Насправді, Інтернет, ця чудова всесвітня цифрова мережа зв’язку, якою ви зараз користуєтеся, була створена тому, що одного чоловіка дратувало те, що в його офісі було забагато комп’ютерних терміналів.
Йшов 1966 рік. Роберт Тейлор був директором відділу технологій обробки інформації Агентства передових дослідницьких проектів. Агентство було створено в 1958 році президентом Ейзенхауером у відповідь на запуск . Отже, Тейлор працював у Пентагоні, чудовому місці для таких абревіатур, як ARPA і IPTO. У кімнаті поруч з його кабінетом стояли три масивні термінали. Кожен з них був підключений до окремого мейнфрейму. Всі вони працювали дещо по-різному, і було неприємно запам’ятовувати численні процедури для входу в систему та отримання інформації.
У ті часи комп’ютери займали цілі кімнати, а користувачі отримували доступ до них через телетайпні термінали – електричні друкарські машинки, підключені або до послідовного кабелю, або до модему і телефонної лінії. ARPA фінансувала численні дослідницькі проекти по всій території Сполучених Штатів, але користувачі цих різних систем не мали можливості ділитися своїми ресурсами один з одним. Хіба не було б чудово, якби існувала мережа, яка б об’єднала всі ці комп’ютери?
Мрія набуває форми
Попередник Тейлора, Джозеф “Дж. Ліклайдер, опублікував у 1963 році статтю, в якій химерно описав “Міжгалактичну комп’ютерну мережу”, що дозволила б користувачам різних комп’ютерів співпрацювати і обмінюватися інформацією. Ідея була здебільшого амбітною, і Ліклайдер не зміг перетворити її на реальний проект. Але Тейлор знав, що зможе.
У 1998 році Тейлор пояснив: “У більшості державних програм фінансування існують комітети, які вирішують, хто що отримає і хто що зробить. В ARPA це працювало інакше. Особа, яка відповідала за відділ, що займався конкретною технологією – в моєму випадку, комп’ютерними технологіями, – приймала рішення про те, що фінансувати, що робити і чого не робити. Рішення про створення ARPANET було моїм, з дуже малою кількістю бюрократичної тяганини або взагалі без неї”.
Тейлор увійшов до кабінету свого боса, Чарльза Герцфельда. Він розповів, як мережа може заощадити час і гроші ARPA, дозволивши різним установам ділитися ресурсами. Він запропонував почати з невеликої мережі з чотирьох комп’ютерів для перевірки концепції.
“Це буде важко зробити?” запитав Герцфельд.
<"О ні. Ми вже знаємо, як це зробити", - відповів Тейлор.
<"Чудова ідея, - сказав Герцфельд. "Вперед. У вашому бюджеті на мільйон доларів більше. Вперед".
Тейлор не брехав – принаймні, не зовсім. У той час багато людей у всьому світі думали про комп’ютерні мережі. Пол Баран, який працював у RAND, опублікував у 1964 році статтю, в якій описав, як розподілену військову мережеву систему можна зробити стійкою, навіть якщо деякі вузли будуть зруйновані під час ядерної атаки. У Великій Британії Дональд Девіс незалежно придумав щось подібне (без ядерної зброї) і винайшов термін для позначення способу зв’язку в таких мережах. Він назвав його “комутація пакетів”.
У звичайній телефонній мережі після певної комутації абонент і абонент з’єднувалися за допомогою спеціального дроту. Вони мали ексклюзивне право користуватися цим дротом до завершення розмови. Комп’ютери спілкувалися короткими серіями і не потребували пауз, як люди. Тому для двох комп’ютерів було б марно витрачати цілу лінію на тривалий час. Але як багато комп’ютерів могли спілкуватися одночасно без того, щоб їхні повідомлення не переплуталися?
<Відповіддю стала комутація пакетів. Повідомлення розбивалися на кілька фрагментів. До кожного пакету повідомлень додавався порядок і місце призначення. Після цього мережа могла маршрутизувати пакети будь-яким способом, який мав сенс. У пункті призначення всі відповідні пакети розміщувались у правильному порядку і знову збирались. Це було схоже на переїзд будинку через всю країну: Ефективніше було відправити всі частини окремими вантажівками, кожна з яких їхала своїм маршрутом, щоб уникнути заторів.
