Часть 1. Краткая история интернета
Интернет замечателен молниеносностью своего развития. В течение всего нескольких лет был придуман, реализован и опробован принцип объединения компьютеров в сеть. Была заложена основа для дальнейшего развития и всемирного распространения компьютерной сети.
Интернет-индустрия в середине двадцатого века «сдвинулась с места» гораздо быстрее, чем автомобиле – или авиастроение в конце века девятнадцатого. Во многом это было обусловлено тем, что главным «двигателем» в этой сфере деятельности была мысль в почти чистом виде. Для ее воплощения в жизнь не требовалось лить и ковать металл, прокладывать линии электропередачи или строить цеха или заводы. А «ускорители мысли», компьютеры, уже существовали и с каждым годом становились мощнее. Поэтому время от придумки до ее осуществления измерялось буквально месяцами и днями.
Другим «ускорителем мысли» послужил новый способ организации работы. Объединение компьютеров в сеть объединило и специалистов, работавших над проектами совершенствования этой сети, хотя они находились достаточно далеко друг от друга. Образно выражаясь, теперь администраторы и исполнители сидели в одной виртуальной комнате. По этой причине все возникавшие вопросы решались очень быстро. Никаких бюрократических надстроек воздвигать не потребовалось. Доступ к каждому исполнителю был обеспечен. Рай для администратора, и только!
Впрочем, и для исполнителей это был рай. Как и во всякую новую область знания и умения, в Интернет-индустрию стекались люди разные, но всегда творческие. Для таких людей осуществить хотя бы часть обуревающих их идей – великое счастье. (Правда, убедившись попутно, что многие другие их идеи, самые глобальные и самые яркие, никуда не годятся.) И такая возможность самореализации была им предоставлена. Эти люди не работали бесплатно, но делали свое дело с редкостной самоотдачей. Иной раз кажется, что герои ранних романов братьев Стругацких – ученые, компьютерщики и космолетчики светлого коммунистического будущего – были списаны с этих энтузиастов.
ARPA и RAND
Интернет – детище «холодной войны». После Второй мировой войны страны, которые выступали одним фронтом в войне против нацистской Германии и ее сателлитов, довольно быстро выяснили, что их интересы противоположны. Бывшие союзники стали «вероятными противниками». Прямое военное столкновение между СССР и США, которое казалось вполне возможным, должно было привести к войне с полномасштабным применением ядерного оружия. Такая война явно грозила гибелью всему человечеству. Гриб ядерного взрыва для нескольких поколений стал символом конца света.
К счастью, Апокалипсиса не случилось. Но гонка вооружений – и простых, и ядерных – была запущена.
Гонка на то и гонка, чтобы то один, то другой из конкурентов выходил вперед. Серьезным успехом Советского Союза оказался запуск искусственного спутника Земли 4 октября 1957 года. США отреагировали на эту победу советской науки и техники очень болезненно. Дело было не только (и не столько) в приоритете. Важнее было другое. Советский Союз продемонстрировал, что у него есть ракеты, с помощью которых можно «забросить» ядерную боеголовку в любое место планеты за смешное время в несколько десятков минут. Ни контролировать полет летящей ракеты, ни сбивать ее тогда не могли. Одно из главных преимуществ Америки – большое расстояние от СССР – было потеряно. Соединенные Штаты оказались абсолютно не защищенными от ядерного удара.
В ответ на победу СССР в космосе президент Д. Эйзенхауэр, возглавлявший в те годы США, приказал предпринять меры, чтобы Советы больше никогда не обогнали США в важных военных областях. Уже в 1958 году для этого была создана новая правительственная структура, которая называлась Агентством перспективных исследований, Advanced Research Projects Agency. Или, сокращенно, ARPA. Агентство должно было инициировать перспективные научные проекты в сфере обороны. Для работы в ARPA приглашали известных ученых. На возникновение того, что мы сегодня называем Интернетом, повлияла еще одна организация, возникшая в США на десять лет раньше, чем ARPA. Организация эта называлась «RAND Corporation». Ее название представляет собой сокращение английского термина «Research and Development» – «научно-исследовательские разработки». Корпорация была основана в 1948 году в Калифорнии по инициативе командования Военно-воздушных сил США и некоторое время считалась подразделением авиастроительной компании «Дуглас». На создание и первоначальное содержание «RAND Corporation» правительство выделило 10 миллионов долларов. В первое десятилетие своего существования корпорация «RAND» сосредоточилась на конструировании авиационной и ракетной техники. Среди разработок того времени – план американской космической программы. Согласно этой программе первый искусственный спутник Земли должен был быть запущен в 1957 году. Правда, то, что это произойдет в Советском Союзе, не планировалось.
Создание «RAND» было удачной попыткой сохранить большой интеллектуальный потенциал, который накопился в США в годы Второй мировой войны. В то время множество ученых и инженеров были мобилизованы для создания принципиально новых вооружений. В рамках этой «технологической» войны появились атомная бомба, радар, радиовзрыватели и другие полезные с точки зрения военных изобретения.
Как правило, такие изобретения создавались небольшими коллективами ученых. Атмосфера в этих группах царила демократическая, как на университетских семинарах или научных конференциях. Генералы, руководившие научно-исследовательскими разработками, воспринимали это как высшую степень разгильдяйства. А некоторые, самые параноидальные из них, расценивали такую свободу как личное неуважение и даже измену родине.
В конце концов, американские военные обнаружили, что лучший способ руководить учеными – это не «руководить» ими. То есть не руководить слишком явно. Выработался своеобразный стиль руководства научными исследовательскими программами. Ученые «шевелили мозгами», а представители военных ведомств обеспечивали координацию исследований, их финансирование и материальное снабжение. А самое главное, занимались практическим применением результатов.
После того как в рамках авиастроительной компании полезность «RAND Corporation» была доказана, ее превратили в некоммерческую организацию, которая ставила своей целью путем исследования и анализа способствовать повышению общественного благополучия США и безопасности государства. За «RAND Corporation» закрепилась роль государственного центра стратегических исследований. Однако за консультациями в корпорацию обращались и обращаются многие крупные частные фирмы, международные организации и даже правительства зарубежных стран.
Работы «RAND Corporation» над любым заданием завершаются докладом. Доклад является серьезным, разносторонним и многоплановым исследованием определенной темы. Это недешевое удовольствие, но оно того стоит. Доклад всегда заканчивается серьезными и научно обоснованными рекомендациями, которые иной раз могут идти вразрез с мнением заказчика. Это, пожалуй, самый интересный случай. Поскольку доклад носит рекомендательный характер, заказчик может принять рекомендации «RAND», а может их и проигнорировать. В любом случае оговаривается, что доклад считается выражением личного мнения авторов. Корпорация же отвечает только за высокий профессиональный уровень выполненного анализа, но ни в коем случае не принимает на себя ответственность за результаты применения или неприменения рекомендаций, изложенных в докладе.
Кто придумал Интернет?
На простой вопрос: «Кто придумал Интернет?» простого ответа дать нельзя. Интернет не изобрел один человек, здесь работы хватило многим. И хватает, и хватит еще надолго.
1960. Пол Бэрен. Передача информации по сети
Принято считать, что начало развитию Интернета положил доклад «RAND Corporation» по вопросу устойчивости систем связи в условиях ядерной войны. Доклад этот в 1960 году представила группа, которой руководил видный инженер-электрик Пол Бэрен (Paul Baran, 1926–2011). Таким образом, П. Бэрена с полным основанием можно считать отцом-основателем Интернета.
П. Бэрен родился в еврейской семье в городе Гродно, тогда находившемся на территории Польши. В 1928 году семья перебралась в США, сначала в Бостон, а потом в Филадельфию.
В 1949 году Пол Бэрен получил диплом инженера-электрика и поработал в нескольких компаниях, одна из которых занималась производством первого коммерческого американского компьютера UNIVAC, а другая – системой обработки радиолокационных данных. При этом П. Бэрен перебрался с восточного берега Соединенных Штатов на западный, из Пенсильвании в Калифорнию. Если посмотреть по карте, расстояние это сравнимо с расстоянием от Москвы до Иркутска. Но для американцев, особенно молодых, переезд к новому месту работы – дело обычное, даже если для этого приходится пересечь всю страну.
Пол Бэрен
В 1959 году П. Бэрен начал свою работу в «RAND Corporation» в отделе, проектировавшем системы связи, которые могли бы «выжить» в условиях ядерного удара.
Прежняя система связи была приспособлена к централизованной, иерархической структуре армейского командования. Доклады о том, как идут боевые действия, передавались снизу вверх, от младших командиров к старшим. Приказы же «спускались» сверху вниз, от Генерального штаба к крупным воинским подразделениям, оттуда к подразделениям более мелким, пока, наконец, не достигали уровня командиров рот и взводов.
С появлением радиосвязи управление войсками стало, как казалось генералам, идеально быстрым и идеально надежным. Ведь чем выше был уровень командира, тем дальше он находился от поля боя и тем более защищенным был его штаб. Здесь о защищенности линии связи думать не приходилось. На уровне же роты или взвода, то есть в самом пекле, проблема надежности связи решалась просто: убили радиста – пришлем другого, и связь будет восстановлена.
Появление ракетно-ядерного оружия сделало беззащитными и самые верхние командные уровни. Более того, стало ясно, что именно на них будет направлен первый удар. Обезглавить армию – значит сделать ее небоеспособной. Вспомните тактику испанских конкистадоров при завоевании Южной Америки, о которой мы только что говорили. Ну, хорошо, можно дислоцировать Генеральный штаб в нескольких местах, можно пересидеть ядерный удар в защищенных подземных бункерах. Но как отдавать приказы, если единственная линия связи повреждена? Посылать нарочных по радиоактивной пустыне, как в компьютерной игре Fallout? Проложить несколько запасных телефонных линий, которые в мирное время будут бездействовать? Но сколько таких линий должно быть, чтобы обеспечить приемлемую надежность за приемлемую цену? Одним словом, следовало придумать правильный метод децентрализации линий связи. Эту задачу и должна была решить группа, возглавляемая П. Бэреном.
Ученые моделировали систему связи с помощью особых математических объектов, которые называются графами. В этой модели узлы связи (приемники – передатчики) обозначались точками (вершинами графа), а линии связи – прямыми, соединявшими эти точки (ребрами графа).
Графическая модель с очевидностью демонстрировала ненадежность иерархически организованной системы связи. При повреждении узла связи выходят из строя все связанные с ним линии. «Выбивание» любого узла в системе связи с иерархической структурой (на рисунке – схема а) приводит к тому, что все нижестоящие узлы глохнут, слепнут и немеют. «Выбивание» самого верхнего узла (условно говоря, Генерального штаба) делает бесполезной всю систему связи. Если учесть, что повреждений в системе может быть несколько и на разных уровнях, время восстановления работоспособности иерархической системы драматически возрастает.
Децентрализация системы связи, то есть дублирование некоторых узлов и линий связи, увеличивает общую надежность, но не намного.
А вот распределенная сеть связи (схема б) оказалась очень надежной. Каждый узел в такой сети связан линиями с несколькими соседними узлами. Здесь нет «главных» и «подчиненных» узлов. Если граф централизованной сети по своему внешнему виду напоминает перевернутое дерево (или, по другой терминологии, «веник»), то граф распределенной сети похож на рыболовную сеть с множеством ячеек. Так что сложнее: сломать «веник» или разорвать «невод»?
С помощью компьютерного моделирования П. Бэрен и его группа проанализировали устойчивость распределенной сети с одинаковым количеством линий связи для каждого узла. По ходу моделирования случайным образом повреждались некоторые узлы. После этого считался общий процент узлов, так или иначе доступных для передачи данных. Оказалось, что в распределенной сети, где каждый узел связан не менее чем с тремя соседями, даже при повреждении 50 % узлов сохраняется достаточное количество линий связи для того, чтобы можно было передать сообщение между двумя любыми узлами сети, если не прямо, то окольным путем. В распределенной компьютерной сети всегда отыщется такой путь, и, как правило, не один.
Графические модели систем связи
На этом основана другая идея П. Бэрена – о коммутации пакетов (packet switching). Он предложил передавать по линиям связи не аналоговые, а цифровые сообщения, разбивая их на небольшие равные порции, пакеты. Передача таких пакетов по сети должна была производиться одновременно по разным путям, а в пункте назначения сообщение заново собиралось бы из пришедших пакетов. Такой способ одновременно уменьшал общее время передачи сообщения и повышал надежность передачи.
Правда, чтобы эта идея заработала, каждый узел распределенной сети должен был иметь специальную аппаратуру для коммутации (перенаправления) пакетов в соответствии с определенным алгоритмом и отдельный узел для превращения аналогового сигнала в цифровой и обратно.
Фактически в предыдущем абзаце в одном предложении – хоть патентуй! – описан принцип работы сотовой связи. Без сотовых сетей и мобильных телефонов мы не можем себе представить современную жизнь. Но в начале 1960-х годов ни одна из телефонных компаний (а линии связи тогда были в основном телефонными) технически и коммерчески разумное решение для создания таких сетей не нашла. До появления мобильного телефона оставалось еще пятнадцать лет…
1968. Дональд Дэвис. Пакетная передача – быстрота и надежность
Одновременно с П. Бэреном идею пакетной передачи информации по коммуникационным сетям предложил английский физик Дональд Дэвис (Donald Watts Davies, 1924–2000). Именно он ввел в широкий обиход термин «пакет», ставший одним из основных терминов Интернета.
По окончании Имперского Колледжа в Лондоне, где среди прочего были отмечены его выдающиеся математические способности, Д. Дэвис поступил на работу в национальную физическую лабораторию (National Physical Laboratory – NPL), в группу Алана Тьюринга (Alan Mathison Turing, 1912 – 1954), выдающегося математика и логика, одного из основателей компьютерных наук. Группа Тьюринга создавала первый в Англии компьютер АСЕ.
Дональд Дэвис
Кстати, о математических способностях Дэвиса. Говорят, что он обнаружил ошибку в одной из предыдущих работ своего руководителя. Поскольку в упомянутой работе описывался принцип действия универсальной вычислительной машины, можно считать, что Д. Дэвис был первым человеком в мире, обнаружившим ошибку в компьютерной программе, «баг» (bug). Соответственно, А. Тьюринга можно было считать первым человеком в мире, такую ошибку допустившим. Нельзя сказать, чтобы руководитель отнесся с энтузиазмом к подобному научному рвению своего подчиненного.
Так или иначе, Д. Дэвиса перевели на менее амбициозный проект. Его группе было поручено создание компьютера небольшого размера и ограниченных возможностей. Но меньше – не всегда хуже, особенно в области вычислительной техники. В результате работы группы Д. Дэвиса на свет появился компьютер, оказавшийся самым популярным и самым покупаемым английским компьютером 1950-х годов.
