كيف ولدت البنية التحتية للإنترنت

الآن في الجزء القابل للحياة من هذا الكوكب ، لا توجد أي نقاط تقريبًا لا توجد فيها نقطة واحدة ، حتى أكثر الطرق شيوعًا للاتصال بالإنترنت. ولا يتعلق الأمر بالأجهزة النهائية للمستخدمين ، ولكن يتعلق بحقيقة أن الكرة الأرضية بأكملها تقريبًا متشابكة في خطوط الاتصال ، وحيث لا توجد إمكانية لوضع كابل ، فإن الأقمار الصناعية تأتي إلى عملية الإنقاذ.
لكن موسكو لم تبني على الفور ، ولم تجلب اللغة دائمًا إلى كييف. إن تاريخ إنشاء شبكة الويب العالمية ، الذي بدأ منذ أكثر من نصف قرن ، متعدد الأوجه وممتع. قررنا مواصلة قصتنا حول تطوير الإنترنت ، واليوم نريد أن نفهم ، بعد مرور عقود ، بالضبط كيف حدث تشكيل البنية التحتية ، وكيف تم استبدال بعض التقنيات بأخرى ، وأصبح عالم الاتصالات السلكية واللاسلكية هو الطريقة التي نعرفها اليوم.




من حيث المعلومات ، يمكن تعريف القرن العشرين بأنه العصر الذي تعلم فيه الناس كيفية نقل البيانات من مصدر واحد إلى ملايين الأجهزة البعيدة. وكان المصدر محطات البث الإذاعي والتلفزيوني ، وكان جميع المستفيدين من الوصول إلى الراديو أو التلفزيون.

في الوقت نفسه ، كانت شبكات الهاتف تتطور بنشاط. بحلول منتصف القرن العشرين ، كان يمكن لأي شخص تقريبًا الاتصال بسهولة في أي مكان في مسقط رأسه أو بلده ، ويمكن للشركات جمع مؤتمرات هاتفية لعدة مشتركين في نفس الوقت.

ومع ذلك ، فإن أساليب الاتصال هذه لديها عيوب خطيرة للغاية. على سبيل المثال ، في حالة البث التلفزيوني والإذاعي ، لا يمكن للأشخاص العاديين تصفية المحتوى الذي تم تلقيه وتعديله ، أي أن التواصل مع وسائل الإعلام قد تم من جانب واحد. وبعبارة أخرى ، فإن فكرة ظهور طريقة جديدة جذرية للتواصل بين الأشخاص تتيح إرسال واستقبال الرسائل الفورية ، دون قيود على البحث ونشر المعلومات وتحديد طريقة استلامها بشكل مستقل ، قد تم نشرها بالفعل.

60s: المتطلبات الأساسية لظهور الإنترنت و ARPANET

مثل العديد من التقنيات المتقدمة الأخرى ، نشأت الإنترنت في شكلها الرئيسي في المقر العسكري الأمريكي. هددت الحرب الباردة الولايات المتحدة بالعديد من المشاكل ، بما في ذلك إطلاق الصواريخ النووية العابرة للقارات. ألهمت التكنولوجيا السوفيتية الخوف والرهبة ، ولم يؤد إطلاق أول طائرة ذاتية الحكم في عام 1957 إلى جعل العالم الناطق باللغة الإنجليزية بأكمله "سبوتنيك" ، بل أجبر صناعة الدفاع أيضًا على العمل قبل المنحنى.
كان من نتائج هذا العمل إنشاء ARPA ، وهي وكالة من المشاريع البحثية الواعدة. كانت الوكالة مختصة في تطوير التقنيات التي يمكن أن تمنح الولايات المتحدة ميزة كبيرة في الحرب الباردة وقيادة سباق التسلح ، وفي حالة المواجهة المفتوحة ، تساعد على حماية البلاد.



بحلول عام 1962 ، شكلت الوكالة الأطروحات الأولى على نظام شبكة مترابطة معينة ، والتي J.K.R. ودعا Lider من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا "شبكة المجرة". باختصار ، افترضت شبكة المجرة الوصول الفوري إلى أي معلومات في شكل إلكتروني تقع على العديد من أجهزة الكمبيوتر البعيدة. الآن كان من الضروري أن نفهم بالضبط كيف سيتم توصيل هذه الحواسيب.