До кінця 1966 року Тейлор найняв програмного директора Ларрі Робертса. Робертс накидав на серветці схему можливої мережі і зустрівся зі своєю командою, щоб запропонувати проект. Одна з проблем полягала в тому, що кожному комп’ютеру в мережі потрібно було б використовувати значну частину своїх ресурсів для управління пакетами. Під час зустрічі Вес Кларк передав Робертсу записку, в якій говорилося: “Ти вивернув мережу навиворіт”. Альтернативний план Кларка полягав у тому, щоб доставити купу менших комп’ютерів для підключення до кожного хосту. Ці виділені комп’ютери виконували б усю важку роботу зі створення, переміщення та повторного збирання пакетів.
Завершивши проектування, Робертс розіслав запит на пропозиції щодо побудови ARPANET. Залишалося лише обрати переможця, і проект можна було розпочинати.
BB&N і IMPs
Компанії IBM, Control Data Corporation та AT&T були одними з перших, хто відгукнувся на запит. Всі вони відхилили його. Причини були однакові: жодна з цих гігантських компаній не вірила, що мережу можна побудувати. IBM і CDC вважали, що виділені комп’ютери будуть занадто дорогими, а AT&T категорично заявила, що комутація пакетів не працюватиме в її телефонній мережі.
В кінці 1968 року ARPA оголосило переможця тендеру: Вольт Беранек і Ньюман. Це здавалося дивним вибором. BB&N починала як консалтингова фірма, що розраховувала акустику для театрів. Але потреба в розрахунках призвела до створення обчислювального відділу, першим керівником якого став не хто інший, як Джей Сі Р. Ліклайдер (J.C.R. Licklider). Насправді, деякі співробітники BB&N працювали над планом побудови мережі ще до того, як було розіслано заявку на участь у конкурсі ARPA. Роберт Кан очолював команду, яка підготувала пропозицію BB&N.
Роберт Кан очолював команду, яка підготувала пропозицію BB&N.
Їхній план полягав у тому, щоб створити мережу “процесорів інтерфейсних повідомлень” (Interface Message Processors, IMPs) з комп’ютерів Honeywell 516. Це були посилені версії 16-розрядних міні-комп’ютерів. Кожен з них мав 24 кілобайта пам’яті і не мав ніяких інших накопичувачів, окрім пристрою для зчитування паперових стрічок, і кожен коштував 80 000 доларів (близько 700 000 доларів сьогодні). Для порівняння, на той час мейнфрейм IBM 360 коштував від 7 до 12 мільйонів доларів.
Суворий зовнішній вигляд 516 припав до душі BB&N, яка не хотіла, щоб купка студентів університету втручалася в її IMP. Комп’ютер не мав операційної системи, але й оперативної пам’яті для неї не вистачало. Програмне забезпечення для управління IMP було написане на голому металі з використанням мови 516. Одним із розробників був Вілл Кроутер, який згодом створив першу комп’ютерну гру.
Залишалася ще одна перешкода перед тим, як можна було використовувати ІМП: У конструкції Honeywell не вистачало певних компонентів, необхідних для обробки вхідних і вихідних даних. Співробітники BB&N були стурбовані тим, що перші 516, які вони назвали IMP-0, не мали робочих версій апаратних доповнень, які вони просили.
Це було вирішено Беном Барксом (Ben Barkley), який працював над проектом, і його командою.
<Бену Баркеру, блискучому студенту старших курсів, який проходив практику в BB&N, довелося вручну полагодити машину. Баркер був найкращим вибором, навіть незважаючи на те, що у нього був легкий параліч рук. Після кількох напружених 16-годинних днів, коли він обмотував і розмотував дроти, всі зміни були завершені і працювали. IMP-0 був готовий.
<Тим часом Стів Крокер з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі працював над набором специфікацій програмного забезпечення для хост-комп'ютерів. Не мало б значення, якби IMP були досконалими у надсиланні та отриманні повідомлень, якби самі комп'ютери не знали, що з ними робити. Оскільки хост-комп'ютери були частиною важливих академічних досліджень, Крокер не хотів виглядати диктатором, який вказує людям, що робити з їхніми машинами. Тому він назвав свій запит "Запит на коментарі", або RFC.
Цей єдиний акт ввічливості назавжди змінив природу обчислень. Відтоді кожна зміна оформлюється як RFC, а культура запиту на коментарі пронизує технологічну індустрію і сьогодні.