В 1966 году, став заведующим одним из отделов NPL, Д. Дэвис заинтересовался вопросами передачи данных. Идея пакетной передачи информации была высказана им в 1968 году. В начале 1970-х годов в NPL начала функционировать межкомпьютерная сеть, работающая по принципу коммутации пакетов. Успех работы этой сети заставил использовать пакетную передачу информации в межкомпьютерной сети ARPANET, создававшейся в те годы в США.
Проект ARPANET
Одним из самых успешных проектов, инициированных ARPA, считается проект создания электронной сети, которая позволяла осуществлять устойчивый обмен информацией между компьютерами. Эта сеть называлась ARPANET. При ее создании были разработаны и отлажены практически все составляющие будущего Интернета. Даже само слово «Интернет», появилось в процессе работы над этим проектом.
Первая работа группы П. Бэрена была опубликована в виде доклада «RAND Corporation» в 1960 году. До сих пор можно услышать мнение, что именно этот доклад дал толчок работам по созданию сети ARPANET. Это не так. Доклад П. Бэрена в ARPA даже не читали. На самом деле проект ARPANET был запущен по инициативе, исходящей от самого Агентства. А конкретно – от Джозефа Ликлайдера (Joseph Carl Robnett Licklider, 1915 – 1990).
1966. Джозеф Ликлайдер. Видеть цель
Нельзя сказать, что без этого человека Интернет не был бы создан. Конечно, человечество не «проехало» бы мимо идеи объединения компьютеров в единую Всемирную сеть. Но без Джозефа Ликлайдера это наверняка произошло бы позже. И, без сомнения, по-другому выглядел бы сейчас Интернет, который нынче для многих стал столь же привычным, как холодильник и телевизор. Дело в том, что в начале 1960-х годов никто лучше Дж. Ликлайдера не представлял, как должна выглядеть единая межкомпьютерная сеть США.
Если бы в то время кто-нибудь составил рейтинг людей, имевших большой опыт работы с компьютерами, несомненно, Дж. Ликлайдер занимал бы в этом рейтинге одну из первых, если не самую первую строчку.
Джозеф Ликлайдер
В 1938 году он окончил университет, получив степень бакалавра сразу по трем специальностям: по математике, по физике и по психологии. Людей с такой широтой интересов было тогда в мире не так уж много.
Первые свои научные работы Дж. Ликлайдер сделал как раз в области прикладной психологии. В годы Второй Джозеф Ликлайдер мировой войны он работал в лаборатории психоакустики при Гарвардском университете. Задача, которую здесь решали, касалась улучшения качества переговоров по радио между летчиками, участвующими в бою, и наземным командным пунктом. Речь шла не только об улучшении качества связи (над этим бились радисты), но и о том, как следует строить фразы, чтобы оба говорящих, несмотря на помехи, правильно понимали друг друга – буквально с полуслова. Это было поле деятельности Дж. Ликлайдера и других психоакустиков.
Дж. Ликлайдер написал докторскую диссертацию по психоакустике и занимался исследованиями в этой области уже после окончания войны. При этом он впервые столкнулся с компьютерами и сразу же оценил их возможности, поскольку с помощью таких средств удалось ускорить обработку огромного количества экспериментальных данных, собранных в ходе исследований.
В дальнейшем он уже не расставался с компьютерной тематикой. Став профессором Массачусетского технологического института, Дж. Ликлайдер принимал участие в создании одной из первых компьютерных систем, работавших в диалоге с человеком. Это была система обнаружения стратегических бомбардировщиков противника. Данные с радиолокатора поступали на специальный экран, перед которым сидел оператор. Руководствуясь своим опытом, он выделял из множества вероятных целей, обнаруженных радиолокатором, стратегический бомбардировщик, а дальше компьютер уже сам вел наблюдение за указанным объектом, автоматически обрабатывая результаты, поступавшие на него с радиолокационной станции. Оператор общался с компьютером с помощью специального светового карандаша. До изобретения компьютерной мышки оставалось еще лет пятнадцать, а об экранах, реагирующих на касание пальца, не мечтали даже самые смелые фантасты.
Сейчас работа человека в диалоге с компьютером многим кажется единственно возможной. Трудно представить, что могло быть иначе.
Однако именно так это и было! В середине 1950-х годов словосочетание «персональный компьютер» казалось нонсенсом. Тогдашние компьютеры персональными назвать не мог даже большой фантазер. В Советском Союзе в то время вместо слова «компьютер» употреблялся термин «ЭВМ», который, надо сказать, правильно отражал действительность. Вычислительные устройства были изрядных размеров и занимали большие помещения. Производились они штучно и стоили слишком дорого, чтобы это устройство мог купить индивидуальный пользователь. Более того, вокруг каждого компьютера кружила целая группа техников и программистов. Большинство ЭВМ работало в так называемом «пакетном режиме». Программа расчетов и данные загружались в память с перфокарт или с магнитной ленты. Результаты вычислений выдавались в виде распечаток. Естественно, что при этом ни о каком оперативном изменении хода вычислений и речи быть не могло.
Программисты, стремясь повысить эффективность работы компьютеров, разработали специальные системные программы, позволяющие одновременно обрабатывать несколько заданий. Не отставали и электронщики, обеспечившие возможность подключения к одному компьютеру множества периферийных устройств. Благодаря этому доступ к вычислительным мощностям получали десятки пользователей одновременно. Причем некоторые из них находились порой за сотню километров от работающего компьютера. Зоркий Дж. Ликлайдер увидел в совместной работе многих пользователей на одном компьютере возможность удешевить стоимость использования вычислительной техники, чтобы сделать ее доступной всем.
Отсюда был один шаг до идеи межкомпьютерной сети или, как называл ее Дж. Ликлайдер, «Галактической Сети». Компьютеры следует объединить между собой. Причем все компьютеры во всем мире. Благодаря такой сети любой человек, где бы он ни находился, сможет получить быстрый и практически бесплатный доступ к данным или программам. Не правда ли, точнее описать еще не существовавший Интернет никому не удавалось!
Наконец, Дж. Ликлайдер обладал еще одним важным качеством, необходимым для руководителя проекта. У него был широкий круг знакомств. Он знал многих специалистов, трудившихся в области вычислительной техники и в смежных областях.
Первоначального толчка, приданного Дж. Ликлайдером, хватило на то, чтобы работа «завертелась». Окончательное решение о финансировании проекта ARPANET было принято в начале 1966 года, когда Дж. Ликлайдер уже покинул ARPA, а его место занял Боб Тейлор (Robert William Taylor, родился в 1932). Пошучивают, что Тейлор был лично заинтересован в создании единой компьютерной сети. Возглавляемый им отдел контролировал разработки в компьютерной области, финансируемые правительством. Эти разработки проводились в нескольких университетах США, которые находились в разных частях страны. В кабинете Тейлора находились четыре терминала, и на них стекалась информация из университетских вычислительных центров. При этом система команд и представление выводимой на экран информации не были стандартизированы. На каждом из четырех экранов представлялась своя «картинка», у каждой клавиатуры были свои командные последовательности. Невольно голова пойдет кругом! Создание единой компьютерной сети – не без основания полагал Б. Тейлор – позволит осуществлять вывод всей информации единообразно и на один терминал.
Леонард Клейнрок. Теория и практика сетевого трафика
Леонард Клейнрок (Leonard Kleinrock) родился в 1934 году в Нью-Йорке. Первую степень по электротехнике он получил в 1957 году на вечернем отделении нью-йоркского городского колледжа, где обучался целых пять с половиной лет. Но не от лени или разгильдяйства. Просто параллельно нужно было работать, зарабатывая на жизнь и на дальнейшую учебу.
Зато потом Л. Клейнроку повезло, что он впоследствии и сам признавал. В 1958 году, когда он смог продолжить учебу в Массачусетском технологическом институте, его руководителем оказался Клод Шеннон, создатель теории информации. «Он был блестящим человеком и стал для меня примером на всю жизнь», – вспоминал позже Л. Клейнрок. Под руководством К. Шеннона он получил в 1959 году степень магистра, а в 1963 году стал доктором в области электротехники и компьютерных наук.
Леонард Клейнрок рядом со шкафом IMP
Главное достижение Л. Клейнрока – создание математической теории пакетной коммуникации и анализ загруженности цифровых компьютерных сетей. Его можно считать одним из первых теоретиков сетевой передачи данных. Но и одним из первых практиков тоже. Более того, можно сказать, что он присутствовал при «родах» Интернета, поскольку первый сеанс межкомпьютерной связи произошел при его непосредственном участии. Как это произошло, мы скоро узнаем.
В 1962 году Л. Клейнрок перебрался из Бостона в Лос-Анджелес, в Калифорнийский университет, и организовал там Центр сетевых измерений (Network Measurement Center – NMC). В центре работали студенты-дипломники и аспиранты. Центр пытался оптимизировать работу компьютеров таким образом, чтобы на них могло работать максимальное число пользователей. Не забудем, что компьютеры тогда были очень большие и очень дорогие, а, кроме того, передача данных по выделенным телефонным линиям тоже стоила немало. Идея состояла в том, чтобы, связав компьютеры в сеть, сделать их общую вычислительную мощность постоянно доступной любому пользователю. Тот, кому нужен компьютер, может воспользоваться электронным помощником сразу же, без всякой предварительной записи, без всякого ожидания. «Счастье для всех, даром, и пусть никто не уйдет обиженным…»
В октябре 1968 года Леонард Клейнрок был включен в проект ARPANET для оценки производительности межкомпьютерной сети.
29/10/1969. С днем рождения, Интернет!
К этому моменту работы по созданию сети ARPANET велись уже два года. Создавался зародыш межкомпьютерной сети. Линиями для передачи данных были соединены четыре компьютера, находящихся в четырех разных университетах на Западе США. Это были Исследовательский институт Стэнфордского университета (Stanford Research Institute – SRI), Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (University of California at Los Angeles – UCLA) и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara – UCSB). Четвертый университет находился в соседнем штате Юта (Utah State University – USU). Все перечисленные университеты располагались на расстоянии сотен километров друг от друга. Каждый университет выполнял работы в рамках различных программ, курируемых агентством ARPA. Компьютеры были куплены за государственные деньги как раз для выполнения этих работ. Все компьютеры были разные и работали они под управлением различных операционных систем.
В течение 1969 года в каждом университете был организован узел сети. Узел обслуживался специализированным мини-компьютером, изготовленным на фирме «BBN». Кстати, в 1969 году именно на этой фирме работал Дж. Ликлайдер. У этого мини-компьютера было собственное название – «Процессор интерфейсных сообщений» (Interface Message Processor, IMP).
Хотя IMP и назывался мини-компьютером, но его размеры были совсем не маленькими. Он представлял собой тяжелый металлический шкаф высотой около двух метров, наполненный электронными блоками. Леонард Клейнрок несколько раз сфотографировался на его фоне, чтобы дать представление о размерах этого процессора. В современных компьютерах работу этого ископаемого монстра выполняет небольших размеров сетевая карта, а то и просто микросхема, размещенная на материнской плате. Это неудивительно. Времена меняются, и техника меняется вместе с ними. Удивительна скорость, с которой происходят эти изменения…
IMP «сыграл роль» в американском шпионском сериале «Американцы» (первая серия второго сезона). В этой серии советские агенты устанавливают в IMP небольшой чемоданчик для контроля и записи всей информации, которая проходит через только создаваемый в те годы Интернет. Попутно один из руководителей проекта читает им краткую лекцию о том, что такое Интернет, сравнивая его с электронной автострадой. К слову сказать, действие этого фильма происходит во время правления Р. Рейгана, то есть, в 1980-е годы. В эти годы Интернет уже стал международной системой, и американцы не имели ничего против того, чтобы Советский Союз подсоединился к ней. Многие секреты при этом не пришлось бы воровать друг у друга…
Но вернемся в далекий 1969 год. К IMP с одной стороны подсоединялся «большой» местный компьютер, а с другой стороны – выделенная телефонная линия. Линия по тем временам была самая лучшая. Она позволяла передавать данные со скоростью 56 кбит/с. Для сравнения: современные линии межкомпьютерной связи передают мегабиты и даже гигабиты информации в секунду.
Чтобы передавать цифровые сигналы по линиям, приспособленным для передачи звука, применялось специальное устройство, «модулятор – демодулятор» или, сокращенно, «модем». На выходе модема генерировалось высокочастотное колебание, которое ухо воспринимало как тонкий писк. Частота выходного сигнала изменялась в зависимости от того, какие цифровые сигналы поступали на вход модема. Тон писка то повышался, то понижался. На другом конце линии такой же модем работал в режиме демодуляции. Воспринимая звуковой сигнал высокой переменной частоты на входе, на выходе он генерировал последовательность цифровых сигналов.
По тому же принципу работает и факс. Писк, который слышится иногда при передаче факсимильного сообщения, является закодированной последовательностью просканированных белых и черных точек, передаваемых по телефонному кабелю.
Каждый узел, в котором был установлен IMP, соединялся телефонными линиями с двумя IMP, размещенными в соседних узлах. Исключением был узел Университета штата Юта. Он соединялся одной телефонной линией только со Стэнфордским университетом (см. рисунок).
В сентябре 1969 года два IMP поступили в Стэнфордский университет и в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Настройка узлов связи, которые разделяло более 500 километров, и проверка соединения между ними заняли около месяца. 29 октября Л. Клейнрок и группа руководимых им студентов старших курсов начали проверку связи между компьютерами двух университетов. Для проверки было решено, находясь в Лос-Анджелесе, зайти на компьютер, который находился в Стэнфорде, то есть передать слово «login», а затем пароль.
Первоначальная конфигурация сети ARPANET. Исторический документ!
Проверку произвели поздно, в 9 часов вечера. Перед началом проверки Л. Клейнрок связался по телефону с оператором, сидевшим у пульта компьютера в Стэнфорде, и нажал на клавишу «L».
– Ты видишь букву «L»? – спросил он по телефону.
– Я вижу букву «L», – ответили из Стэнфорда.
– Ты видишь букву «О»? – спросил Клейнрок, нажав на следующую клавишу.
– Я вижу букву «О», – ответили из Стэнфорда.
После того как была нажата клавиша «G», произошел сбой системы. Связь смогли восстановить только через час. И вот 29 октября 1969 года в 10 часов вечера произошло дистанционное подключение! Таким образом, 29 октября можно считать днем рождения Интернета.
Первую очередь ARPANET испытывали до 1 декабря 1969 года. После этого к сети были подключены еще два узла. Теперь это был полноценный участок будущей сети.
Тут же на эту «лужайку» устремились ребята из Центра сетевых измерений Леонарда Клейнрока. Ведь теперь они могли проверить теорию коммутационных сетей на практике. Вопросов здесь, как всегда, было больше, чем ответов. Каким маршрутом направлять пакеты от узла к узлу, чтобы ускорить процесс передачи и избежать путешествия пакетов по кругу? Как избежать перегрузок сети? Какие новые возможности открывают коммуникационные сети?
Лиха беда начало! Сеть ARPANET стала расти и развиваться очень активно. В 1971 году к ней были подключены уже пятнадцать университетов США. В 1973 году к ARPANET подключились первые пользователи из-за океана: из Великобритании и Норвегии. Сеть стала международной.
