УП ВСС

Помимо UCLA активно разработкой ARPANET занимались еще три организации: Стэндфордский Исследовательский Институт (SRI), Университет Калифорнии в Санта-Барбаре (UCSB) и Университет штата Юта (UTAH).

Эти четыре организации распределили между собой основные функции по созданию компонентов первой в истории территориально-распределенной сети.

Так, в UCLA занимались проведением измерительных испытаний в сети (измерительный центр сети), на базе SRI был образован сетевой информационный центр (Network Information Center, NIC). В функции центра входило поддержание таблиц соответствия между именами и адресами компьютеров, а также обслуживание каталога запросов на комментарии и предложе-

ния (Request For Comments, RFC).

ВUCSB и UTAH развивались проекты по прикладной визуализации. Глен Галлер и Бартон Фрайд из UCSB исследовали методы отображения математических функций с использованием дисплеев с памятью, позволяющих справиться с проблемой перерисовки изображения по сети. Роберт Тейлор и Иван Сазерленд в UTAH исследовали методы рисования по сети трехмерных сцен.

К концу 1969 года четыре узла перечисленных организаций были объединены в единую сеть ARPANET. До наших дней сохранился рабочий эскиз этой сети, который показан на рисун-

ке 1.29.

На рис. 1.29 узел UCLA (внизу), узел UCSB (слева), узел SRI (вверху в центре) и, наконец, узел UTAH (справа).

Вапреле 1969 года Стефан Крокер (работавший тогда в UCLA) опубликовал первый1 «Запрос для Комментария»2, основав, тем самым, серию публикаций RFC. Как оказалось позже,

это был ключевой шаг в развитии Internet.

Первоначально RFC-статьи печатались на бумаге и рассылались обычной медленной почтой. После того, как начал использоваться Протокол передачи файлов FTP, RFC-статьи распространялись в виде файлов и передавались по сети. Все RFC-статьи доступны в Internet, где они хранятся на десятках серверов во всех частях света. Пример такого Web-сервера по

1Первый RFC – «Программное обеспечение хост-машины» был опубликован 7 апреля (автор Стефан Крокер).

2Иногда переводится как «Запросы на Комментарии и предложения».

91

адресу http://www.faqs.org/rfcs/index.html, позволяет получить доступ к любой из более, чем 3.5 тысяч RFC-статей.

Рис. 1.29. Эскиз ARPANET из четырех узлов

RFC-статьи позволили создать положительную обратную связь, когда идеи и предложения, содержавшиеся в одном документе, служили отправной точкой для создания новых документов с новыми идеями, и так далее. Когда достигался определенный уровень согласия (или, по крайней мере, вырабатывался согласованный набор идей), готовились спецификации, подлежащие исполнению. Со временем RFC-статьи стали посвящаться в основном стандартам протоколов, хотя осталась и определенная доля информационных заметок, описывающих альтернативные подходы или идейные основы протокольных и технических решений. Открытый доступ к документам RFC (бесплатный для всех пользователей сети) способствовал развитию Internet, поскольку он позволял использовать действующие спецификации и во время занятий со студентами, и в процессе разработки новых систем.

Появление RFC и идеологии их разработки заложили фундамент будущего, не имеющего аналогов по масштабам и эффективности явления – Internet-сообщества.

92

Таким образом, первый этап развития Internet, завершился в 1969 году созданием сети ARPANET. На этом этапе были заложены фундаментальные положения построения будущей глобальной сети, что, однако, не уменьшает важности последующих этапов развития сети. В 1969 году до современного облика Internet было еще далеко, да и сами создатели первой глобальной сети не предполагали такого результата.

Следующий этап развития глобальных сетей характеризуется наращиванием технологий и расширением сети, поскольку, начиная с 1970 года число компьютеров, подключенных к ARPANET, быстро росло. При этом велись работы по созданию полнофункционального протокола межкомпьютерного взаимодействия и другого сетевого программного обеспечения.

В декабре 1970 года Сетевая рабочая группа (Network Working Group, NWG) под руководством Стефана Крокера завершила работу над первой версией протокола, получившего название Протокол Управления Сетью (Network Control Protocol, NCP), который был реализован на узлах ARPANET в 1971-1972 годах.