RFC № 1 пропонував два типи хостового програмного забезпечення. Перший був найпростішим з можливих інтерфейсів, у якому комп’ютер прикидався німим терміналом. Це було названо “емулятором терміналу”, і якщо ви коли-небудь займалися адмініструванням на сервері, ви, ймовірно, використовували такий емулятор. Другим був більш складний протокол, який можна було використовувати для передачі великих файлів. Ним став FTP, який використовується і сьогодні.
Один IMP, підключений до одного комп’ютера, не був мережею. Тому було дуже хвилююче у вересні 1969 року, коли IMP-1 був доставлений до BB&N, а потім відправлений повітряним транспортом до Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Перший тест ARPANET був проведений з одночасною телефонною підтримкою. План полягав у тому, щоб набрати “LOGIN”, щоб почати послідовність входу в систему. Обмін був таким:
“Ви отримали повідомлення?
“Ви отримали “L”?”
“Я отримав L!”
“Ви отримали “O”?”
<"У мене "О"! <"А ти отримав G?"
<"О ні, комп'ютер зламався!"
Це був невдалий початок. Комп’ютер на тому кінці дроту послужливо заповнював частину “GIN” у “LOGIN”, але емулятор терміналу не очікував трьох символів одразу і заблокувався. Це був перший випадок, коли автозаповнення зіпсувало комусь день. Помилка була виправлена, і тест успішно завершився.
IMP-2, IMP-3 та IMP-4 було доставлено до Стенфордського дослідницького інституту (де Даг Енгельбарт прагнув розширити можливості спілкування між людьми), Університету Санта-Барбари та Університету штату Юта.
Тепер, коли чотиривузлова тестова мережа була завершена, команда BB&N могла працювати з дослідниками на кожному вузлі, щоб випробувати ARPANET на міцність. У січні 1970 року вони навмисно створили першу в історії атаку на відмову в обслуговуванні, наводнивши мережу пакетами, поки вона не зупинилася.
На диво, багато адміністраторів ранніх вузлів ARPANET не дуже хотіли приєднуватися до мережі. Їм не подобалася ідея, що хтось інший може використовувати ресурси “їхніх” комп’ютерів. Тейлор нагадав їм, що їхні апаратні та програмні проекти здебільшого фінансувалися ARPA, тож вони не могли відмовитися.
Наступного місяця Стівен Карр, Стівен Крокер та Вінт Серф випустили . У ньому описувався протокол керування мережею (Network Control Protocol, NCP), який стандартизував, як хости будуть спілкуватися один з одним. Після того, як це було прийнято, мережа була запущена і працює.
Протягом наступних кількох років ARPANET значно зросла. Серед важливих подій – перший в історії обмін повідомленнями між двома різними комп’ютерами, надісланий Роєм Томлінсоном у липні 1972 року. Іншою революційною подією став PDP-10 у Гарварді, який моделював у реальному часі посадку літака на авіаносець. Дані надсилалися через ARPANET на графічний термінал в Массачусетському технологічному інституті, а каркасне графічне зображення надсилалося назад на PDP-1 в Гарварді і виводилося на екран. Хоча це було примітивно і повільно, технічно це був перший ігровий потік.
Важливий момент настав у жовтні 1972 року на Міжнародній конференції з комп’ютерних комунікацій. Це був перший раз, коли мережа була відкрита для громадськості. Інтерес до ARPANET зростав, і люди були схвильовані. Група керівників AT&T помітила короткий збій і розсміялася, будучи впевненою, що вони мали рацію, вважаючи, що комутація пакетів ніколи не запрацює. В цілому, однак, демонстрація мала приголомшливий успіх.
Але ARPANET вже не була єдиною мережею в світі.
Мережа мереж
Решта світу не стояла на місці. На Гаваях Норман Абрамсон і Франклін Куо створили мережу, яка з’єднала комп’ютери на островах за допомогою радіо. Це була перша публічна демонстрація бездротової мережі з комутацією пакетів. У Великобританії команда Дональда Девіса розробила мережу Національної фізичної лабораторії (NPL). Здавалося, що це гарна ідея – об’єднати ці мережі, але всі вони використовували різні протоколи, формати пакетів і швидкості передачі даних. У 1972 році керівники кількох національних мережевих проектів створили Міжнародну мережеву робочу групу. Серф був обраний її керівником.
Першою спробою подолати цей розрив стала мережа SATNET, також відома як Атлантична пакетна супутникова мережа. За допомогою супутникового зв’язку вона з’єднала американську мережу ARPANET з мережами у Великій Британії. На жаль, сама SATNET використовувала власний набір протоколів. У справжній технічній моді, спроба створити універсальний стандарт призвела до того, що натомість було створено стандарт.