1971. Программа электронной почты – отныне и навсегда
Электронная почта сейчас – одна из главных служб Интернета. Но появилась она еще до того, как возникла межкомпьютерная связь. Уже в конце 1950-х годов все крупные компьютеры предоставляли пользователям возможность набрать на клавиатуре своего терминала сообщение и переслать его другому пользователю. Адресом «почтового ящика» служило имя пользователя (логин), под которым он регистрировался для работы с компьютером. Если учесть, что к компьютеру могла быть присоединена сотня терминалов, которые находились не только на разных этажах одного и того же здания, но в разных зданиях одного университетского кампуса и даже в разных городах, возможность пересылки сообщений между пользователями даже одного компьютера была очень удобной опцией.
Аналогичную программу для обмена сообщениями между разными компьютерами, соединенными сетью, написал в ноябре 1971 года программист Рэй Томлинсон (Ray Tomlinson). Он работал в фирме «BBN», которая выполняла технические работы в рамках проекта ARPANET. Адресом «почтового ящика» в программе Р. Томлинсона служили логин адресата и имя компьютера, на котором адресат был зарегистрирован. Чтобы разделить эти два имени, Томлинсон использовал ставший впоследствии знаменитым значок @ («at коммерческое»). Значком этим никто из «технарей» ранее никогда не пользовался. Зато в области торговли – при оформлении заказов и при выписке счетов – значок @ широко применялся для замены слов «по цене». Поэтому уже с 1889 года он размещался на стандартной клавиатуре как английских, так и американских пишущих машинок.
Благодаря Интернету этот значок стал незаменимым и на русских клавиатурах. В русском Интернете он получил название «собачка».
1974. TCP/IP. Имя для героя
Вспомните роман Марка Твена «Принц и нищий». Юного короля во дворце заменил похожий на него мальчик-простолюдин. Казалось бы, скандал и катастрофа!
Ничего подобного! Свита продолжала «играть короля»! Придворные обращались с этим бедным мальчиком так, словно бы он был наследником престола, соблюдая все правила общения с коронованной особой. Эти правила были заведены при дворе давным-давно, проверены многими поколениями, и они спасли монархию.
Свод правил, регулирующий порядок официальных мероприятий и церемоний, называется протоколом. Протокол выходит на первый план при общении официальных особ. Для любого владыки нет ничего страшнее, чем показаться смешным, неотесанным, не знающим, как себя вести в той или иной ситуации. Чтобы такого позора не произошло, царь-король-президент должен действовать согласно предписаниям протокола. Человек, досконально знающий все протокольные тонкости, церемониймейстер, всегда был одним из самых главных придворных сановников.
Протокольный отдел играл и играет важную роль в деятельности любого министерства иностранных дел, поскольку несоблюдение дипломатического протокола может поставить под сомнение законность подписываемых соглашений.
Любая армия мира живет по воинским уставам, которые фактически тоже являются тщательно разработанными протоколами. Более того, среди военных бытует справедливая поговорка, что уставы писаны кровью.
Такие непохожие друг на друга мероприятия, как церковные службы, дуэли и воровские «сходняки», проводятся в соответствии с определенными фиксированными правилами, писаными или неписаными. То есть по протоколу, хотя это слово и не употребляется.
В технике Интернета главную роль, аналогичную придворному протоколу для королевского двора, играет сетевой протокол.
Сетевым протоколом называется система правил, однозначно описывающих обмен информацией между компьютерами по сети. Протокол определяет то, как процесс передачи информации инициируется, в каком виде и каким образом информация передается по сети, как происходит проверка правильности передачи данных и как процесс передачи информации заканчивается. Сетевой протокол является стандартом, определяющим процесс «общения» компьютеров между собой. Сетевой протокол может быть реализован в виде аппаратуры (например, сетевой карты) или в виде программы. Аппаратура быстрее реагирует на сетевые сигналы, программы более дешевы и более гибки.
Сетевой протокол – понятие довольно сложное, но совершенно необходимое для того, кто хочет знать, как устроен Интернет. Поэтому о протоколах мы поговорим более подробно в следующей части. Пока же следует сказать, что любой сетевой протокол имеет название на английском языке, которое обычно сокращают по начальным буквам и чаще всего пользуются именно этой аббревиатурой. Например, «протокол передачи гипертекста», «Hypertext Transfer Protocol», HTTP. Или «протокол передачи файлов», «File Transfer Protocol», FTP.
Бывают и исключения. Вышедший к настоящему времени из употребления протокол распределенного поиска и передачи документов (поиск информации в Интернет-каталогах) назывался «Gopher». Гофер – это американский грызун типа хомячка, обшаривающий свою территорию в поисках пищи, вроде того как одноименный протокол обшаривал Интернет-каталоги.
Понятие сетевого протокола возникло в 1970-х годах, когда в создании сетей межкомпьютерных коммуникаций стали принимать участие крупные коллективы ученых и инженеров из разных университетов. Чтобы совместная деятельность не превратилась в «работу Лебедя, Рака и Щуки», следовало договориться и о словах, и о делах, чтобы привести, так сказать, к общему знаменателю все разнообразие компьютеров, операционных систем, линий связи и взглядов разработчиков. То есть выработать систему стандартов. Протоколы фактически явились стандартами Интернета.
Основой возникновения протоколов была традиция открытой публикации идей и результатов исследований, принятая в университетской среде. Но подготовка публикации в научном журнале или доклада на научной конференции занимала слишком много времени.
7 апреля 1969 года Стив Крокер (Stephen D. Crocker, родился в 1944), бывший одним из тех студентов, которые вместе с Л. Клейнроком «оживили» первую ячейку ARPANET (см. выше), придумал новый способ обмена идеями и предложениями в среде разработчиков межкомпьютерной связи. Сначала это были обычные бумажные бюллетени, которые назывались рабочими предложениями или темами для обсуждения (Request for Comments, RFC). Эти бюллетени рассылались по обычной почте всем участникам проекта ARPANET. Но уже в декабре 1969 года, когда начали работать первые сегменты сети ARPANET, бюллетени стали рассылаться по межкомпьютерной сети и почти мгновенно попадали к своим адресатам.
Бессменным и единственным редактором RFC в течение почти 30 лет, с 1969 по 1998 год, был Джон Постел (Jonathan Bruce Postel, 1943–1998). Он также внес большой вклад в разработку и реализацию системы доменных имен (о которой будет рассказано далее).
Перевод обсуждения в новую, электронную, среду вызвал потрясающий эффект ускорения разработок. Надо сказать, что эффект ускорения был неожиданным и для самих разработчиков. Так, ключевые сетевые протоколы появились и стали действующими стандартами в течение 1970-х годов. Международная же организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) предложила свою эталонную сетевую модель взаимодействия открытых систем (см. ниже) с большим запозданием, только в 1984 году.
К этому времени уже появилось на свет слово «Интернет». В 1974 году его придумали Винт Серф (Vinton Gray Cerf, родился в 1943) и Роберт Кан (Robert Elliot Kahn, родился в 1938). Они разработали набор сетевых протоколов для пакетной передачи информации в большой сети. Основой этого набора стали два протокола: протокол управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP) и межсетевой протокол (Internet Protocol, IP). Саму же связку протоколов (или, как еще говорят, «стек») стали называть TCP/IP.
Протокол TCP обеспечивал бесперебойную и точную передачу пакетов данных с одного компьютера, подключенного к сети, на другой. Происходило это следующим образом.
Передаваемая информация разбивалась на части (пакеты). Все пакеты нумеровались, что позволяло впоследствии собрать информацию в правильном порядке. После чего все пакеты передавались межсетевому протоколу IP.
С помощью протокола IP все пакеты пересылались получателю. При этом к каждому пакету протокол IP добавлял служебную информацию, содержащую адреса отправителя и получателя информации. Это позволяло, во-первых, обеспечить доставку каждого пакета получателю, а во-вторых, в случае ошибки при пересылке потребовать у отправителя повторить пересылку. Путь, по которому пакет пройдет от отправителя к получателю, не имел значения. Самое главное, что протокол IP обеспечивал правильную доставку информации.
На компьютере-приемнике в дело вновь вступал протокол TCP Он проверял, все ли пакеты доставлены. Так как каждый пакет мог двигаться по Интернету самыми разными путями, то порядок их поступления на компьютер-приемник мог быть нарушен. Протокол TCP располагал все пакеты в правильном порядке и собирал их в единое целое.
Таким образом, стек TCP/IP обеспечивал соединение двух конкретных компьютеров вне зависимости от того, сколько компьютеров было присоединено к сети. Хоть миллионы! Эту огромную сеть сетей очень скоро стали, вслед за протоколом, называть «Интернетом». И до сих пор ее так называют.
С 1 января 1983 года все компьютеры, подключенные к сети ARPANET, стали «общаться» между собой только посредством стека протоколов TCP/IP. Такой переход потребовал координации усилий всех заинтересованных сторон и тщательно планировался. Может быть, именно поэтому он прошел без особенных проблем. Те, кто принимал участие в этом историческом событии, долго носили на лацкане своих белых халатов значок «Я пережил переход на TCP/IP». И гордились этим красным значком не меньше, чем солдаты гордятся своими боевыми медалями.
И по сей день пара протоколов TCP/IP – главная «тягловая сила» Интернета.
Xerox PARC. У колыбели могучего младенца
Компании – как люди. Они рождаются, живут и умирают. У каждой есть своя судьба, счастливая или не очень.
У компании «Xerox» судьба оказалась счастливой. Она была основана в 1906 году и занималась производством фотобумаги. В те времена главным фоточувствительным материалом было бромистое серебро, соединение серебра с бромом, который принадлежит к химическому классу галогенов (галоидов). Отсюда произошло и первоначальное название компании «Haloid».
В октябре 1942 года Честер Карлсон (Chester Floyd Carlson, 1906–1968) изобрел и запатентовал процесс электрофотографии. А в 1947 году компания «Haloid» купила этот патент. По совету того же Честера Карлсона электрокопирование назвали «ксерографией», от древнегреческого слова «ксерос» («сухой»). Электрокопирование действительно было «сухой» печатью: черный порошок прилипал к наэлектризованному валику, а оттуда переносился на поверхность листа бумаги. Устройство же для электрографического копирования Карлсон предложил назвать «Xerox» (по-английски оно читается как «зирокс»). Первый копировальный аппарат был выпущен в 1949 году, а через десять лет на рынке появился автоматический офисный копировальный аппарат, позволявший делать качественные копии документов на обычной бумаге.
Даже оптимисты не смогли бы предсказать грандиозного успеха этого устройства! В 1961 году продажи новых копиров зашкалили. Фирма без сожаления перешла с производства фотобумаги на производство офисной техники, и заодно поменяла свое название на «Xerox». Вскоре это название стало синонимом любых копирующих устройств. Например, в СССР, а после и в России прижились слова «ксерокопия» и «отксерить» (в смысле «скопировать»).
Честер Карлсон по образованию был физиком, но некоторое время работал юристом по патентным вопросам. Поэтому свою заявку на патент он составил очень умело. За 25 лет никому не удалось обойти заявленные им принципы электрофотографии. Но в 1970 году приближался срок, после которого по американским законам производить электрофотографическую технику могли бы все, а не только компания «Xerox». Поэтому по инициативе главного научного сотрудника фирмы Джека Гольдмана в калифорнийском городе Пало-Альто был организован научно-исследовательский центр (PARC – Palo Alto Research Center). Чуть позже место, где разместился PARC, станут называть «Кремниевой долиной» (Silicon Valley).
Штаб-квартира компании «Xerox» находится на восточном побережье США, в штате Нью-Йорк. Почему же Дж. Гольдман решил организовать исследовательский центр в Калифорнии, на другом конце страны?
Во-первых, потому что к тому времени в Калифорнии находилось множество компаний и научных центров, занимавшихся разработками в области высоких технологий. В 1970-е годы финансирование некоторых из них сократилось, в результате чего появилась возможность «переманить» в PARC многих научных и инженерных работников высокой квалификации. Так, директором лаборатории информатики в PARC с 1970 по 1983 год был уже известный нам Боб Тейлор, первый руководитель проекта ARPANET.
Во-вторых, научно-исследовательский центр построили на территории Стэнфордского университета, что обеспечило взаимно полезное сотрудничество. Аспиранты Стэнфорда принимали участие в научно-исследовательских проектах PARC, а ученые PARC были желанными гостями в университетских лабораториях и на семинарах. Не забудем также, что Стэнфорд – один из первых узлов возникшей в 1969 году межкомпьютерной сети ARPANET.
В-третьих, расстояние более чем в 4800 километров служило надежным барьером между администрацией «Xerox» и научными работниками PARC. Ни у кого из администраторов не возникало желания слишком часто навещать подведомственные лаборатории с тем, чтобы «проверять», чем там занимаются эти самые ученые.
А занимались они фактически вопросами выживания всей компании «Xerox». Перед PARC была поставлена задача: найти новые области в сфере офисных технологий, в которых фирма могла бы сохранить свое лидерство.
Оглядываясь назад, можно сказать, что Xerox PARC поставленную перед ним задачу выполнил – разработал технологии и устройства, которые до сих пор в строю и активно используются во всех отраслях, связанных с обработкой информации. Назовем только несколько таких разработок.
1. Компьютерная мышь, а вместе с ней и графический пользовательский интерфейс для первого персонального компьютера Xerox Alto, прямого предшественника Apple Macintosh и IBM PC.
2. Лазерный принтер.
3. Персональный компьютер. Идея создания дешевого компьютера для личного использования была революционной в эпоху больших вычислительных машин коллективного пользования. Тогда же были сформулированы требования к такому компьютеру: легкий и плоский монитор, хорошая батарея, небольшие размеры, приблизительно с блокнот. «Блокнот» по-английски – «notebook», отсюда и пошло название портативных компьютеров.
4. Текстовый редактор Bravo, ставший предшественником Microsoft Word и других подобных редакторов, где изображение, видимое на экране, один к одному совпадает с видом результирующей распечатки документа. Этот принцип называется «WYSIWYG» (сокращение по первым буквам фразы на английском языке «What You See Is What You Get» – «что видишь, то и получишь»)
5. Создание сети Ethernet для быстрой передачи данных. Изобретение «эфирной сети» (так переводится на русский язык слово «Ethernet») определило на долгие годы вперед инфраструктуру еще не родившегося Интернета. И сейчас, сорок лет спустя, ваш домашний компьютер наверняка подсоединен к Интернету с помощью кабеля Ethernet.
Роберт Меткалф, строитель магистрали для гигабитов
Разработал теоретические основы протокола Ethernet и внедрил его в жизнь Боб Меткалф (Robert Melancton Metcalfe, родился в 1946), а помогал ему в этом Дэвид Боггс (David Boggs, родился в 1950).