К 1971 году к сети ARPANET было подключено еще 15 уз-

лов (рис. 1.30).

Рис. 1.30. Географическая карта ARPANET в сентябре 1971 года

В начале 70-х годов обозначилась явная проблема дальнейшего расширения сети, заключающаяся в том, что подключаемые к сети вычислительные машины (потенциальные узлы сети) разрабатывались разными производителями (например,

наиболее распространенные DEC-10, PDP8, PDP11, IBM 360,

93

Multic, Honeywell и др.). Соответственно, эти вычислительные машины в большинстве своем были несовместимы между собой, что усложняло процесс расширения сети.

Воктябре 1972 года по инициативе Боба Кана и Ларри Робертса была организована Международная конференция по

компьютерной связи, на которой впервые были представлены возможности ARPANET1.

На фоне огромного успеха и признания сети ARPANET после ее демонстрации Ларри Робертсом была высказана идея о необходимости разработки общих протоколов, которую поддержали ведущие специалисты всего мира. Для согласования всех вопросов была сформирована Международная сетевая рабочая группа (INWG).

В1972 году произошли еще два важных для будущего се-

ти события. Во-первых, в самом начале года Рэй Томлинсон (BBN) доработал созданную годом ранее программу еmail2 (электронная почта) для ее использования в сети ARPANET3, где она быстро приобрела популярность. С тех пор более, чем

на десять лет электронная почта стала крупнейшим (ведущим) сетевым приложением4. Во-вторых, в этом же году была принята спецификация протокола Telnet (RFC 318).

Очередной ключевой шаг, определивший облик современной глобальной вычислительной сети, пришелся на этот же

1972 год, когда Боб Кан впервые высказал идею «открытой

сетевой архитектуры», реализация которой переросла в проект «Internetting». Так появилось само понятие Internet.

Открытая сетевая архитектура предполагает, что отдельные сети могут проектироваться и разрабатываться независимо со своими уникальными интерфейсами, предоставляемыми пользователям и/или другим поставщикам сетевых услуг. При проектировании каждой сети могут быть приняты во внимание специфика окружения и особые требования пользователей. В

1Демонстрация заключалась в том, что любой пользователь мог войти в сеть и использовать ARPANET, выполняя приложения по узлам в различных штатах. О серьезности данного мероприятия свидетельствует тот факт, что подготовка сети к демонстрации длилась почти год.

2Знак @ был выбран из клавиш пунктуации на телетайпе Томлинсона модели 33 за его значение «на» («at»).

3Первое электронное сообщение имело следующий вид: QWERTYUIOP. Это было связано с тем, что Томлинсон перебегал от компьютера к компьютеру, пересылая между ними сообщения. Для экономии времени он вместо осмысленного текста набирал подряд идущие буквы на англоязычной клавиатуре.

4Возможность выдачи списка сообщений, выборочного их чтения, сохранения в файле, подготовки ответа и его пересылки были добавлены Ларри Робертсом чуть позже.

94

общем случае открытая архитектура не накладывает никаких ограничений на типы объединяемых сетей или их территориальный масштаб.

Вскоре после того, как Кан взыскал идею об открытой сетевой архитектуре, он перешел на работу в DARPA.

Используемый в то время сетевой протокол NCP не предполагал адресацию сетей (и узлов)1, расположенных за IMPустройством в месте назначения, необходимую для реализации идеи открытой сетевой архитектуры, поэтому для ее реализации необходим был новый протокол.

В основу нового протокола по замыслу Кана должны быть положены следующие принципы:

–каждая сеть должна сохранять свою индивидуальность, при этом при подключении к Internet сети не должны подвергаться внутренним переделкам;

–глобальная адресация узлов вычислительной сети;

–источник пакета должен повторно передать пакет, если пакет не прибыл в пункт назначения;

–для связывания сетей должны использоваться шлюзы и маршрутизаторы2;

–отсутствие глобальной системы управления сетью;

–взаимодействие с различными операционными систе-

мами;

–сквозное контрольное суммирование пакетов, фрагментация пакетов, пересборка пакетов из фрагментов, выявление повторяющихся пакетов.