Роберт Кан
Роберт Кан попросив Вінта Серфа спробувати вирішити ці проблеми раз і назавжди. Вони розробили новий план під назвою , або TCP. Ідея полягала в тому, щоб з’єднати різні мережі через спеціалізовані комп’ютери, які називалися “шлюзами”, що перекладали і пересилали пакети. TCP був схожий на конверт для пакетів, який гарантував, що вони потраплять до потрібного адресата в потрібній мережі. Оскільки деякі мережі не були гарантовано надійними, коли один комп’ютер успішно отримував повне і неушкоджене повідомлення, він надсилав підтвердження (ACK) назад відправнику. Якщо ACK не було отримано протягом певного часу, повідомлення надсилалося повторно.
У грудні 1974 року Серф, Йоген Далал і Карл Саншайн написали повний текст TCP. Через два роки Серф і Кан разом з десятком інших продемонстрували першу систему з трьома мережами. Демонстрація об’єднувала пакетне радіо, ARPANET і SATNET, і всі вони використовували TCP. Згодом Серф, Джон Постел та Денні Коен запропонували невелику, але важливу зміну: Вони повинні вилучити всю інформацію про маршрутизацію і помістити її в новий протокол, який називається Інтернет-протокол (IP). Усе інше, як-от розбиття та збирання повідомлень, виявлення помилок і повторна передача, залишилося б у TCP. Таким чином, у 1978 році протокол офіційно став називатися TCP/IP і назавжди залишився таким.
Якби історія створення Інтернету була фільмом, то вихід TCP/IP був би тріумфальним завершенням. Але все було не так просто. Світ змінювався, і шлях вперед був у кращому випадку туманним.
На той час приєднання до ARPANET вимагало оренди високошвидкісних телефонних ліній за 100 000 доларів на рік. Це обмежувало доступ до мережі великими університетами, дослідницькими компаніями та оборонними підрядниками. Ситуація змусила Національний науковий фонд (NSF) запропонувати нову мережу, яка була б дешевшою в експлуатації. Приблизно в той самий час виникли й інші освітні мережі. Хоча підключення цих мереж до зростаючого Інтернету мало сенс, не було жодних гарантій, що це триватиме й надалі. До того ж, працювали інші, більші сили.
До кінця 1970-х років комп’ютери значно вдосконалилися. Винахід мікропроцесора підготував ґрунт для менших і дешевших комп’ютерів, які тільки починали входити в домівки людей. На зміну громіздким телетайпам прийшли витончені, схожі на телевізори, термінали. Перший комерційний онлайн-сервіс , , був випущений для громадськості в 1979 році. Всього за 5 доларів на годину ви могли підключитися до приватної мережі, отримувати погодні та фінансові звіти, а також обмінюватися плітками з іншими користувачами. Спочатку ці системи були повністю відокремлені від Інтернету. Але вони швидко зростали. До 1987 року у CompuServe було 380 000 підписників.
Тем часом, прийняття TCP/IP не було гарантованим. На початку 1980-х років група Open Systems Interconnection (OSI) Міжнародної організації зі стандартизації (ISO) вирішила, що світ потребує більше абревіатур, а також нової, глобальної, стандартизованої мережевої моделі.
Модель OSI була вперше розроблена в 1980 році, але опублікована лише в 1984 році. Тим не менш, багато європейських урядів і навіть Міністерство оборони США планували перехід від TCP/IP до OSI. Здавалося, що цей новий стандарт був неминучим.
Поки світ чекав на OSI, Інтернет продовжував рости і розвиватися. У 1981 році була випущена четверта версія протоколу IP, IPv4. 1 січня 1983 року сама ARPANET повністю перейшла на використання TCP/IP. Цю дату іноді називають “народженням Інтернету”, хоча з точки зору користувача, мережа все ще функціонувала так само, як і багато років тому.
У 1986 році з’явилася мережа NFSNET, яка працювала під управлінням TCP/IP і була з’єднана з рештою Інтернету. Вона також використовувала новий стандарт – систему доменних імен (DNS). Ця система, яка використовується і сьогодні, використовує імена, що легко запам’ятовуються, для вказівки на індивідуальну IP-адресу комп’ютера. Комп’ютерним іменам призначалися домени “верхнього рівня” залежно від їхнього призначення, тож ви могли підключитися до “” в навчальному закладі або до “” в урядовому.