Меткалф – уроженец Бруклина (Нью-Йорк). Он называет себя американским викингом. Его деды и бабки в начале XX века прибыли в Нью-Йорк из Норвегии и из Ирландии. Мать охотнее говорила по-норвежски, чем по-английски. Отец Меткалфа в течение 30 лет работал техником в авиационной промышленности. Во время Второй мировой войны мать Боба, как многие американские женщины, бывшие до того домохозяйками, пошла работать клепальщицей на то же авиапредприятие, где трудился отец.
Роберт (Боб) Меткалф с коаксиальным кабелем
У отца и матери Боба было два желания: дожить до момента выхода на пенсию и дать образование сыну. Оба желания сбылись, сначала второе, потом первое.
В 1964 году Боб Меткалф поступил в Массачусетский технологический институт (МТИ) в Бостоне, лучшее высшее техническое учебное заведение США. Здесь он получил сразу две степени бакалавра: в области электротехники и в области управления бизнесом. «В то время это казалось немного странным, – вспоминал позже Р. Меткалф, – но для меня это был просто чудесный год. Я учил то, что мне нравилось, и получал от этого массу удовольствия».
Для получения степени магистра Боб Меткалф перешел в Гарвардский университет. Далеко переезжать не пришлось: Гарвардский университет тоже находится в Бостоне, но, по словам Боба Меткалфа, атмосфера там совсем другая, чем в МТИ, и эта атмосфера была ему не по душе.
Может быть, нелюбовь Меткалфа к Гарвардскому университету связана с тем, что ученый совет кафедры прикладной математики Гарварда отклонил его докторскую диссертацию «Пакетные сети», которую он попытался защитить в 1972 году. Ученые Гарварда не нашли в работе Боба достаточного научного обоснования – сплошная «инженерия».
Нет худа без добра. После неудачной защиты докторской диссертации в Гарварде Боб Меткалф переехал в Калифорнию, где начал работать в научно-исследовательском центре компании «Xerox» в Пало-Альто.
В это время одна из групп Xerox PARC разрабатывала прототип персонального компьютера под названием «Alto». Это было в 1973 году, и наличие на каждом рабочем столе персонального компьютера многим казалось ненужной роскошью. Зачем он – маленький, слабенький и не такой уж дешевый – нужен, если в вычислительном центре гудит и пышет жаром могучая вычислительная система?
Но, несмотря на подобные возражения, работа продвигалась: создавалась операционная система для первого в мире персонального компьютера, а одним из главных устройств, которые разработчики предполагали присоединить к своему детищу, был первый в мире лазерный принтер, параллельно создаваемый другой рабочей группой.
Этот принтер печатал один лист в секунду в небывало высоком разрешении – 500 точек на дюйм. Но стоил он дорого и был настолько громоздким, что о подсоединении этого агрегата к каждому из сотни персональных компьютеров исследовательского центра речь даже и не шла. Принтер должен был находиться в общем пользовании. Для этого следовало присоединить его к персональным компьютерам, объединенным в локальную сеть. Предполагалось, что этих компьютеров будет больше двух сотен. Грубая прикидка количества информации, передаваемой по этой сети, показывала, что скорость передачи должна быть около 3 мегабит в секунду.
Связать между собой более сотни компьютеров – это и сейчас нелегкая задача. В начале 1970-х годов она казалась просто неразрешимой. Хотя бы из-за того, что для соединения такого количества компьютеров тогда требовалась целая паутина проводов. Не запутаться бы! Нужен был совершенно новый принцип организации межкомпьютерной связи.
1971. Abhaltet – привет с Гавайских островов
Кто ищет, тот найдет. Совершенно случайно на глаза Бобу Меткалфу попался отчет об организации межкомпьютерной сети Alohanet в Гавайском университете. Эту сеть можно назвать дальним родственником современных сотовых телефонных сетей и беспроводных Интернет-сетей Wi-Fi тоже. Ее спроектировали для того, чтобы связать компьютеры, находящиеся в кампусах университета. А они расположены на разных островах посреди Тихого океана. Понятно, что ни о каком кабеле здесь речь и не шла. Радио, только радио!
К каждому компьютеру была присоединена приемопередающая станция. Все станции работали на одной частоте, образуя, таким образом, общий канал связи. По умолчанию каждая станция работала на прием. Если на какую-либо станцию поступала информация, специальное устройство разбивало ее на пакеты, и станция начинала передачу, пакет за пакетом.
Каждый пакет содержал необходимую служебную информацию. Она, помимо прочего, включала адрес компьютера-получателя и адрес компьютера-отправителя. Прием пакета осуществляла только та радиостанция, адрес которой совпадал с адресом получателя. Остальные радиостанции игнорировали пакет, предназначенный не для них.
Общий канал связи предполагал, что в любой момент времени прием ведут все радиостанции, передавать же данные может только одна. Если бы вещали одновременно несколько радиостанций, их сигналы накладывались бы друг на друга, и в этой какофонии разобраться было бы невозможно. Случай, когда две радиостанции одновременно начинали передачу, назывался коллизией. При возникновении коллизии оба передатчика замолкали и начинали работать вновь, причем каждый через случайный промежуток времени. Подобный прием позволял избавиться от повторения прежней коллизии.
Описанный протокол передачи данных, который использовался в сети Alohanet, не программировался, а был «зашит» в электронику приемо-передающих станций. Эти станции подключались к компьютерам и обеспечивали быструю, качественную и дешевую межкомпьютерную связь, единственно возможную в условиях Гавайских островов.
1976. Ethernet – эфирная сеть
Боб Меткалф и Дэвид Боггс, конечно, не стали копировать эту сеть один к одному. Было очевидно, что скорость и помехоустойчивость радиоканала не идут ни в какое сравнение с обычным коаксиальным кабелем, который использовался и до сих пор используется для передачи сигнала изображения от антенны к телевизору.
22 мая 1973 года Меткалф и Боггс предложили проект будущей локальной сети Xerox Pare. Связь между всеми компьютерами должна была осуществляться всего-навсего по одному проводу! Этот провод друзья назвали шиной.
Коаксиальный кабель
Каждый компьютер подключался к шине с помощью соединения, называвшегося «вампиром». Специальное острие пронзало пластмассовую изоляцию и глубоко входило в медный провод. Таким образом обеспечивался надежный контакт с шиной, а компьютер можно было подключить к общему каналу практически в любом месте. Компьютер, подключенный к шине, мог инициировать передачу информации, если в этот момент передача не велась каким-либо другим компьютером. Возникающие коллизии разрешались прекращением передачи и попыткой возобновить ее через некоторый случайный промежуток времени.
Каждый пакет имел заголовок, в котором указывались адреса передающего и принимающего компьютеров. Каждый компьютер, работавший на прием, игнорировал пакеты, которые предназначались не ему. Получив «свой» пакет, он посылал на компьютер-передатчик подтверждение приема и требование пересылки следующей порции информации. Естественно, что это подтверждение и это требование пересылались в виде пакета по той же шине. При таком протоколе по одному проводу можно было передавать тысячи пакетов от сотен подключенных компьютеров. Один провод работал как радиоэфир, где на одной волне могут «переговариваться» множество радиостанций! Отсюда и название предложенного Р. Меткалфом и Дж. Боггсом протокола – «эфирный», Ethernet.
Главная идея, заложенная в протоколе Ethernet, состояла в отсутствии какого-либо «верховного» регулятора передачи пакетов по шине. Возникавшие коллизии успешно разрешались «на местном уровне». Кстати, разработанный для этого математический аппарат оказался достаточным для того, чтобы Р. Меткалф наконец защитил докторскую диссертацию, которую – помните? – ученый совет Гарвардского университета «затормозил» из-за отсутствия в ней «серьезной» науки.
Быстродействие протокола повысилось благодаря тому, что он был реализован в виде специальной сетевой платы, вставляемой в компьютер. В современном компьютере даже такой сетевой платы не увидишь. Ее роль выполняют несколько микросхем.
В 1979 году Р. Меткалф покинул компанию «Xerox» и перешел в компанию «Digital Equipment». К этому времени крупным компаниям стало ясно, что вкладывать средства в сетевое оборудование и в сетевые программы имеет смысл. Локальные компьютерные сети не только показали свою жизнеспособность, но и оказались очень востребованными.
В «Digital Equipment» Р. Меткалф должен был как бы «заново изобрести» Ethernet. То есть изменить свое изобретение так, чтобы новая фирма защитила его другими, «своими», патентами, на основе этих патентов смогла бы начать собственное производство и при этом ничего не платить компании «Xerox». Но Роберт Меткалф избрал более оригинальный путь. Недаром – вспомним – в МТИ он изучал не только инженерные дисциплины, но и организацию бизнеса.
В начале июня 1979 года на совместном заседании представителей компаний «Intel», «Digital» и «Xerox» Р. Меткалф выступил с докладом о потенциальных возможностях протокола Ethernet и предложил сделать этот протокол стандартом для передачи пакетов данных по компьютерным сетям для всех трех компаний. Компании-«киты» сэкономят массу времени, воспользовавшись уже имеющимся изобретением. Это позволит им без промедления приступить к реализации крупных сетевых проектов для правительственных структур и для министерства обороны. Крупные заказы, большие деньги! А для производства сетевого оборудования, реализующего протокол Ethernet, Меткалф взялся организовать небольшую компанию под названием «3Com».
Расчет был правильный. Ни одной из перечисленных больших компаний не хотелось тратить деньги, занимаясь непрофильной деятельностью – производством компьютерного «железа». В свою очередь, компания «3Com», едва появившись на рынке, получала крупный пакет заказов сразу от трех корпораций. Дальше дело было за малым. Развивая производство, сделать сетевые карты 3Com массовым и недорогим товаром, а слово «Ethernet» превратить в бренд.
Надо сказать, что этот способ завоевания рынка не был новым. Любая компания мечтает сделать свой товар исключительным, незаменимым и, таким образом, превратить его, как говорится, в «стандарт де-факто». Чтобы у покупателя название товара ассоциировалось с названием фирмы. Автомобиль – Форд, безопасная бритва – Жиллетт, гамбургер – Мак-Доналдс, компьютерная сеть – Ethernet.
В данном случае прием себя оправдал. Уже в 1983 году протокол Ethernet был признан международным стандартом и надежно завоевал рынок. Настолько надежно, что когда в 1984 году гигантская корпорация «IBM» разработала «свой» протокол для объединения компьютеров в локальную сеть, «Token Ring», протокол этот оказался неконкурентоспособным и, в конце концов, фактически исчез.
Протокол Ethernet был изначально рассчитан на высокую скорость передачи данных. Для специалистов, работавших в области межкомпьютерной связи, появление Ethernet было сравнимо с чувством водителя, который с деревенского большака вдруг свернул на магистральное скоростное шоссе – и только километры замелькали. Недаром долгое время была популярна метафора: «Интернет – информационный хайвей».
И в наше время Ethernet развивается и совершенствуется, в первую очередь в сторону повышения скорости передачи информации. Сейчас интенсивно используется Fast Ethernet, который позволяет передавать данные со скоростью до 1 Гбит/с. Говорят также и о Gigabit Ethernet, который должен обеспечивать скорости более 1 Гбит/с.
1978. Первый спамер
Прекрасный катализатор человеческих отношений – совместная работа. Особенно, если этой работой занят не очень большой коллектив. Тогда каждый в этом коллективе чувствует себя моряком на борту парусника с переполненными ветром парусами, несущегося по бурному океану в неизвестную даль, к золотой стране Эльдорадо.
Всего за несколько лет к сети ARPANET подключились многие университеты США. Несмотря на значительные расстояния, разделявшие участников проекта, они не чувствовали себя разъединенными. Наоборот, электронная почта (которой тогда никто в мире, кроме этих ребят, еще не пользовался) необычным образом сближала, делала отношения менее формальными. Почему бы не поздравить коллегу с днем рождения или с приближающимися праздниками? Почему бы в конце обсуждения технических деталей проекта не поинтересоваться, как далекий собеседник провел отпуск? Или не посвятить короткое послание очередной победе бейсбольной команды, за которую, оказывается, вы с адресатом вместе болеете? И уж тем более, почему бы не высказать своего мнения о новейших моделях компьютеров, которые вам обоим придется в скором времени осваивать?
В 1978 году Гэри Туэрк (Gary Thuerk) работал в отделе маркетинга компании «Digital Equipment». Эта компания сегодня уже не существует. Но в свое время она была известна производством замечательных мини-компьютеров PDP и не менее замечательных «больших» компьютеров серии VAX.
Гэри Туэрк, крестный отец Интернет-спама
1 мая 1978 года Гэри Туэрк разослал через компьютерную сеть ARPANET по 400 адресам письмо, в котором сообщалось о новой продукции компании и о том, что 3 мая 1978 года состоится выставка, где эту технику можно будет увидеть в действии. Он рассуждал правильно: практически все адресаты отреагировали на полученное письмо. Количество людей на выставке превзошло все ожидания. Уровень продаж превысил 13 миллионов долларов. При этом затраты на рекламу оказались гораздо меньшими, чем если бы это пришлось делать по почте, рассылая тем же 400 адресатам буклеты и письма. За электронную же почту вообще платить не пришлось!
Вот оно, первое письмо-спам
Правда, не всем письмо Гэри понравилось. Эти люди сообщили об инициативе Туэрка администраторам проекта ARPANET. Речь шла не о том, что Туэрк рассылал адресатам ненужную им информацию. Жалобы были на то, что сделана эта рассылка была в рамках некоммерческого проекта, финансируемого правительством. То есть Туэрк получил прибыль за счет американских налогоплательщиков. В Америке это серьезное нарушение!
Но первый в мире спамер отделался легко. Гэри Туэрка вызвали в управление связи министерства обороны и предупредили, чтобы больше он такими вещами не занимался. Он и не занимался. Однако звание первого в мире спамера осталось за ним. И Гэри Туэрк гордится этим званием до сих пор.
Само слово «спам» появилось в английском языке в 1936 году. Это аббревиатура одного из видов американских консервов, «SPiced hAM» (пряная ветчина).
Вряд ли до 1969 года этим словом пользовались «широкие массы». Но в 1969 году слово «спам», так сказать, ушло в народ. Спам прославила британская комик-группа «Монти Пайтон» (Monty Python). В десятиминутной сценке слово «спам» артисты повторили более сотни раз. По сюжету сценки героям в одном из кафе усиленно предлагают попробовать эту самую пряную ветчину, которая, так или иначе, присутствует в любом подаваемом в этом кафе блюде. Даже чай предлагают с небольшим количеством спама. Сценка была уморительно смешная. Желающие легко могут отыскать ее в Youtube.
После этого слово «спам» вошло в обиходный язык, обозначая некий товар, усиленно навязываемый потребителю и, в общем-то, ему не нужный. После 1990 года, когда Интернет и электронная почта стали доступными всем, это словечко перебралось в Интернет-жаргон. Здесь оно стало обозначать массовую, назойливую и ненужную рекламную рассылку, распространяемую по электронной почте. По подсчетам специалистов, спамерские письма сейчас составляют от 80 до 90 процентов общего электронного трафика. То есть, оплачивая провайдеру услугу подключения к Интернету, мы одновременно оплачиваем доставку в наш почтовый ящик информационного мусора.