/ ج.ك. Liklider ، عبقرية ، المبتكرة وعراب الإنترنت

في الوقت نفسه ، وبفضل دراسات القوات الجوية الأمريكية المكلفة بتحديد كيف يمكن للقوات المسلحة أن تحافظ على قيادتها في حالة حدوث ضربة نووية ، تمت إضافة لبنة أخرى من الإنترنت في المستقبل إلى "شبكة المجرات": تقنية تبديل الرزم.

تتمثل فكرة تبديل الحزمة في أنه يمكن إرسال حزمة بيانات تحتوي على معلومات حول كل من المصدر والوجهة النهائية لـ "الرحلة" من موقع إلى آخر. إذا فقدت الحزمة في جزء من المسار ، فيمكن للمرسل إرسالها بسهولة مرة أخرى. بالنسبة لشبكات الهاتف في ذلك الوقت ، كان هذا اكتشافًا مفيدًا للغاية.

نظرًا لأن الولايات المتحدة كانت بحاجة إلى بناء نموذج قيادة لامركزي ، والذي ، بغض النظر عن درجة الأضرار التي سببها العدو ، فإن القوات المسلحة لن تفقد السيطرة على أسلحتها وطائراتها وقاذفاتها وتستطيع الدفاع عنها ، وإدخال تكنولوجيا تبديل الرزم يحل هذه المشكلة.

في عام 1968 ، بدأ إنشاء ARPANET ، وهي الشبكة السابقة للإنترنت الحديثة ، والتي كان من المقرر أن تصبح نقطة انطلاق للتشغيل عبر العديد من التقنيات التي نستخدمها حتى يومنا هذا ، في الولايات المتحدة الأمريكية.

في عام 1969 ، في 29 أكتوبر ، عقدت أول جلسة اتصال ناجحة بين جهازي كمبيوتر. الأول كان في ولاية ماساتشوستس ، والثاني في ولاية كاليفورنيا ، وكلاهما ينتمي إلى الجامعات التقنية المحلية. كانت المسافة بين أجهزة الكمبيوتر حوالي 640 كم.
في الساعة 21:00 بالتوقيت المحلي ، حاول Charlie Klein الاتصال بجهاز الكمبيوتر في Stanford ونقل 5 أحرف ، وهي الكلمة "LOGIN" ، ولكن تم قطع الشبكة ولم يتم إدخال سوى أول حرفين. في الساعة 22:30 ، تمت استعادة الاتصال ، وكانت المحاولة الثانية ناجحة. بالمناسبة ، تم تسجيل نجاح عملية النقل خلال محادثة هاتفية مباشرة مع بيل دوفال. في المحاولة الثالثة ، تم استلام جميع حروف الكلمة ، وشبكة الإنترنت ، كما يمكن القول ، قد وُلدت أخيرًا.

أظهرت التجربة أن أجهزة الكمبيوتر لا يمكن توصيلها فعليًا ببعضها البعض فحسب ، بل يمكنها أيضًا تبادل البيانات والبرامج. ومع ذلك ، فإن طريقة الاتصال باستخدام شبكة هاتفية منخفضة السرعة لا يمكن اعتبارها موثوقة ومقبولة.

تم بناء ARPANET على أساس أربعة حواسيب صغيرة من طراز هانيويل DP-516 مجهزة بـ 24 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي وتقع في جامعات سانتا باربرا ولوس أنجلوس وسانفورد ويوتا. تم نقل البيانات بسرعات تصل إلى 56 كيلوبت في الثانية.


/ DDP-516


/ أحد أوائل IMPs ليكون بمثابة أجهزة توجيه ويستخدمه ARPANET من أواخر الستينيات إلى 1989

دعا فريق IMP نفسه "الرجال IMP".