Для совместной работы над детальной спецификацией нового протокола Боб Кан пригласил Винта Серфа (работавшего в то время в Стэнфорде). Объединение архитектурного подхода Боба Кана и опыта Серфа в разработке сетевых протоколов (Серф активно участвовал в разработке NCP) привело к

созданию одного из самых главных достижений Internet – семейства протоколов TCP/IP3.

Нельзя не отметить то обстоятельство, что в этот период исследования по созданию локальных сетей находились только

на начальной стадии (в лаборатории PARC компании Xerox

1Отчасти это было связано с тем, что по предположению, ARPANET должна была быть единственной существующей сетью.

2Первоначально, устройства выполняющие функции шлюза и машрутизатора, называли «черными ящиками».

3Первая документированная версия выработанных спецификаций TCP/IP была распространена на специальной встрече Международной сетевой рабочей группы (INWG), состоявшейся во время конференции в Университете Суссекса в сентябре 1973 года.

95

только была разработана технология Ethernet). В связи с этим разработчики стека протоколов TCP/IP не предполагали столь широкого распространения локальных сетей, а о персональных компьютерах и рабочих станциях вообще не было речи1. Поэтому первоначальную модель Internet составляли сети национального уровня, такие как ARPANET, а поскольку подобных сетей будет относительно немного, то в результате под IP-адрес было отведено 32 бита, из которых первые 8 бит обозначали номер сети2, а оставшиеся 24 бита − компьютера в сети (сети класса А).

Ключевая концепция создания Internet состояла в том, что объединение сетей проектировалось не для какого-то одного приложения, а как универсальная инфраструктура, над которой могут быть надстроены новые приложения. Последующее распространение технологии WWW (W3) стало превосходной иллюстрацией универсальной природы сервисов, предоставляемых стеком протоколов TCP/IP.

Широкое распространение в 1980-е годы локальных сетей, персональных компьютеров и рабочих станций дало толчок бурному росту Internet.

Переход от небольшого количества сетей с умеренным числом узлов с разделением времени (первоначальная модель ARPANET) ко многим сетям привел к выработке ряда новых концепций и внесению изменений в базовые технологии. В частности, были определены три класса сетей (A, B и C), учитывающие разные масштабы конфигураций.

В 1982 году DCA, управляющая сетью с 1975 года, и DARPA установили в качестве основы построения сети прото-

колы IP и TCP.

По настоящему днем рождения Internet многие специалисты считают 1 января 1983 года, когда состоялся перевод ARPANET с протокола NCP на TCP/IP3, состоявшийся 1 января 1983 года. Это был переход в стиле «Дня X», требующий одновременных изменений на всех компьютерах. Переход тщательно планировался всеми заинтересованными сторонами в тече-

1В. Серфу принадлежат следующие слова, высказанные в 1994 году: «Знал бы я, что протокол TCP/IP станет международным промышленным стандартом, используемым миллионами людей, я бы выбрал большее, чем 32 разряда, адресное пространство».

2Предположение о том, что в обозримом будущем будет достаточно 256 сетей, пришлось пересматривать с появлением локальных сетей уже в конце 1970-х годов.

3Это приводит к появлению одного из первых определений Internet как набора соединённых между собой сетей, в частности тех, что используют TCP/IP, т.е. Internet – соединённые между собой сети TCP/IP.

96

ние нескольких предшествующих лет, что позволило избежать серьезных проблем.

Принятие Министерством обороны США стека протоколов TCP/IP в качестве военного стандарта (в 1980 году) привело к разделению Internet на военную и гражданскую составляющие, поскольку к 1983 году ARPANET использовали большинство военных исследовательских, разрабатывающих и эксплуатирующих организаций. Перевод ARPANET с NCP на TCP/IP позволил разделить эту сеть на MILNET1, обслуживавшую оперативные нужды, и ARPANET, использовавшуюся в исследовательских целях.