1983. Система доменных имен
По проекту, который Роберт Меткалф осуществлял, организуя локальную сеть в Xerox PARC, эта сеть должна была объединить около 200 компьютеров. В то время даже к ARPANET было подключено меньше вычислительных машин. Оказалось, что в данном случае «размер имеет значение», и количество переросло в качество. Потребовалось существенным образом изменить способ адресации компьютеров, объединенных в одну сеть.
С подобной задачей Меткалф столкнулся еще во время учебы в МТИ. Будучи студентом, он принимал участие в программе ARPANET в качестве системного программиста и написал специальную программу для мониторинга соединений сети ARPANET. Программа работала на каждом компьютере сети и периодически устанавливала связь этого компьютера с другими. Запись результатов работы этой программы можно было представить в виде квадратной таблицы, в каждой клетке которой, кроме тех, что располагались по диагонали, записывались результаты подключения: сколько времени занял процесс соединения, устойчивой ли была передача данных, успешно ли завершился сеанс связи. Легко посчитать, что если к сети подключено N компьютеров, то количество заполненных клеток в подобной таблице контроля соединений будет Ν × (Ν– 1). Например, если к сети подключены 50 компьютеров, число соединений составит 2450. При увеличении числа подключенных компьютеров вдвое размер таблицы увеличится почти в четыре раза. Таблица для 100 компьютеров будет включать 9900 результатов мониторинга.
Конечно, произвести такой мониторинг с помощью компьютера и распечатать его результаты на принтере никакого труда не составляло. Сложнее было разбираться с распечаткой. Каждый компьютер, подключенный к сети, имел свой фиксированный номер. Естественно, никто не помнил, какому компьютеру какой номер присвоили. Меткалф составил небольшой текстовый файл, в котором было три столбика: номер компьютера, название университета, где этот компьютер установлен, и название самого компьютера. При распечатке программа обращалась к этому текстовому файлу и печатала вместо номеров названия компьютеров и место их расположения.
Простая идея, не правда ли? Вероятно, она пришла бы в голову многим из вас.
А теперь давайте посмотрим, какие у этой идеи недостатки. Чем мы платим за простоту?
Во-первых, с увеличением числа подключенных к сети компьютеров должен разрастаться и список. Даже если сеть объединяет две сотни компьютеров, следить за ним становится сложновато. Своевременно добавлять в список новые подключенные компьютеры, удалять отключенные, следить за изменением их названий (которые в данном случае отражают перемещение компьютеров с места на место). Как говорил Остап Бендер, «работа легкая, но противная».
Еще хуже, если такие списки начинают вести несколько человек одновременно. Как ни старайся, обязательно что-нибудь будет не совпадать: то ли номер компьютера, то ли его название. И актуальность у каждого списка теперь будет своя. Какой из них правильный?
Пол Мокапетрис, создатель системы доменных имен
Одним словом, по мере подключения к сети ARPANET новых компьютеров возникла необходимость в сетевом сервисе, который решал бы задачу определения адреса каждого компьютера, где бы этот компьютер ни находился.
Такой сервис был разработан в 1983 году Полом Мокапетрисом (Paul V. Mockapetris). Он является одной из важнейших составляющих Интернета и называется системой доменных имен (Domain Name System – DNS). Как работает эта система, более подробно рассказано в соответствующем разделе следующей части.
Адреса физические и адреса логические
Пока же нам надо знать только то, что все узлы Всемирной компьютерной сети занумерованы и имеют уникальные номера-адреса. Такие цифровые адреса называются физическими или IP-адресами (напомним, что IP – это сокращение английского названия межсетевого протокола, Internet Protocol).
Межсетевой протокол – один из важнейших протоколов Интернета. Алгоритмы, которые его реализуют, оперируют именно физическими адресами. Если известны IP-адреса двух компьютеров, между ними легко установить и поддерживать соединение. IP-адреса используются также в алгоритмах маршрутизации, с помощью которых определяется путь перемещения пакетов информации по Сети.
Однако для человека физические адреса неудобны. Это – большие числа, часто записываемые в двоичном формате, то есть с помощью нолей и единиц. Такие числа трудно запомнить и трудно передать без ошибки другому человеку. Поэтому для людей были придуманы логические адреса. Логические адреса – это осмысленные слова, которые состоят из букв, цифр и нескольких специальных знаков. Такие слова запоминаются проще, и их легко передать без ошибки.
В самом деле, сравните, что легче запомнить: физический адрес 206.190.36.45 или логический адрес yahoo.com?
Хотя, конечно, бывают исключения. Иной раз по телефону проще передать четыре группы цифр
212.112.226.248
вместо длинного адреса, к тому же написанного на непонятном языке:
www.beste-private-krankenversicherung.de
При работе в Интернете можно пользоваться как физическими, так и логическими адресами. Результат будет одним и тем же. При вводе физического адреса этот адрес будет использован сразу. При вводе логического адреса он сначала будет превращен в физический. Для этого направляется запрос к специальной базе данных, которая и называется системой доменных имен (DNS). Этот запрос инициирует ответ, в котором будет возвращен физический адрес, а уж дальше – дело техники и алгоритмов.
Хотя при записи как физических, так и логических адресов в качестве разделителей используются точки, это не должно сбивать с толку. Никакой связи между сочетаниями букв в логическом адресе и сочетаниями цифр в адресе физическом нет. По написанию логического адреса невозможно определить соответствующий ему физический адрес.
Информация о соответствии логических и физических адресов для всех компьютеров мира, подключенных к Сети, хранится в огромной базе данных. Уничтожение этой базы данных было бы равносильно уничтожению Интернета. Однако не стоит беспокоиться. База данных доменных имен не сосредоточена в каком-то одном месте, на центральном «супер-пупер» сервере. Она распределена по множеству серверов, находящихся в разных местах Сети и постоянно обменивающихся между собой информацией. Даже если один или несколько таких серверов отключатся, их тяжкую работу возьмут на себя другие серверы DNS. И потому Интернет бессмертен!
Джон Постел в роли Господа Бога
Джонатана (Джона) Постела (Jon Postel, 1943–1998) кое-кто почитал как бога Интернета. Как создателя мира, вроде того сурового старца, что на потолке Сикстинской капеллы в Ватикане протягивает руку бессильному пока человеку, чтобы одушевить собственное творение. Сходство с богом-отцом усиливала борода, которую Джон Постел начал отращивать еще в молодости.
Бог не бог, но несколько могучих первоначальных толчков тому чуду, которое нынче называют Интернетом, Джон Постел придал, закрутив эту сверкающую планету в правильную сторону.
Некоторые знаменитости, кокетничая, говорят: «Я просто оказался в нужном месте в нужное время». Джон Постел ухитрился оказаться в нужное время в нескольких нужных местах.
Еще будучи студентом Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Дж. Постел участвовал в работах по программе ARPANET. Поскольку этот университет первым подключили к первой межкомпьютерной сети, Дж. Постел оказался в числе первых интернетчиков. Хотя и профессии такой тогда еще не было.
С 1969 года, все с тех же студенческих лет, Джон добровольно становится редактором создаваемых Интернет-стандартов. Эти стандарты появлялись сначала в виде рабочих предложений (Request for Comments, RFC). Термин этот и сокращение RFC ввел в употребление друг Дж. Постела и его коллега по созданию ARPANET Стив Крокер (это имя уже упоминалось выше, в разделе «1974. TCP/IP. Имя для героя».
Все, кто был заинтересован в развитии идеи, выдвинутой в рабочем предложении, собирались вокруг этого документа и вносили свои дополнения и изменения. Естественно, переписка велась по электронной почте. Поэтому обмен мнениями был почти мгновенным, очень часто – в режиме диалога. Это была новая, сетевая, форма работы. Отдаленными предшественниками такой совместной работы можно назвать научные семинары и конференции. Но в данном случае не было необходимости собираться в какие-то конкретные дни в каком-то заранее установленном месте. Обсуждение, можно сказать, шло круглосуточно и непрерывно. Подобная организация работы в наше время характерна, например, для Википедии.
Джон Постел
Когда документы создаются коллективно и коллективно же обсуждаются, роль редактора невозможно переоценить. Он должен прекрасно разбираться в предмете и знать, «куда плыть». С другой стороны, он не должен действовать по правилу: «Есть два мнения – мое и неправильное». Как раз наоборот! Известное среди разработчиков сетевого программного обеспечения «правило Постела» гласит: «Следует быть требовательным к тому, что ты отсылаешь, и либеральным к тому, что принимаешь».
Легко сказать – быть либеральным. Но как это трудно, когда занимаешься написанием документа совместно с тысячей редакторов, у каждого из которых в голове свой образ конечной цели, а в руке – непримиримый красный карандаш! Джону Постелу удавалось держать эту «креативную братию» в рамках общей цели. Он не давил на коллег авторитетом, не исключал из процесса совместной работы тех, кто ему не нравился, и не раздавал руководящие указания. Вовремя оказавшись на этом, добровольно выбранном им месте, Джон Постел выполнял очень важную, но не бросающуюся в глаза административную и организаторскую работу. В ходе этой повседневной работы и возникал современный Интернет.
Самые важные сетевые разработки и стандарты были созданы при участии Джона Постела. Назовем только несколько осуществленных проектов: важнейшие для Интернета протоколы, в том числе «главный перевозчик Интернета» TCP/IP, протокол электронной почты SMTP и протокол определения доменных имен DNS.
Было еще одно нужное место, в котором в нужное время оказался Джон Постел. Он вовремя оценил перспективность протоколов TCP/IP. Именно с этими протоколами – понял Дж. Постел – скромная межкомпьютерная сеть, созданная в рамках проекта ARPANET, сможет стать всемирной. А что главное в связке протоколов TCP/IP? Конечно, IP-адреса. Количество IP-адресов определит объем Интернет-вселенной, которую только еще предстояло построить. После серьезных обсуждений разработчики приняли решение сделать IP-адрес длиной 32 бита. Такая длина позволяла получить адресное пространство объемом в 232, то есть более четырех миллиардов адресов. В начале 1980-х годов это число казалось намного превосходящим самые смелые представления о том, сколько компьютеров может оказаться подключенными к будущей Всемирной сети. Но уже несколько лет спустя Постел сожалел, что не настоял на том, чтобы длина IP-адреса была больше, например, 64 или даже 128 битов. Более четырех миллиардов компьютеров, объединенных единой сетью для совместной работы, уже не казались чем-то фантастическим. Более того, возникала проблема, сформулированная Мачехой из старого детского кинофильма «Золушка»: «Жаль, королевство маловато, разгуляться мне негде».
Кстати, о королевствах. В конце 1990-х годов Дж. Постел сделал то, о чем в свое время мечтал Н. С. Хрущев, а именно – показал Белому дому «кузькину мать». Как это было сделано, а главное, для чего?
Уже к концу 1980-х годов стало очевидным, что проект ARPANET за 20 лет оправдал те цели, ради которых он начинался. Возник вполне жизнеспособный зародыш Всемирной компьютерной сети. И хозяином всего этого великолепия должно было стать правительство США, вкладывавшее деньги в ARPANET. Это означало, что Всемирная сеть будет контролироваться правительством одной страны – США.
Хотя тысячи специалистов, которые все прошедшие годы создавали ARPANET и развивали эту сеть, были по большей части американцы, такой оборот событий их не радовал. От патриотической гордости они не лопались. При всей разноголосице мнений, в одном Интернет-сообщество было единодушно: Интернет не должен управляться никаким правительством, национальным, многонациональным или даже наднациональным.
Такое неприятие правительственного контроля над Сетью было обоснованно. Как известно, никакая административная структура никогда не способствует эффективной работе контролируемой этой структурой части общественной жизни. Более того, чем крупнее ведомство, тем быстрее возникает в нем эффект, называемый одним из «законов Паркинсона»: бюрократическая структура начинает заботиться о собственном благоустройстве и выживании, и эти заботы начинают поглощать львиную долю сил и «осваиваемых» средств.
К тому же подчинение Всемирной сети так называемым «государственным интересам», какими бы серьезными эти интересы ни казались, нарушало изначально демократичный характер Интернета, эффективность которого во многом определялась именно тем, что он обеспечивал свободное сотрудничество всех заинтересованных участников ради общих целей. Введение же любых необоснованных ограничений и запретов ухудшало функционирование Сети, а зачастую делало ее бесполезной. «Свободное развитие каждого является условием свободного развития всех» – эти красивые слова из «Коммунистического манифеста» К. Маркса и Ф. Энгельса, пожалуй, лучше всего характеризуют творческую сущность Интернета. Под ними, думается, подписались бы все члены тогдашнего Интернет-сообщества.
Например, сейчас подключиться к Интернету может каждый, если у него есть для этого техническая возможность. Регистрация доменного имени (или, что почти то же самое, регистрация IP-адреса) происходит быстро и практически без ограничений. Представьте, насколько бы уменьшилось «сетевое население», если бы регистрация сопровождалась такими же формальностями, как получение визы!
Дж. Постел раньше всех понял, что раздача Интернет-адресов – ключевая позиция в развитии системы. Во многом благодаря его усилиям функция раздачи IP-адресов была передана неправительственным организациям. По инициативе Постела возникло «Общество Интернета» (Internet Society – ISOC). Это международная профессиональная ассоциация, которая контролирует развитие Интернета и следит за доступностью этой сети. Дж. Постел был первым индивидуальным членом Общества Интернета. Сейчас в рядах этой авторитетной организации свыше 20 тысяч индивидуальных членов и более 100 коллективных членов из 180 стран мира.
В январе 1998 года, за несколько месяцев до своей кончины, Дж. Постел узнал о планах правительства США изменить политику регистрации Интернет-адресов. Тогда он бросил на чашу весов свой небывалый авторитет в Интернет-сообществе. Он отправил электронные письма в восемь из двенадцати организаций, обслуживавших систему доменных имен (DNS), то есть, грубо говоря, «адресную книгу Интернета».
В своем письме Постел попросил эти организации перенаправлять все поступающие на их серверы запросы о преобразовании логических адресов в IP-адреса на серверы, размещенные в возглавляемом им Институте информатики в Калифорнии. Все восемь организаций выполнили просьбу Постела. Большая часть тогдашнего Интернет-трафика оказалась в его распоряжении. Таким образом, правительству США было недвусмысленно показано, «кто в доме хозяин». Попутно Дж. Постел продемонстрировал, что любая компания – при наличии определенных технических возможностей – может заниматься управлением трафиком в Интернете. То есть был указан путь к выходу из-под правительственной опеки и к коммерциализации (а значит, к свободному развитию) Интернета.
В начале XX века пламенные революционеры для достижения всемирного счастья первым делом захватывали телефон, телеграф, а также крейсера и железнодорожные вокзалы. Джона Постела вряд ли можно отнести к пламенным революционерам. Но, как видим, он сделал то, чего ни до него, ни после него не смог сделать никто. Он захватил (пусть даже частично) Интернет. И этим, как оказалось, способствовал достижению всемирного счастья.