/ فريق IMP (من اليسار إلى اليمين): تروت ثاتش ، بيل بارتل ، ديف والدن ، جيم جايسمان ، روبرت كان ، فرانك هارت ، بن باركر ، مارتي ثورب ، ويل كراوثر وشمال نورستين. بيرني كوزيلا ليس في الصورة.

70s: النمو الهائل للإنترنت

/ ARPANET Logic، March 1977

بحلول عام 1971 ، زاد عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة بـ ARPANET تقريبًا 6 مرات: الآن كانت الشبكة تعتمد على 23 مضيفًا. وضع الناس قدمًا على أراض جديدة لا تزال غير مستكشفة ، وكانت كل خطوة جديدة بمثابة ابتكار. لذلك ، في الأيام الأولى من ARPANET ، تم ابتكار وتنفيذ بروتوكول NCP ، بروتوكول التحكم في الشبكة. ومع ذلك ، أصبح اختراع آخر ، كما يطلق عليه الآن ، ميزة قاتلة للإنترنت: البريد الإلكتروني.

حوالي عام 1972 ، طور راي توملينسون ، موظف في BBN ، أول برنامج لإرسال وقراءة الرسائل داخل ARPANET. هذا هو الأول ، وقح للغاية وغير مريح بالمعايير الحديثة ، التطبيق المنصوص عليها بعد عنصر آخر ، والتي بدونها الإنترنت الحديثة لا يمكن تصوره: التفاعل ليس فقط من أجهزة الكمبيوتر ، ولكن أيضا من وراءهم.
الحديث عن الاتصالات: بروتوكول الاتصال الأول ، NCP ، يعمل فقط مع أجهزة الكمبيوتر المحددة التي تم إنشاؤها من أجله. تخيل أنه الآن ، بعد الوصول إلى الإنترنت من جهاز iPhone الخاص بك ، يمكنك فقط التواصل مع مالكي تقنية Apple. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يخدم NCP في أحسن الأحوال عشرات أجهزة الكمبيوتر ، بينما أراد مئات المستخدمين الانضمام إلى ARPANET. كان هذا هو الدافع لتطوير بروتوكول أكثر شمولًا وكمالًا ، والذي ، حسب اعتقادك ، كان TCP / IP من تأليف Wint Cerf و Bob Kahn. بالفعل في عام 1974 ، اختفت الحاجة إلى NCP من تلقاء نفسه ، وبدأ معظم عملاء ARPANET في استخدام TCP / IP.

ومع ذلك ، أصبح المتحمسون من الولايات المتحدة في نهاية المطاف مزدحمين داخل وطنهم الأم. كان من الضروري توسيع آفاق التواصل وإقامة اتصالات مع البلدان على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي. من الجدير هنا إجراء انطباع صغير والتحدث عن كيفية تأسيس اتصال "الكبل" المباشر بين أمريكا وأوروبا.

عبر المحيط

تم وضع أول كابل تلغراف على طول قاع المحيط الأطلسي قبل أكثر من 100 عام من الأحداث الموصوفة ، في عام 1857. ومع ذلك ، لعدة أسباب (نقص الخبرة بين أعضاء البعثة ، والعزلة غير الكاملة ، وما إلى ذلك) ، بعد عدة أسابيع ، أمر هذا الكابل حياة طويلة. بعد 10 سنوات ، تم وضع العديد من كابلات التلغراف مع عزل أفضل بكثير على طول قاع المحيط الأطلسي ، وبحلول عام 1919 زاد العدد الإجمالي إلى 13.


/ جزء من أول كابل عبر الأطلسي تلغرافي

بحلول منتصف القرن العشرين ، كانت هناك حاجة موضوعية لوضع الكابلات الهاتفية بالفعل. تم وضع أول كابل للهاتف ، TAT-1 ، في عام 1956 واستمر أكثر من 20 عامًا بقليل.


/ جزء TAT-1


/ أول طرق الكابلات عبر الأطلسي

قبل وضع الكابلات من أوروبا ، كان من الممكن تمامًا الاتصال بالولايات المتحدة عبر الاتصالات اللاسلكية ذات الموجة الطويلة. ومع ذلك ، فإن هذه الخدمات تكلف الكثير ، ولا تزال جودة الاتصالات تترك الكثير مما هو مرغوب فيه.

