на хрупкие выделенные телефонные линии. Если линия выходила из строя, соединение разрывалось. Это было неприемлемо для сети, предназначенной для выживания в условиях катастрофы. Решение? Пакетная передача данных.
Пол Баран из Корпорации RAND уже разработал эту концепцию. Ему поручили создать коммуникационную сеть, способную пережить ядерный удар. Его ответом стала «маршрутизация по принципу «горячего картофеля»». Военные проигнорировали его. Его статья 1964 года была засекречена, убрана на полку и забыта.
К счастью, она попала в руки исследователей ARPA. Они обнаружили её. Они осознали, что это недостающее звено. Концепция Барана стала основой ARPANET и, как следствие, современного интернета. Без пакетной передачи веб в том виде, в каком мы его знаем, не существовал бы.
Что такое пакет данных на самом деле?
Представьте большой файл, например, электронное письмо или видео. Пакетная передача разбивает его на крошечные, удобные для обработки фрагменты. Эти фрагменты не всегда следуют одним и тем же путями. Они даже не обязаны прибывать в порядке очереди.
Каждый пакет содержит заголовок. Это метка, которая гласит: «Я являюсь частью сообщения №402. Я фрагмент B. Соберите меня после A и перед C».
Также задействована математика. Контрольные суммы (checksums) подтверждают, что данные не были искажены во время передачи. Если пакет теряется, система запрашивает его повторную отправку. Сеть использует компьютеризированные коммутаторы для маршрутизации пакетов по путям наименьшего сопротивления. Это предотвращает те самые заторы, которые возникают на выделенных линиях. Это эффективно. Это устойчиво. И это работает поверх существующей телефонной инфраструктуры.
Авария, которая положила начало всему
В конце 1969 года аспиранты Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) под руководством Леонарда Кляйнрока подготовились к отправке первого сообщения. Целью был Исследовательский институт в Стэнфорде. Человек, который печатал текст, — Чарли Клайн.
Он вошел в систему. Он напечатал «L-O-G». Система зависла.
Буква «G» так и не была напечатана. Первая передача по ARPANET провалилась сразу же.
Это не было грандиозным запуском. Это был сбой. Но ошибки были быстро исправлены. Соединения стали безупречными. Ограничения были очевидны с самого начала. Вы могли войти в удаленные машины, печатать на удаленных принтерах или передавать файлы. Вот и всё. Три функции. Ничего вычурного.
Тем не менее, интерес был интенсивным. Академические учреждения бросились подключаться. К концу 1969 года были подключены Калифорнийский университет в Санта-Барбаре и Юта.
Экспоненциальный рост
Сеть росла быстро. Слишком быстро для некоторых ранних ожиданий.
- Апрель 1971 года : 15 узлов. 23 хост-терминала.
- Ключевые добавления : BBN (подрядчик), MIT, RAND, NASA.
- Январь 1973 года : 35 узлов.
- 1976 год : 63 подключенных хоста.
Это была испытательная площадка. Каждый день приносил новые эксперименты. Протоки эволюционировали. Telnet появился для удаленного входа. Протокол передачи файлов (FTP) стандартизировал перемещение данных. Протокол сетевого управления (NCP) обеспечивал стабильность соединений.
Но убийственная функция появилась тихо. В 1971 году Рэй Томлинсон из BBN написал первую программу электронной почты. Он не изобрел концепцию обмена сообщениями, но сделал её рабочей на ARPANET.
Сообщество мгновенно приняло её. Затем появились списки рассылки. Виртуальные дискуссионные группы формировались за ночь. SF-LOVERS стал одним из первых списков, посвященным поклонникам научной фантастики. Это было неформально. Это было по-человечески. Это было совершенно не похоже на жесткую, военную передачу данных, для которой была предназначена сеть.
Инфраструктура для выживания породила культуру общения. Пакеты всё ещё перемещались. Маршруты всё ещё менялись. Но цель изменилась. Речь шла уже не только о сохранении данных. Речь шла о том, чтобы позволить людям общаться.
Протокол, приручивший сети
У ARPANET была серьезная слепая зона. Она не могла взаимодействовать с другими вычислительными сетями, возникшими вслед за ней. Архитектура требовала слишком большого контроля. Слишком большой стандартизации. Машины и оборудование должны были подчиняться одним и тем же жестким правилам. Это стало узким местом. К весне 1973 года Винт Серф и Боб Кан уперлись в стену. Им нужно было соединить ARPANET с двумя другими развивающимися системами: SATNET — спутниковой сетью, и ALOHANET — системой пакетной радиосвязи, базирующейся на Гавайях.
Решение пришло не в лаборатории. Оно пришло в лобби отеля. Серф ждал. Он придумал новый протокол компьютерной связи. Шлюз между сетями. В итоге он стал известен как протокол управления передачей/сетевой протокол (TCP/IP).
Впервые протестированный на ARPANET в 1977 году, он был не просто улучшением. Это был механизм передачи данных. Одна сеть могла передавать пакеты данных другой. Затем другой. Затем еще одной. Когда Интернет в конечном итоге стал сетью сетей, именно это нововведение удерживало его вместе. Оно остается основой современного Интернета.
От NCP к TCP/IP: Великий переход
Почему это имело значение? Потому что старая гвардия не собиралась уходить тихо. В 1975 году ARPANET перешла под управление Агентства оборонной связи. Она больше не была экспериментальной. И она больше не была одинокой. В конце 1970-х годов произошел всплеск появления новых сетей.
- CSNET (Computer Science Research Network — Сеть исследований в области компьютерных наук)
- CDnet (Canadian Network — Канадская сеть)
- BITNET (Because It’s Time Network — Сеть «Потому что пора»)
- NSFNET (National Science Foundation Network — Сеть Национального научного фонда)
NSFNET в конечном итоге заменил ARPANET в качестве магистральной сети Интернета. Сам же он позже был вытеснен коммерческими сетями. Но в 1983 году ландшафт стремительно менялся.
В том же году был принят термин «Интернет». Это совпало с широким использованием TCP/IP. ARPANET был разделен. MILNET взял на себя военные и оборонные функции. Гражданская версия осталась. Слово «Интернет» изначально было придумано просто как удобный способ обозначения комбинации этих двух сетей. Сетевое взаимодействие (Internetworking).
Конец эпохи ARPANET начался в середине 1982 года. Его оригинальный протокол связи, NCP, был отключен на один день. Только те сетевые узлы, которые перешли на язык TCP/IP Серфа, могли общаться. Это была принудительная миграция. 1 января 1983 года NCP был предан истории. TCP/IP стал универсальным протоколом.
Связь с UNIX
Последний прорыв для TCP/IP произошел в 1985 году. Он был встроен в версию операционной системы UNIX. Это поместило его в рабочие станции Sun Microsystems. Нагтон отмечает, что это поместило его «в самое сердце операционной системы, которая управляла большинством компьютеров, на которых в конечном итоге работал Интернет».
Серф лучше всего резюмировал это: «История Сети — это история протоколов».
По мере роста бесплатных и коммерческих онлайн-сервисов, таких как Prodigy, FidoNet, Usenet и Gopher, важность ARPANET уменьшалась. NSFNET стал магистральной сетью. Старая система была окончательно отключена в 1989 году. Официально выведена из эксплуатации в 1990 году.
Два года до того, как Тим Бернерс-Ли снова изменит всё с помощью Всемирной паутины. Инфраструктуры больше не было. Фундамент остался.