1985. Интернет начинается
Несмотря на то, что создание ARPANET осуществлялось в узких рамках проекта правительства США, многие ученые и инженеры, участники этой работы, видели ее общую глобальную направленность. И они всеми силами старались по возможности расширить сферу применения своих идей. Межкомпьютерная связь должна быть всемирной!
Однако нецелевые расходы в рамках ARPANET жестко ограничивались. Помните, за что больше всего досталось «крестному отцу спама» Гэри Туэрку? За рассылку по электронной почте сообщений, которые должны были принести доход «посторонней» компании! К середине 1980-х годов многим стала очевидной необходимость создания нового проекта межкомпьютерной связи, который позволил бы «потенциально всемирную» сеть Интернет сделать реально всемирной.
Можно, конечно, пофантазировать, каким стал бы Интернет, если бы он родился и вырос не в США, а в другой стране. Хотя другие возможности здесь практически не просматриваются. Первоначальные вложения в проект были настолько велики, что только очень богатая страна могла бы позволить себе реализовать его в одиночку. В начале 1960-х годов мысли об объединенной Европе еще не приходили и в отчаянно смелые головы. А даже самые богатые из европейских стран тащить такой воз без помощи соседей не смогли бы. Только в начале 1970-х годов правительство Франции финансировало проект CYCLADES, который во многом был французским повторением ARPANET. Так называемые «Тихоокеанские драконы» в 1960-е годы еще «не вылупились», а японская и тем более китайская экономики находились не в том состоянии, чтобы замахнуться на проект, подобный ARPANET.
Мог ли на такой технологический подвиг пойти Советский Союз? В принципе, мог бы. В области разработки ЭВМ к началу 1960-х годов у СССР были вполне серьезные достижения, сравнимые с успехами в области создания ядерного оружия и ракетно-космической техники. И – что очень существенно – эти разработки были собственные, а не краденные у «проклятых империалистов». Но даже если бы и был создан советский вариант сети, главный шаг в его развитии точно не был бы сделан. Система межкомпьютерной связи, которую назвали бы каким-нибудь загадочным именем, скажем, «Золотая рыбка», или, скорее всего, замысловатой казенной аббревиатурой типа «ВСМО-1М», наверняка так и осталась бы секретной и недоступной для гражданских отраслей, не говоря уж о широких народных массах.
Так что в США не только изобрели основные составляющие Интернета, но также вывели Сеть из-под присмотра Министерства обороны и сделали всеобщим достоянием. Благодаря чему это произошло? Благодаря особенному устройству американского общества, нетерпимого к любой монополии и всегда готового к поддержке частной инициативы и честной, открытой конкуренции.
В США всегда существовало много как правительственных, так и частных фондов, поддерживающих развитие науки, в том числе и компьютерных наук. Самый крупный из таких фондов – Национальный научный фонд (National Science Foundation – NSF). Именно этот фонд начал финансировать проект NSFNET, способствовавший глобализации Интернета. Если проект ARPANET можно сравнить с первой ступенью ракеты, оторвавшей космический корабль от Земли и разогнавшей его до высокой скорости, то NSFNET следует назвать второй ступенью, которая вывела корабль на околоземную орбиту.
Вэнневар Буш – организатор науки
Здесь уместно рассказать о человеке, благодаря которому был основан Национальный научный фонд. Его звали Вэнневар Буш (Vannevar Bush, 1890-1974).
Вэнневар Буш был выдающимся ученым, виртуозным инженером и одним из самых успешных организаторов американской науки. В 1913 году, закончив колледж, он начал работать в компании «General Electric». С 1923 года В. Буш – профессор МТИ. Его первая научная специальность – изучение электромагнитных процессов в электрических цепях и линиях электропередачи. Среди учеников профессора В. Буша был Клод Шеннон, основатель теории информации и учитель Леонарда Клейнрока, который начал воплощать в жизнь ARPANET. Вот такая преемственность.
Одно из первых изобретений В. Буша – аналоговая вычислительная машина. Она представляла собой набор стандартных электронных блоков. Коммутируя входы и выходы этих блоков, можно было легко собирать электронные схемы, позволявшие решать сложные дифференциальные уравнения и системы дифференциальных уравнений. Поскольку такие уравнения широко используются при решении разнообразных технических задач, аналоговые вычислительные машины В. Буша были очень популярны.
Вэнневар Буш
Конечно, точность подобных вычислительных устройств была невелика и сравнима с точностью логарифмической линейки, 3–4 значащих цифры. Стремясь к повышению точности вычислений, В. Буш пришел к выводу, что следующим шагом должно быть цифровое программируемое вычислительное устройство. Интересно, что таким же путем, от схем электрических цепей к аналоговым вычислительным устройствам, а от них – к цифровым вычислительным машинам, прошел изобретатель первой советской ЭВМ Сергей Алексеевич Лебедев (1902–1974). Сам же Вэнневар Буш к созданию вычислительной техники больше не возвращался. Потому что начался его крутой подъем по административной лестнице.
В 1932 году В. Буш становится вице-президентом МТИ, а в 1938 году избирается президентом Института Карнеги в Вашингтоне. Эта организация была основана в 1902 году мультимиллионером-филантропом Э. Карнеги для финансирования научных исследований. Так что В. Буш стал одним из главных «кормильцев» американской науки.
В годы Второй мировой войны Буш занял должность председателя Государственного комитета оборонных исследований при президенте США, став председателем Комитета по военной политике и советником президента США по научным вопросам. Под его «крылом» проводились многие научно-технические программы по совершенствованию вооружений американской армии. Одним из главных был проект, который из соображений секретности назвали «Манхэттен» – проект создания атомной бомбы. И Вэнневар Буш был не только его инициатором, но и главным поставщиком кадров для этого проекта. Он лично знал многих американских ученых-физиков и обладал потрясающим чутьем на людей. А кроме того – это уже совсем редкость среди руководителей – не стремился подавить тех, кто от него зависел. Много ли известно чиновников высокого ранга, которые сформулировали бы свое предназначение следующим образом: «Индивидуальность для меня – все. Я сделаю максимум возможного, чтоб снять любые ограничения»? Кто из советских ученых, которым пришлось стать «научными генералами», смог бы сказать такое?
Кстати, в апреле 1944 года журнал «Time» поместил на обложке портрет В. Буша и статью о нем, в которой ученого назвали «генералом от физики». Маршальских званий в американской армии не было, а то журналисты могли бы смело назвать его и «маршалом физических войск». Он был самым «высокопоставленным» ученым США.
В 1944 году президент Рузвельт попросил В. Буша дать рекомендации о том, как следует организовать науку в послевоенный период, какие уроки следует извлечь из Второй мировой войны. В. Буш отнесся к этому вопросу очень серьезно и долго готовил свою докладную записку под названием «Наука. Бесконечный фронт». Она попала в руки уже следующему президенту США, Г. Трумэну. В этой записке В. Буш писал, что «…государственные интересы в области науки и образования могут быть наилучшим образом достигнуты созданием Национального фонда науки».
На каких принципах, по мнению В. Буша, следовало организовывать финансирование научных исследований?
Во-первых, правительству следовало поддерживать фундаментальные исследования. Исследования, которые производят промышленные компании, не могут считаться фундаментальными, поскольку они ориентированы на реализацию узко поставленных задач, результат которых хорошо предсказуем.
Во-вторых, финансировать следовало конкретных ученых, а не организации или проекты. Свое отношение к этому вопросу В. Буш выразил афористично: «Дайте людям деньги и свободу, и они вернутся к вам с чем-то полезным».
В-третьих, деньги ни в коем случае не следовало выделять секретным или закрытым организациям. Максимальное предпочтение предлагалось давать университетам, как наиболее открытым научным организациям.
Наконец, Буш предлагал финансировать наиболее перспективных исследователей, а особенно – студентов, которые решили посвятить себя науке.
«Сегодня все понимают, что авторами всех замечательных изобретений являются яркие индивидуальности, но при этом редко задумываются о том, что для них нужно создавать соответствующие условия». Этот афоризм В. Буша как нельзя лучше отражает его отношение к личности ученого.
А ученым Вэнневар Буш оставался, даже став администратором высокого уровня. С его именем связана одна идея, которая во время ее публикации, в 1945 году, казалась многим интересной, а лет через двадцать – смешной. Но прошло еще десять лет, и эта идея оказалась пророческой. С тех пор на нее часто ссылаются, когда говорят о гиперссылках, и в первую очередь – о гиперссылках в Интернете (о том, что такое гиперссылка, мы расскажем позже).
В 1945 году В. Буш опубликовал в журнале «The Atlantic Monthly» статью под названием «Как мы можем мыслить» (As We May Think). В этой статье В. Буш заметил, что, хотя целью и результатом науки является классификация, люди мыслят не «научно», не логически и не дедуктивно (от общего к частному), а ассоциативно, по аналогии и индуктивно (от частного к общему).
Для активизации научного творчества Буш придумал устройство, которое он сам назвал «мемекс» (то есть «memory extender», расширитель памяти).
Мемекс, по замыслу автора, должен был быть большим столом, оборудованным проекторами микрофильмов с доступом к огромной, в перспективе всемирной, фильмотеке. Микрофильмы должны стать единственным носителем информации. На них следовало перенести содержимое всех имеющихся в мире книг и все имеющиеся в мире изображения. Более того, любой исследователь мог сделать свой микрофильм, фотографируя все, что касается, например, проводимого эксперимента. Для этого он мог пользоваться специальным миниатюрным фотоаппаратом, закрепленным у него на лбу. Такого фотоаппарата тогда еще не было, но В. Буш не сомневался в том, что создать его технически возможно. Если бы он знал, что всего через шестьдесят лет куда более качественная камера будет вмонтирована в каждый мобильный (!) телефонный аппарат, и что сфотографировать все что угодно можно будет без малейшего труда!
А вот дальше начинается самое главное. Исследователь мог снабжать микрофильмы метками. И Буш знал, как это сделать. Еще до войны он запатентовал устройство для создания меток на микрофильмах, которое позволяло быстро промотать фильм до нужного места. Такие метки позволяли связывать между собой самые различные кадры, относящиеся, возможно, к самым различным областям знаний. Переход по одинаковым меткам от одного меченого кадра микрофильма к другому (может быть, находящемуся совсем на другом ролике пленки) фиксировал бы ход мысли ученого в виде ассоциативной цепочки, то есть в виде, привычном для человеческого сознания.
Замените кадры микрофильмов Web-страничками, а метки – Интернет-ссылками, и перед вами – современная Всемирная паутина, WWW, множество Web-страниц, содержащих самую разнообразную текстовую и графическую информацию и связанных между собой гиперссылками. Тот самый Интернет, к которому мы с вами так привыкли…
Как строили информационную магистраль
Другая идея В. Буша – о государственном целевом финансировании науки – осуществилась гораздо скорее, чем через пятьдесят лет. В 1950 году был создан уже упомянутый Национальный научный фонд (NSF). В нем собирались крупные средства, перечисляемые из государственного бюджета.
Эти немалые деньги расходовались в виде грантов, то есть целевых вложений в отдельные крупные научные проекты во всех областях науки – в физике и математике, в биологии и геологии, в общественных и инженерных дисциплинах. Отдельной отраслью была выделена информатика.
Более трех четвертей этих средств расходовалось на поддержку исследований, которые велись в американских университетах и колледжах. Около 20 % шло на совершенствование университетского образования. Очень немного, меньше 5 %, выделялось на приобретение оборудования.
Поэтому в 1984 году, когда встал вопрос о компьютеризации американских университетов, речь шла вовсе не о массовой закупке вычислительной техники для каждого университета. Техника стареет очень быстро, а устаревшая техника в такой области, как информатика, не только не полезна, но даже вредна.
Политика фонда состояла в другом. Вспомним, что компьютеры в то время были весьма крупных габаритов, и правило «чем крупнее, тем лучше» для них все еще работало. Поэтому было решено построить пять крупных вычислительных центров и оборудовать их суперкомпьютерами. А могучие вычислительные мощности до конечного потребителя – в научноисследовательские и учебные лаборатории университетов – должна была довести межкомпьютерная сеть, которую назвали «NSFNET». Главное требование к университету, который подсоединялся к этой сети, состояло в том, чтобы обеспечить доступ к терминалам всех своих студентов и сотрудников без исключения.
Амбиции были немалые. Сеть объединила бы все 300 американских университетов в единый виртуальный всеамериканский исследовательский центр.
Первым администратором проекта NSFNET был Деннис Дженнингс (Dennis Jennings) из Ирландии. Именно он в 1984 году смело и решительно «дал отмашку» проекту, одобрив выделение 17 миллионов долларов на проведение работ первого этапа.
По образованию Дженнингс был физиком, но своей специальностью он выбрал инвестирование в новые проекты. Дело это требует полководческих талантов – изрядной смелости, уверенности в себе и умения разбираться в людях. Всеми этими талантами Деннис Дженнингс был наделен в полной мере. Именно ему принадлежали основные стратегические решения, которые обеспечили успешный рост новой сети.
Во-первых, Дженнингс выделил главный объект проекта и главный объект финансирования со стороны NSF Таким объектом оказались не суперкомпьютерные центры, а скоростная магистральная линия для передачи информации, которая должна была соединить все эти центры. По-английски эта магистраль называлась поэтично, но верно, «backbone» («позвоночник», «спиной хребет»), потому что ей предстояло держать на себе всю структуру, которая должна была возникнуть в результате осуществления проекта.
К магистральной линии подключались региональные компьютерные сети, которые, в свою очередь, объединяли между собой местные, локальные сети. Вопросы подключения к региональным сетям решались на региональном уровне, а о создании местных компьютерных сетей заботились университеты и университетские подразделения. Таким образом, сохранялось единое руководство при максимальной свободе на местах.
Вторым важным вопросом, который решил Дженнингс, было применение в качестве основных протоколов сети NSFNET стека протоколов TCP/IP. Протокол IP обеспечивал «взаимопонимание» всех соединенных друг с другом локальных сетей и позволял без проблем подключать к основной сети новые локальные сети. Таким образом, общая сеть могла расширяться практически безгранично. Единственным принципиальным условием для подключения локальной сети к Интернету было наличие в подключаемой сети протоколов TCP и IP Благодаря этому, по ходу дела, как бы само собой возникло и новое название этой сети – «Интернет» (напомним – по одному из основных протоколов, Internet Protocol, IP).
Собственно говоря, Дженнингс настаивал на внедрении именно этих протоколов, с тем чтобы пользователи сети NSFNET могли при желании соединяться с сетью ARPANET. Никто тогда, вероятно, не предполагал, что всеамериканская научная сеть «убьет» своего «родителя».
Первые узлы сети NSFNET образовали пять суперкомпьютерных центров. Три из них находились на восточном побережье США, один – на западном и еще один – в центре страны. В центре страны также находился и Национальный центр атмосферных исследований, в котором тоже предполагалось разместить суперкомпьютер. Поскольку Национальный научный фонд финансировал приобретение и этого суперкомпьютера, его тоже было решено включить в создаваемую сеть.