بمساعدة كابل الهاتف ، تم الاتصال الأول بين الولايات المتحدة الأمريكية والنرويج بسرعة 2.4 كيلوبت في الثانية عبر ARPANET.

وهكذا ، أصبح المشروع ، الذي طورته المؤسسة العسكرية للجيش ، شيئًا كبيرًا وحصل على الاستقلال تدريجياً. الأقمار الصناعية ، التي تم بمساعدة اتصال عبر الأطلسي (SATNET) في أواخر سبعينيات القرن الماضي ، لم تعد تابعة للقوات المسلحة الأمريكية ، ولكن لمجموعة من البلدان المتصلة بالشبكة.

اختراع آخر من السبعينات كان معيار الإيثرنت ، المصمم لتنظيم شبكة محلية بسهولة أكبر ونقل البيانات بين أجهزة الكمبيوتر بسرعة عالية. يستخدم هذا المعيار بدون تغيير تقريبًا اليوم.

بالإضافة إلى Ethernet ، كان بروتوكول UUCP (Unix to Unix Copy) بمثابة ابتكار هام آخر في السبعينيات. أتاح ذلك إمكانية تبادل الملفات بسرعة بين أجهزة الكمبيوتر التي تشغل نظام Unix ، و "تحول" بمرور الوقت إلى Usenet ، وهي شبكة لا يزال من خلالها ملايين الأشخاص يتبادلون الأخبار ويرسلون رسائل بريد إلكتروني وملفات.

حدثت نقطة التحول في العقد التالي وأنشأت بالفعل الإنترنت الذي نستخدمه حاليًا. يكفي أن نقول أنه في عام 1977 تم توصيل حوالي 111 جهاز كمبيوتر بالشبكة ، وفي عام 1989 تجاوز عددهم 100،000.

الثمانينات: BIND و DNS

تقريبًا جميع التقنيات التي نستخدمها اليوم تذهب بطريقة مشابهة من فوضى الاستخدام المبكر إلى التقييس والتبسيط الصارمين.

واحدة من أهم لحظات "الطلب" هي إنشاء نظام اسم المجال ، DNS. دعونا نتطرق إلى قصتها لإثبات أهمية هذا الابتكار.

في السابق ، تم استخدام الملف النصي HOSTS.TXT على جهاز كمبيوتر في معهد ستانفورد للأبحاث لتخزين العناوين الرقمية لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بـ ARPANET وتعيينها لاستضافة أسماء المضيفين. تم تعيين جميع العناوين يدويًا بحتة ، ومن أجل طلب اسم مضيف وعنوان ، بالإضافة إلى إضافة كمبيوتر إلى ملف HOSTS ، كان من الضروري إجراء مكالمة هاتفية إلى مركز معلومات الشبكة.

مع بداية الثمانينيات ، أصبح من الواضح أنه نظرًا لتزايد عدد أجهزة الكمبيوتر المتصلة ، أصبحت طريقة الحفاظ على جدول مضيف مركزي بطيئة ومرهقة للغاية. كان من الضروري لأتمتة نظام التسمية.

كتب النسخة الأولى من خادم اسم BIND من قبل طلاب بيركلي دوجلاس تيري ومارك بينتر وديفيد ريجل وسونجنيان زو في عام 1984. في منتصف الثمانينيات من القرن الماضي ، تم إنشاء مواصفات DNS الجديدة واعتمادها بشكل نشط ، وبحلول التسعينيات ، تم نقل BIND إلى النظام الأساسي لـ Windows NT. لا يزال BIND واسع الانتشار في أنظمة Unix (وليس فقط) ولا يزال أحد برامج DNS الأكثر استخدامًا على الإنترنت. جلبت مقدمة DNS مجموعة من الابتكارات الأخرى ، على سبيل المثال ، الاستخدام القسري لبروتوكول TCP / IP للاتصال.