Первое января 1983 года можно считать началом нового –

третьего исторического этапа развития глобальной сети.

Параллельно с экспериментальной проверкой Internetтехнологий и их интенсивным использованием разрабатывались и развивались другие сети и сетевые технологии. Практические достоинства компьютерных сетей и особенно электронной почты, продемонстрированные на примере ARPANET Управлением DARPA и организациями, имевшими контракты с Министерством обороны США, были замечены специалистами из других кругов и предметных областей.

Так, в Министерстве энергетики США сначала была создана сеть MFENet в интересах исследователей термоядерного синтеза с магнитным удержанием, затем специалисты в области физики высоких энергий получили сеть HEPNet. Для астрофизиков из NASA построили сеть SPAN.

Свободное распространение компанией AT&T операционной системы UNIX породило сеть USENET, основанную на встроенном в UNIX коммуникационном протоколе UUCP. В 1981 году Айрэ Фачс и Грейдон Фримэн предложили сеть BITNET, связавшую академические мэйнфреймы сервисами почтовой рассылки.

За исключением BITNET и USENET, ранние сети (в том числе ARPANET) строились целенаправленно. Они должны были использоваться замкнутым сообществом специалистов; как правило, этим работа сетей и ограничивалась. Особой потребности в совместимости сетей не было; соответственно, не было и самой совместимости.

Только в программах JANET (Великобритания, 1984) и NSFNet (США, 1985) было явно провозглашено намерение об-

1 При разделении 68 узлов из 113 перешли под контроль MILNET.

97

служивать всех причастных к системе высшего образования, независимо от специализации.

Рост Internet, носивший для того времени лавинообразный характер, вызвал важные изменения в вопросах сетевого управления. Чтобы сделать сеть более дружественной, узлам стали присваивать имена, несущие смысловую нагрузку, в связи с чем отпала необходимость в запоминании числовых адресов.

Первоначально при небольшом количестве компьютеров использовалась единая таблица соответствия имен и адресов. Переход к большому числу независимо администрируемых сетей (таких как ЛВС) сделал идею единой таблицы непригодной. В 1984 году была введена система доменных имен1 (Domain Name System, DNS). Система DNS позволила создать масштабируемый распределенный механизм для отображения иерархических имен компьютеров (например, history.com в 194.222.13.44) в Internet-адреса. К этому времени сеть включала уже 1000 узлов.

Рост Internet стимулировал развитие программного обеспечения, особенно его сетевой части. Управление DARPA поддержало исследования Университета Беркли (Калифорния) по модификации операционной системы Unix, в том числе и по реализации в ядре операционной системы стека протоколов

TCP/IP2.

Внедрение сетевых протоколов TCP/IP в доступную пользователям операционную систему стало одним из ключевых шагов по дальнейшему успешному и повсеместному распространению Internet.

Таким образом, к 1985 году Internet-технологии поддерживались широкими кругами исследователей и разработчиков. Internet начинали использовать для повседневных компьютерных коммуникаций люди самых разных категорий. Особую популярность завоевала электронная почта, работавшая на разных платформах. Совместимость различных почтовых систем продемонстрировала эффективность массовых электронных коммуникаций при взаимодействии пользователей.

Одним из наиболее значительных шагов в развитии Internet в середине 80-х годов было решение Национального научного фонда (NSF) США развернуть сеть CSNET, объеди-

1Первым доменом стал Symbolics.com, который был зарегистрированным 15 марта 1985 года.

2Поддержка TCP/IP появилась в очередной версии ОС UNIX Berkeley release 4.2 BSD.

98

няющую национальные компьютерные центры, многие из которых не имели доступа к ARPANET.

Работы по формированию CSNET усилились в 1986 году, когда началось создание центров суперкомпьютеров. В результате этого была создана сеть NSFNET с магистральной скоростью передачи данных – 56 Кбит/с. Сеть основывалась на 5 суперкомпьютерных центрах в Принстоне, Питсбурге, UCSD, NCSA и Корнельском университете. В 1987 году число узлов достигло 10 0001. В 1988 году скорость передачи данных по бэкбону2 NSFNET была доведена до скорости канала T1 (1.544 Mбит/c), а к самой сети стали подключаться сети других стран, первыми из которых были Дания, Исландия, Канада, Норвегия, Финляндия, Франция и Швеция.