Магистральная сеть Интернета в 1987 году
Итак, шесть суперкомпьютерных центров, соединенных между собой двумя линиями с высокой (по тем временам) скоростью передачи данных в 56 Кбит/с, образовали сеть, протяженность которой была сравнима с расстоянием от Москвы до Красноярска. В каждом из шести узлов этой сети разместили мини-компьютеры. На них была возложена задача маршрутизации (пересылки по сети) пакетов информации. Каждый из университетов, в которых размещались суперкомпьютерные центры, взял на себя ту или иную сервисную задачу (техническое обслуживание кабелей, поддержка и программирование компьютеров-маршрутизаторов, техническая помощь пользователям и т. д.) Вокруг этой своеобразной грибницы должны были начать расти и множиться региональные и локальные сети. Словно грибы после дождя, как надеялись в Национальном научном фонде.
Ожидания оправдались. Уже через два года количество региональных сетей настолько возросло, что пропускной способности линии «backbone» стало не хватать. Поэтому в ноябре 1987 года старые кабели начали заменять на новые, скорость передачи по которым была почти втрое выше – 1,5 Мбит/с. Одновременно увеличилось количество региональных узлов Интернета на территории США – их уже стало тринадцать. Кроме того, три узла американской сети соединили с сетью канадской, а один из узлов, находящийся на восточном побережье, – через трансатлантический кабель – с компьютерными сетями Франции и Северной Европы, а также с сетью, находящейся в Европейском центре ядерных исследований (CERN) в Женеве, который еще скажет свое веское слово в развитии Интернета. В узлах сети поставили новые мини-компьютеры с более высоким быстродействием.
NSFNET к этому времени была не единственной сетью даже на территории США. Кроме «дедушки» ARPANET существовали и развивались еще другие сети, принадлежавшие разным ведомствам. Это были, например, научная сеть космического агентства NASA, сеть энергетических организаций (ESnet) и военная сеть MILNET Чтобы обеспечить обмен данными с этими самостоятельными сетями, были сооружены два специальных узла, которые называли точками обмена трафиком. Один из таких узлов находился на западной оконечности сети, в Калифорнии, а второй – на восточной, в штате Мэриленд.
Магистральная сеть Интернета в 1991 году
В 1990 году был выпущен «Телефонный справочник Интернета» – маленькая брошюра в мягкой обложке, где были перечислены доменные имена и IP-адреса всех пользователей, подключенных на тот момент к Интернету, а также их адреса, телефоны и прочая контактная информация. Как видим, даже в 1990 году весь Интернет умещался на страницах небольшого по объему справочника.
В середине 1990-х годов мощность NSFNET настолько превысила мощность ARPANET, что не было смысла в поддержке или в расширении старой сети. ARPANET, с которого начинались межкомпьютерные сети, тихо скончался.
В течение 1991 года скорость магистральной сети Интернета была увеличена в тридцать раз и достигла 45 Мбит/с. Количество узлов тоже увеличилось до 16. Часть ветвей сохранили, и они продолжали дублировать новую, быструю сеть.
К январю 1992 года к ней уже были подключены около 7500 подсетей, причем 2500 из них находились за пределами США.
Сеть реально становилась международной. И чем дальше, тем оказывалось все более очевидно, что Национальному научному фонду такую сеть содержать и развивать накладно. Не царское это дело – с проводами возиться.
К тому же, пока Интернет находился под покровительством NSF, строго запрещалось использовать сеть для коммерческих целей. Созданный на деньги налогоплательщиков, Интернет не мог использоваться в целях получения прибыли. Я помню, как в 1994 году присоединял к Интернету компанию, в которой я тогда работал. Тогда мне пришлось оформлять бумагу-обязательство, что Интернет не будет применяться в коммерческих целях.
Через год таких бумаг оформлять уже не требовалось. 30 апреля 1995 года большая часть каналов сети NSFNET была продана в общедоступное коммерческое использование. Тогда впервые возникло слово «провайдер». Так назывались крупные компании, которые стали развивать и обслуживать магистральные каналы. Они вкладывали свои деньги в расширение инфраструктуры сети. Поэтому они могли и продавать право пользования Интернетом как частным компаниями, так и отдельным пользователям. Сеть NSFNET была официально расформирована и вернулась к статусу одной из научно-исследовательских сетей, подключенных к общему Интернету.
1988. Червяк Морриса
Не так уж много современных пользователей Интернета знают, что 30 ноября – Международный день защиты информации. Для чего был учрежден этот памятный день? Для того, чтобы все знали: главное в компьютере – информация, которая в нем хранится. И информацию эту надо беречь от несанкционированного доступа. Иначе неприятностей не оберешься.
Нынче это вещи всем очевидные. Но не следует забывать, что первый Международный день защиты информации был отмечен в 1988 году.
Именно в начале ноября 1988 года состоялась первая массовая атака на большую компьютерную сеть. Произвел ее Роберт Таппан Моррис (Robert Tappan Morris). Было ему тогда 22 года, и был он аспирантом Корнелльского университета.
Роберт Моррис
Для научной работы ему понадобилось подсчитать количество пользователей Интернета (то есть в те годы еще ARPANET'a). Сейчас определить число пользователей Всемирной сети можно только приблизительно. Тогда эта задачка имела точное решение, но была отнюдь не тривиальной.
Справочник 1990 года, о котором шла речь в предыдущем разделе, составляла правительственная организация, официально собирая сведения о владельцах, подключенных к сети компьютеров. Студенту, понятное дело, такой путь был недоступен. Но Роберт Моррис недаром был сыном своего отца, Роберта Морриса-старшего (1933–2011), известнейшего специалиста по криптографии и одного из создателей операционной системы UNIX. И недаром он числился среди самых успешных студентов компьютерного отделения одного из лучших американских университетов.
Недолго думая, он решил разослать по всем компьютерам США, связанным в одну сеть, программу, которая сама собрала бы нужные данные и переслала их своему создателю по электронной почте.
С точки зрения современных хакеров проникнуть в чужой компьютер в те былинные времена было легче легкого. К сети было подключено множество компьютеров, но ни один из них не был персональным. На большинстве из этих компьютеров работала операционная система UNIX, которая позволяла с одного компьютера запускать задачи на другом, если тот считался «дружественным». Дружественным стать было не очень сложно. Надо было только знать имя пользователя-администратора и пароль доступа. Поскольку системных администраторов тогда было немного, все они так или иначе друг друга знали. И никто не придавал большого значения защите. От кого защищаться-то – ведь «чужие здесь не ходят».
Программа, написанная Моррисом-младшим, имела небольшой словарь наиболее известных паролей, что позволило ей проникнуть на 10 процентов компьютеров, подключенных к ARPANET. Попав на посторонний компьютер, программа первым делом проверяла, не установлена ли здесь уже такая же программа. Если компьютер был еще «чистым», программа маскировала свое присутствие в системе, читала файл, в котором содержались сведения о пользователях «оккупированной» системы, и пересылала эти сведения автору, после чего пыталась скопировать себя на другие компьютеры, «дружественные» данному. Программа как бы «переползала» из одного компьютера в другой. За это впоследствии она и получила название «червяк Морриса» или даже «Великий Червь» (по аналогии с эпосом Дж. Толкиена, где был такой персонаж).
Если бы все прошло гладко, студент стал бы не только обладателем базы данных обо всех пользователях всех компьютеров, подключенных в то время к глобальной Сети. Используя найденные им «дырки» в защите системы, он мог бы модифицировать уже установленные программы. И, возможно, стать «властелином мира», правда компьютерного, контролируя работу любой из 60 тысяч вычислительных машин, разбросанных по всей территории США. Не слабо!
Впрочем, к счастью для компьютерного сообщества (и для Морриса-младшего, как оказалось, тоже), в написанную студентом программу вкралась ошибка. «Черви Морриса» должны были бы заражать каждый компьютер только один раз. На самом деле они стали множиться на каждом из зараженных компьютеров. В результате 2 ноября 1988 года не менее десяти процентов компьютеров, подключенных к глобальной сети, «зависли». Обычный способ исправления многих компьютерных неполадок – перезагрузка – не давал результатов. «Черви» с зараженного компьютера не исчезали. После гипотезы о том, что это русские атакуют их компьютеры, системные администраторы всерьез принялись за анализ произошедшей неприятности, общаясь с коллегами. Чаще всего по телефону: электронная почта из-за сбоев в компьютерах была практически блокирована. Вообще, последующие расчеты показали, что ущерб от «червя Морриса» составил более 96 миллионов долларов. Известие о вредоносной компьютерной программе появилось даже на первых полосах газет в самые последние дни президентской гонки 1988 года! Но как появилось, так и исчезло. Слишком мало американцев в то время знали, что такое компьютер.
Всего за два дня совместные усилия компьютерных специалистов дали результат. «Червя Морриса» обнаружили и расшифровали его код. Вряд ли Роберт Моррис страдал манией величия. Своего имени в коде он не оставил. Но, увидев, что натворила сделанная им программа, он попытался сообщить о том, как с ней бороться, через третьих лиц. А потом, по-видимому, посоветовавшись с отцом, который занимался среди прочего и компьютерной безопасностью, пошел сдаваться в ФБР. На допросах он твердо настаивал, что «червь» был написан им в исследовательских целях, а ни в коем случае не для диверсии. В результате, когда дело дошло до суда, он отделался сравнительно мягким наказанием: три года условно, 10 тысяч долларов штрафа, 400 часов общественных работ.
Р. Моррису-младшему повезло. Больше он вредоносных программ не писал. Выучившись, он получил докторскую степень и сделал хорошую карьеру в области компьютеров и Интернета. До сих пор создатель первого компьютерного червя преподает в Массачусетском технологическом институте.
А как повлияло появление «червя Морриса» на компьютерное сообщество? Во-первых, оно было шокировано масштабами происшедшего. А во-вторых, тем, что это сделал один из «своих». Были приняты серьезные меры по обеспечению безопасности. Первым делом системные администраторы осознали важность паролей. Попасть в систему с помощью простого подбора ключа стало невозможно (или почти невозможно).
Отреагировали не только системные, но и обычные администраторы. Правительство США 30 ноября 1988 года создало Компьютерную группу реагирования на чрезвычайные ситуации (Computer emergency response team – CERT). В нее вошли виднейшие американские эксперты в области компьютерной науки и практики. Эта группа так или иначе принимала участие в отражении всех мало-мальски крупных атак на компьютеры и на глобальную Сеть. Ее день рождения и был предложен международному сообществу как Международный день защиты информации.
1992. Всемирная паутина
В 1992 году с Интернетом произошло волшебное превращение, как с героем русских сказок – сизый сокол вдруг превратился в прекрасного принца. Именно с этого года Интернет становится таким, каким мы знаем его сейчас. То есть мигающим цветными экранами, поющим песенки, позволяющим поиграть в разные игры… Таким, в котором главным управляющим движением является клик по Интернет-ссылке (а с недавних пор и просто касание пальцем определенного места на экране).
А стал Интернет таким благодаря изобретению Тима Бернерса-Ли (Sir Timothy John Berners-Lee, родился в 1955).
Неудивительно, что Т. Бернерса-Ли иногда называют изобретателем Интернета. Это, конечно, не так. Сам Т. Бернерс-Ли когда-то пошутил, что называть его «изобретателем Интернета» – то же самое, что называть «изобретателем электричества» человека, придумавшего холодильник. Главная заслуга этого ученого в том, что благодаря его трудам межкомпьютерная связь (а это и есть Интернет) стала сначала привлекательной, а затем и необходимой для миллиардов людей.
Изобретателем 7Интернета Т. Бернерса-Ли назвать нельзя, а вот изобретателем «WWW» – можно. Что такое WWW? Это «World Wide Web», что на русский язык переводится как «Всемирная паутина». Так сейчас принято называть всемирную сеть мультимедийной информации, образованную перекрестными ссылками. Мультимедийная информация может находиться на разных компьютерах, связанных между собой каналами Всемирной сети Интернет. Так вот, Тим Бернерс-Ли придумал и реализовал специальный протокол HTTP (Hypertext Transfer Protocol, протокол передачи гипертекста). С помощью этого протокола происходит передача мультимедийной (то есть не текстовой) информации с компьютера на компьютер.
Тим Бернерс-Ли придумал также и специальный язык разметки гипертекста HTML (HyperText Markup Language, язык гипертекстовой разметки), позволяющий поместить переданную информацию в нужном месте на экране принимающего компьютера.
Тим Бернерс-Ли
Изобретение было сделано в Швейцарии, в Женеве, где находится Европейский центр ядерных исследований (CERN). Так что вклад этой маленькой, но славной альпийской республики в мировую науку и культуру не ограничивается шоколадом, сыром и часами с кукушкой.
CERN – флагман мировых физических исследований. Недавно его имя всплыло в новостных лентах в связи с началом работы адронного коллайдера. Что за штука этот гигантский ускоритель заряженных частиц, мало кто представляет. Именно поэтому некоторое время коллайдер побыл всемирной «страшилкой»: вот запустят коллайдер, и ужо будет вам конец света…
Молодой математик и программист Тимоти Бернерс-Ли проработал в CERN полгода летом 1980 года и вернулся еще раз через девять лет. В 1989 году его задачей было создание системы обмена данными между сотрудниками центра о результатах физических экспериментов. Электронная почта в CERN уже работала, но она могла передавать только текстовые сообщения. А графики? А фотографии? Первоначально предполагалось усовершенствовать электронную почту так, чтобы с ее помощью можно было обмениваться еще и графической информацией.
При разработке системы Т. Бернерс-Ли сделал шаг, который сейчас кажется очевидным. Но в 1989 году таковым не казался. Более того, он казался шагом в неверном направлении.
Тогда развитие Интернета виделось следующим образом. Каждый компьютер, подключенный к мировой сети, – как бы библиотека. На нем работает программа, обновляющая иерархический каталог доступных для обмена документов. Сторонний пользователь подключается к данному компьютеру, находит нужный документ с помощью каталога и скачивает этот документ на свой компьютер. После чего уже на компьютере пользователя полученную информацию можно прочитать, если это текст, или рассмотреть, если это картинка. Скачивание звуковых файлов тоже было возможно, но звук на компьютере еще считался экзотикой.
Подобная система казалась естественной и единственно возможной. Именно так работали тогда пользователи Интернета. Даже делались попытки объединения локальных каталогов в генеральный глобальный каталог. Пойди развитие информационных технологий по этому, «библиотечному», пути, неквалифицированному пользователю было бы трудно, а главное, скучно заниматься бесконечным информационным поиском. Мало того, такая «всемирная библиотека» была бы малоэффективна. Элементарный запрос потребовал бы изрядного времени для ответа. При увеличении количества информации во «всемирной библиотеке» время ответа увеличивалось бы катастрофически. Интернет так бы и остался зоной, где резвились бы высоколобые чудики.