NFSNET швидко зростала, витіснивши ARPANET за розмірами. У 1989 році оригінальна ARPANET була виведена з експлуатації. IMP, які давно застаріли, були виведені з експлуатації. Проте всі хости ARPANET були успішно перенесені в інші мережі Інтернету. Подібно до корабля Тезея, ARPANET продовжував жити навіть після того, як кожен його компонент був замінений.
Але експерти і мудреці передбачали, що всі ці системи з часом повинні будуть перейти на модель OSI. Люди, які створили Інтернет, не були вражені. У 1987 році Крокер писав: “Якби ми звернулися до стародавніх містиків, то одразу побачили б, що потрібно сім рівнів”.
Першопрохідці Інтернету вважали, що вони витратили багато років на доопрацювання та вдосконалення працюючої системи. Але тепер з’явилася організація OSI з купою складних стандартів і очікувала, що всі приймуть їхній новий дизайн. Вінт Серф мав більш прагматичний погляд. У 1982 році він пішов з ARPA на нову роботу в MCI, де допоміг створити першу комерційну систему електронної пошти (MCI Mail), яка була підключена до Інтернету. Працюючи в MCI, він зв’язався з дослідниками в IBM, Digital та Hewlett-Packard і переконав їх експериментувати з TCP/IP. Однак керівництво цих компаній все ще офіційно підтримувало OSI.
Дебати тривали протягом другої половини 1980-х і на початку 1990-х років. Втомившись від нескінченних суперечок, Серф зв’язався з керівником Національного інституту стандартів і технологій (National Institute of Standards and Technology) і попросив його написати звіт для “блакитної стрічки”, в якому порівнювалися OSI і TCP/IP. Тим часом, плануючи наступника IPv4, Консультативна рада Інтернету (IAB) шукала натхнення в мережевому протоколі без з’єднань OSI та його 128-бітній адресації. В інтерв’ю для Ars Вінт Серф пояснив, що сталося далі.
<"Недоброзичливці з IETF [Internet Engineering Task Force] навмисно неправильно зрозуміли, що ми є зрадниками, прийнявши OSI, - сказав він. "Вони підняли гігантський галас. IAB було скинуто, і авторитет в системі змінився. Раніше IAB приймав рішення, але боротьба перевернула його, і IETF став розробником стандартів".
Щоб заспокоїти всіх, Серф виступив зі стриптизом на засіданні IETF у 1992 році. Він показав футболку з написом “ІВ НА ВСІМ”. На тій же зустрічі Девід Кларк підсумував почуття IETF, сказавши: “Ми відкидаємо королів, президентів і голосування. Ми віримо в грубий консенсус і працюючий код”.
Доля Інтернету
Розділений дизайн TCP/IP, який на той час був невеликим технічним вибором, мав довготривалі політичні наслідки. У 2001 році Девід Кларк і Марджорі Блюменталь написали статтю, в якій озирнулися на війну протоколів. Вони зазначили, що складні функції Інтернету виконувалися на кінцевих точках, тоді як сама мережа керувала лише IP-частиною і займалася лише переміщенням даних з місця на місце. Ці “наскрізні принципи” лягли в основу “…філософії Інтернету: свобода дій, розширення прав і можливостей користувачів, відповідальність кінцевого користувача за вчинені дії і відсутність засобів контролю “в” мережі, які обмежують або регулюють те, що можуть робити користувачі”, – зазначили вони.
Іншими словами, боротьба між TCP/IP та OSI була не просто за два конкуруючих набори абревіатур. З одного боку, у вас була невелика група комп’ютерних вчених, які витратили багато років на побудову відносно відкритої мережі і хотіли, щоб вона продовжувала розвиватися під їхнім власним доброзичливим керівництвом. З іншого боку, у вас був величезний колектив потужних організацій, які вважали, що вони повинні відповідати за майбутнє Інтернету – і, можливо, за поведінку кожного в ньому.
Але цей неможливий аргумент і остаточну долю Інтернету ось-ось мали вирішити не уряди, комітети чи навіть IETF. Світ назавжди змінився завдяки діям однієї людини. Це був скромний комп’ютерний науковець, який народився в Англії і працював у фізичному дослідницькому інституті в Швейцарії.
Цю історію ми розповімо в наступній статті нашого циклу.