О масштабах подключений к Internet свидетельствует тот факт, что количество узлов за два года увеличилось на порядок:

с 10000 в 1987 году до 100000 в 1989 году.

Конец 80-х и начало 90-х годов прошли под знаком массового подключения большинства государств к сети Internet, что привело к тому, что уже к началу 1992 года сеть объединяла

1000000 узлов.

В 1995 году было прекращено государственное финансирование NSFNet Backbone, что означало переход сети Internet на самофинансирование. К этому времени Internet составляли множество частных высокоскоростных сетей, обеспечивающих связность Internet в национальном масштабе.

Существование сети NSFNet пришлось на самый пик роста Internet, именно вокруг магистрали NSFNet образовался современный Internet как глобальная вычислительная сеть. За восемь

споловиной лет существования бэкбон NSFNet вырос с шести узлов, соединенных каналами со скоростью 56 Кбит/с, до 21 узла

смножественными связями на 45 Мбит/с (каналы Т3). За это время число сетей в Internet превысило 50 тысяч, из которых примерно 29 тысяч располагались на территории Соединенных Штатов.

Размах сети NSFNet в сочетании с высоким качеством заимствованных у ARPANET протоколов привели к тому, что к

12 ноября 1988 года произошло еще одно примечательное событие в истории Internet. Выпускник Корнельского университета Роберт Моррис запустил в сети свою программу, которая из-за ошибки начала бесконтрольное распространение и многократное инфицирование узлов сети. В результате было инфицировано около 6200 машин, что составило 7,3% общей численности машин в сети. С этим событием связывают историю появления сетевых вирусов, составляющих целую страницу в истории Internet.

2Бэкбон – распространенное название базовой части (хребта) сети.

99

1990 году сеть ARPANET прекратила свое существование, а стек протоколов TCP/IP стал доминирующим в глобальной информационной инфраструктуре, вытеснив другие протоколы в честной конкурентной борьбе.

Спрекращением существования сети ARPANET завершился третий исторический этап развития Internet, однако начался новый, не менее интересный этап, развитие которого происходит до сегодняшнего дня.

Четвертый этап развития Internet можно назвать этапом новых программных и информационных технологий,

поскольку те достижения в области аппаратных средств, которые имеют место в этот период, не оказали столь значительного влияния на Internet как развитие программных и информационных технологий.

Среди наиболее значимых событий этого этапа можно выделить создание сотрудником Европейского научного центра (CERN) Тимом Бернесом-Ли технологии всемирной паутины

(World-Wide Web, WWW), разработку в 1991 году в Майнском университете программы Gopher, систематизирующей поиск информации по принципу «оглавления», а также создание NSF Международного сетевого центра InterNIC, на который были возложены функции по ведению службы каталогов и баз данных, службы регистрации и информационные службы.

С1995 года с прекращением финансирования NSFNet регистрация доменных имен перестала быть бесплатной. Начиная

с14 сентября за регистрацию, которая до этого субсидировалась NSF, взимается плата в размере 50$.

Более подробная хронология событий, связанных с сетью Internet, на этом и предыдущих этапах развития содержится в

постоянно ведущейся в сети истории Internet «Hobbes' Internet Timeline»1, материалы которой были использованы в данном разделе.

В сентябре (19 сентября) 1990 года был зарегистрирован домен верхнего уровня «su». Это событие в большей степени имело положительный психологический аспект, нежели технический, поскольку в стране не было развитой сетевой инфра-

1 Архив, по мнению автора Robertа H'obbesа, «описывает некоторые ключевые события и технологии, которые помогли Internet стать таким, какой он сегодня есть». Архив доступен по адресу: http://www.zakon.org/robert/internet/timeline/. В данный момент доступна версия 7.0 от 1.01.2004 года.

Русский вариант архива версии 6.1 от 30 сентября 2003 доступен по адресу: http://home.al.ru/zakon.

100