Зато начальников всех уровней подобное устройство Всемирной информационной сети избавило бы от нынешнего кошмара – неизбежной утечки информации в Интернет. При иерархическом построении каталогов перекрыть доступ к тому или иному информационному ресурсу – пара пустяков. И устроить «электронный спецхран» тоже очень просто. Нажал на кнопочку – и нет документа. Нет документа – нет проблемы…
Тим Бернерс-Ли предложил каждому документу, находящемуся на любом из компьютеров, подключенных к Всемирной сети, поставить в соответствие специальный уникальный адрес, единый указатель ресурса (Uniform Resource Locator, URL). С помощью этого адреса можно было легко отыскать любой документ, где бы в Сети он ни находился. Кроме того, Бернерс-Ли разработал специальный протокол связи, уже упомянутый HTTR С помощью этого протокола можно было автоматически скачать информацию из документа, если известен его URL. Специальный язык разметки гипертекста HTML (тоже упомянутый выше) позволял представлять полученную информацию в приятном для глаза и доступном для понимания виде.
Шестого августа 1991 года Тим Бернерс-Ли запустил также первый в мире веб-сайт. Этот сайт сейчас – реликвия Интернета. Его адрес http://info.cern.ch/hvpertext/WWW/TheProiect.html.
Есть и копия, которая находится по адресу:
http://www.w3.org/Historv/19921103-hvpertext/hvpertext/WWW/TheProiect.html.
Первый в мире сайт имеет минимальное оформление. Главным его назначением было показать, какая могучая штука – гипертекстовые ссылки. Ссылки указывают на давно уже раритетную документацию и на список тех, кто работал над проектом.
Чуть позже Тим Бернерс-Ли решил сделать также Интернет-сайт CERN. Чтобы сайт выглядел веселее, а также для того, чтобы продемонстрировать возможности передачи мультимедийной информации, он попросил руководителя музыкального клуба CERN отсканировать для него фотографию местного музыкального ансамбля «Les Horribles Cernettes», что в переводе с французского означает «Страшненькие девушки из CERN». Так фотография четырех девушек (совсем не страшненьких), исполнявших милые песенки о том, как строительство адронного коллайдера мешает их личной жизни, стала первой в мире фотографией музыкального ансамбля, размещенной в Интернете.
Джон Постел, отличавшийся умением оценить суть и перспективы любых новаций в Интернете, сказал про изобретение Тима Бернерса-Ли: «Такие штуки мы уже делали при помощи протокола FTP, но теперь для всего этого появился действительно прекрасный интерфейс».
В результате изобретений Тима Бернерса-Ли появилось новое представление Интернета: веб-страницы, связанные между собой гиперссылками на документы, которые могут находиться на любом из компьютеров, подсоединенных к Всемирной сети. При этом нас не очень волнует, далеко или близко находится этот компьютер. Нажатие на гиперссылку приводит к последовательности автоматически выполняемых операций, в результате которых на экране нашего компьютера появляется изображение требуемого документа – тоже в виде веб-страницы. Просто и ясно!
Такое представление было понятно миллионам новых пользователей, которых Интернет уже был готов принять технически. И для прихода которых понадобилось еще только одно изобретение – веб-браузер.
Тим Бернерс-Ли принципиально не запатентовал ни одного из своих изобретений. По его мнению, информация должна быть доступна для всех и не следует делать ее предметом купли-продажи. Может быть, поэтому он менее богат и менее известен, чем Бил Гейтс, Марк Цукерберг или хозяева Google. Но это не мешает ему жить в согласии с самим собой и получать удовольствие от жизни. Что, согласитесь, дорогого стоит.
1993. Первый веб-браузер
Трудно вообразить телевидение без телевизора. Так же трудно представить нынешний Интернет без браузера. Браузер – это компьютерная программа для просмотра веб-сайтов. Слово «браузер» и происходит от английского глагола «to browse» – «перелистывать». И программа-браузер действительно реализует представление об Интернете как о гигантской книге с миллиардами страниц.
Любая программа-браузер является реализацией протокола HTTP. Первую программу-браузер написал еще изобретатель этого протокола Тим Бернерс-Ли в 1991 году, когда он разрабатывал проект передачи гипертекстовой информации для CERN. Первый браузер сначала назывался «WorldWideWeb», а позже был переименован в «Nexus». То ли оттого, что Бернерс-Ли работал на компьютере NeXT, то ли оттого, что слово «nexus» по латыни означает «связь». Кстати, никакой связи самый первый браузер с современным планшетным компьютером Nexus Google не имеет.
Первый общедоступный веб-браузер с графическим интерфейсом разработала в апреле 1992 года группа студентов-дипломников из Политехнического института в Хельсинки. Браузер работал под управлением операционной системы Unix. Проект инициировал сотрудник Т. Бернерса-Ли Робер Кайо (Robert Cailliau), когда он гостил в Хельсинки. Ребята-студенты сделали программу, защитили дипломы, но когда Т. Бернерс-Ли стал уговаривать их продолжить работу, никто не согласился работать «на голом энтузиазме».
Впрочем, уже в 1993 году другой студент, Марк Андриссен (Marc Andreessen), написал первый браузер с графическим интерфейсом для операционной системы Windows. Он назывался «Mosaic», потому что в нем, как мозаичные плитки, в едином узоре были соединены несколько популярных в то время Интернет-протоколов. В том числе и протокол HTTP.
От предыдущих браузеров Mosaic отличался хорошо продуманным интерфейсом, простым и доступным для обычного пользователя. Кроме того, впервые изображения «вставлялись» на нужное место в тексте, а не демонстрировались в отдельном окне, как это было во всех предыдущих браузерах. Браузер Mosaic стал очень популярным, за год его скачали два миллиона пользователей.
Благодаря браузеру Mosaic 1993 год стал переломным в развитии Интернета. Появление браузера сделало Интернет понятным для всех. Количество пользователей Интернета стало расти гигантскими темпами.
Как и многие люди, работающие в области информационных технологий, М. Андриссен считал, что информация должна принадлежать всем. Поэтому он сделал код своей программы открытым. Это, кстати, страховало пользователей и от того, что в красивой коробочке с закрытым кодом они не получат какой-нибудь неприятный сюрприз в виде вируса или шпионской программы.
По окончании университета в 1994 году М. Андриссен организовал собственную компанию «Netscape», которая начала выпускать бесплатный браузер для всех пользователей Интернета. Сочетание отличного качества и «эффекта халявы» сыграло свою роль. И в 1995 году 90 % браузеров, которыми пользовались в мире, были из серии Netscape Navigator.
В 1995 году имя М. Андриссена было известно не менее широко, чем сегодня известны имена основателей Google или Facebook. И по тем же причинам – молод, амбициозен, образован и сам сделал свое состояние буквально в течение нескольких месяцев.
1995 – 2001. Первая браузерная война
Почти тотальный контроль одного веб-браузера над всем быстро разрастающимся пространством Всемирной паутины встревожил Б. Гейтса, руководителя компании «Microsoft». До 1995 года он не придавал большого значения Интернету, и вдруг оказалось, что «тот, кто делает браузеры, владеет миром».
Началась так называемая «первая браузерная война». В середине 1995 года Microsoft создал первую версию своего веббраузера – Internet Explorer. В августе этого года должна была начаться продажа версии операционной системы Windows-95, и веб-браузер был включен в нее в качестве дополнительной опции. Руководство компании еще сомневалось, нужен ли людям Интернет. Создание браузера Internet Explorer не пришлось начинать с нуля: Microsoft приобрел лицензию на открытый код браузера Mosaic.
До конца года была создана вторая версия Internet Explorer. Эту программу могли скачать из Интернета бесплатно все пользователи операционной системы Windows, как частные лица, так и коммерческие компании. В ответ на это все производители браузеров сделали свои программы бесплатными.
Началась «гонка на выбывание», которая продлилась пять лет. Версии программ-браузеров сменяли одна другую с похвальной скоростью. В каждую версию вносились какие-то существенные обновления. В оба браузера были интегрированы инструменты для просмотра почты и для скачивания файлов из Сети, и они превратились в своеобразные Интернет-коммуникаторы. Что и было отражено в изменившемся названии программы фирмы «Netscape»: Netscape Navigator стал Netscape Communicator.
Насколько я помню эту браузерную войну, вплоть до третьей версии Internet Explorer не вызывал у пользователей положительных эмоций. Netscape Communicator был быстрее, мог больше и даже выглядел привлекательнее.
В октябре 1997 года вышла версия Internet Explorer 4.0. Этот браузер был жестко встроен в операционную систему Windows, что вызвало массовые протесты. Протестовали и программистские компании, утверждавшие, что Microsoft бессовестно использует свои права монополиста на операционную систему для персональных компьютеров. Протестовали и простые пользователи, не желавшие, чтобы «дядя Билл» решал за них, какой веб-браузер для них лучше.
В «войне браузеров» стали принимать участие и веб-дизайнеры. На сайтах, создаваемых ими, появились логотипы Internet Explorer или Netscape Communicator, извещавшие, каким из двух конкурирующих браузеров рекомендуется просматривать данный сайт. За словом тут же следовало действие. При нажатии на логотип можно было сгрузить и установить на своем компьютере новейшую версию одной из конкурирующих программ.
Браузерные войны 1996–2009
Действительно, разработчики двух «воюющих» браузеров случайно или же намеренно не вполне придерживались стандартов, установленных для разработчиков сайтов авторитетной Интернет-организацией «World Wide Web Consortium». Поэтому, бывало, один и тот же сайт в разных браузерах выглядел, а главное, вел себя по-разному. Например, при пользовании одним браузером не срабатывали кнопки, которые срабатывали при пользовании другим. «World Wide Web Consortium», используя свой авторитет, старался удержать веб-дизайнеров от соблазна ввязаться в «войну браузеров» на чьей бы то ни было стороне. Было принято решение, что любой сайт должен выглядеть одинаково в любом браузере. Это повысило уровень стандартизации, но добавило головной боли разработчикам.
В первой «браузерной войне», как и в любой затяжной войне, победил тот, у кого было больше ресурсов. За пять лет Microsoft смог подмять под себя 80 % рынка программ-браузеров. По моему скромному мнению, браузер Internet Explorer 6.0, ставший победителем в этой жаркой, но плохо известной неспециалистам войне, был, пожалуй, самым лучшим творением компании «Microsoft» в области Интернета: достаточно скромен в потреблении ресурсов, быстр, удобен в работе и с приличным дизайном.
В последующие годы картина существенно изменилась: Microsoft сильно потеснили «подросшие» конкуренты.
Наличие нескольких программ-браузеров, как всегда в таких случаях, порождает армию поклонников и противников. Доказательства того, что «их» браузер – самый крутой, обычно находятся на уровне кричалки: «Спартак – чемпион!» Вывод один – нужно знать плюсы и минусы каждого из браузеров и пользоваться ими по мере надобности. Но об этом мы поговорим в следующей части.
Распределение рынка программ-браузеров в 2012 году
Далее – везде
Краткий обзор истории удивительного человеческого изобретения – Интернета – мы заканчиваем приблизительно в 2000 году. Но не потому, что дальше в этой отрасли высоких технологий ничего не случилось. О-го-го сколько еще появилось чудес, о которых можно рассказывать и рассказывать! Почему же 2000 год?
Ну, во-первых, потому что нужно же на чем-то закончить рассказ о том, что было, и перейти к тому, как это все устроено. А во-вторых, потому что, по моим наблюдениям, приблизительно этот год можно считать своеобразным водоразделом в общественном сознании. Этот водораздел отметил и мудрый Джон Постел: «Мы прошли удивительный и интересный – очень интересный – этап, когда вы берете журнал и читаете какую-то статью по вопросам, связанным с компьютерами, и вдруг видите, что авторы употребляют слово «Интернет» и не объясняют, что это такое».
Да, приблизительно в 2000 году Интернет сделался повседневным явлением, совсем не робко, а уверенно войдя в наши дома. Из увлечения «фриков» он стал любимой игрушкой детей и подростков (которые всегда первыми осваивают новинки, и полезные, и вредные). Вскоре Интернетом как средством коммуникации приучились пользоваться папы и мамы, которых не слишком пугали сложности общения с компьютером, зато привлекало море «халявы». Например, благодаря скайпу резко снизились расходы на междугородные и международные переговоры, а все, с кем хотелось бы пообщаться, приблизились. А сейчас, благодаря планшетным компьютерам, Интернет «затягивает» и старшее поколение, освободив его от трудностей общения с «большим и сложным» компьютером и предлагая удовольствия и развлечения на вкус этой части человечества.
Надеюсь, что, дойдя до этой страницы, мои читатели узнали много нового для себя. Может быть, даже немного поняли, как устроен этот удивительный Интернет. Разбирая историю предмета, можно хотя бы отчасти уяснить его устройство. Кажется, Гегель когда-то отметил эту интересную особенность истории. Только тем история и полезна, что она чему-то учит. Или, по крайней мере, развлекает.
Может быть, читатель разочарован тем, что так и не получил ответа на вопрос: кто же все-таки изобрел Интернет? Ничего удивительного! Все современные открытия не делаются единолично. Все выдающиеся современные изобретения создаются совместным трудом. Времена гениальных одиночек уже давным-давно прошли. Нет, гении востребованы по-прежнему, но вот одиночкам сейчас трудно…
Кто-нибудь заметит, что среди этой плеяды гениев, трудами которых была создана новая отрасль науки и техники, нет ни одного лауреата Нобелевской премии. В самом деле, нет, и, скорее всего, никогда и не будет. Потому что в 1900 году Альфред Нобель учредил свою, ставшую впоследствии знаменитой, премию только для тех отраслей человеческой деятельности, которые он лично считал важными для человечества. Естественно, что информатика в число этих отраслей войти не могла. Ее еще просто не было.
Но с 1966 года лучшие работы в области информатики стали награждаться «своей» престижной премией, Премией Тьюринга (Turing Award). Премия названа в честь английского математика, логика и криптографа с трагической судьбой Алана Тьюринга, о котором мы уже говорили. Среди широкой публики эта премия не так известна, как «нобелевка», но в списке ее лауреатов можно найти многих из упомянутых в кратком очерке истории развития Интернета, который вы только что прочли.
Что еще может удивить моих читателей? То, что обо всех перечисленных в этой части людях, создававших Интернет, в школе не говорили ни слова. Тоже понятно. Любой школьный учебник, как бы хорош он ни был, описывает даже не вчерашний – позавчерашний день. Ведь его задача – быть «вратами учености», как говаривал великий Михаила Ломоносов. Разложить все по полочкам и дать, так сказать, первоначальный толчок великому любопытству. Не знаю, можно ли в современном школьном учебнике встретив имена изобретателей телевидения или автомобиля.
Если воспользоваться аналогией с автомобилем, то в следующей части мы с читателем поднимем крышку капота и поинтересуемся, как же устроен двигатель нашей замечательной машины. Что происходит, когда мы поворачиваем ключ зажигания или нажимаем на педаль газа? Что такое, наконец, карбюратор? Есть ли он вообще у нашей машины?