ليس ARPANET واحد

بالفعل في عام 1983 ، يتكون ARPANET من 4000 مضيف. على الرغم من التركيز العسكري المبدئي للمشروع ، وجدت العديد من المنظمات الأخرى أنه مناسب للغاية. من بينها الجامعات والمؤسسات وخدمات المدن والكثير غيرها. وهكذا ، تم تقسيم ARPANET إلى قسمين: MILNET المدني والعسكري. على الرغم من الانفصال ، استمرت وزارة الدفاع الأمريكية في دعم ARPANET ، حتى لو لم تعد المنظمات العسكرية تستخدم هذه الشبكة لتلبية احتياجاتها.

في وقت سابق ، لم نذكر "ARPANET" شقيق توأم آخر - شبكة أنشأتها المؤسسة الوطنية للعلوم للبحث العلمي. سمح هذا للعديد من المؤسسات التي لم تكن في السابق قادرة على الاتصال بـ ARPANET بالتواصل عبر قنواتها الخاصة. بدأت CSNET العمل في عام 1981 وأصبحت رائدة NSFNET عالية السرعة ، حيث تجمع بين المؤسسات العلمية الوطنية وأصبحت أساسًا للإنترنت الحديث.
الحديث عن السرعة. كانت سرعة 50-56 kbit / s السابقة صغيرة جدًا للاتصال الفعال داخل شبكة متنامية من أجهزة الكمبيوتر. بفضل MCI Corporation ، تمت ترقية الشبكة بشكل كبير من خلال إدخال خطوط T-1 جديدة. سمحت لك بنقل البيانات بسرعات تصل إلى 1.5 ميغابت في الثانية. بدورها ، طورت IBM أجهزة توجيه أكثر تقدمًا ، وسيطر Merit على جميع مشكلات إدارة الشبكة. بحلول نهاية الثمانينات ، كان خط T-3 قيد التطوير ، مما سمح لشبكات رفع تردد التشغيل إلى 45 ميجابت في الثانية.

تحدثنا بالفعل عن جزء أساسي من تاريخ الإنترنت في وقت سابق. في 6 آب (أغسطس) 1991 ، شاهدت شبكة الويب العالمية (World Wide Web) ، الشبكة العالمية الشهيرة ، النور ، وشبكة الإنترنت "تطورت بشكل رسمي" ، وبحلول عام 1993 ، ظهر أول متصفح لرسومات الفسيفساء.


/ متصفح الفسيفساء ، الذي لعب دورًا مهمًا في نشر الإنترنت

أول "مراكز البيانات"

بشكل منفصل ، نقول بضع كلمات حول "مركز البيانات" الأول في العالم. إذا وضعنا بعض الافتراضات ، فيمكن اعتبار أول مركز بيانات هو كمبيوتر ENIAC (الدمج الرقمي والحاسوب الإلكتروني) لعام 1945 ، والذي تم استخدامه لتخزين رموز القتال للأسلحة النووية ، وحساب مسارات الطيران للقنابل ، والتنبؤ بالطقس على أراضي الاتحاد السوفياتي.



في الحقيقة ، بدأ تاريخ الكمبيوتر في وقت مبكر ، في 1942-1943 ، ولكن بسبب حداثة المشروع والصعوبات في الحصول على موافقة من الجيش المحافظ ، تم الانتهاء من البناء فقط في عام 1945. بالطبع ، تم استخدامه أيضًا لأغراض عسكرية لإجراء الحسابات في تطوير الأسلحة النووية الحرارية وطاولات إطلاق النار (وكذلك للتنبؤ بتداعيات الرواسب النووية في الاتحاد السوفياتي بناءً على تنبؤات الطقس). تم عرض المشروع على الجمهور بعد بضعة أشهر فقط من نهاية الحرب وعمل لمدة 10 سنوات بالضبط ، من خريف 1945 إلى 2 أكتوبر 1955 ، عندما تم إيقافه أخيرًا. من الجدير بالذكر أن أول مبرمجي ENIAC كانوا من الفتيات:

• مارلين ميلتزر
• روث ليخترمان
• كاثلين ريتا ماكنولتي
• بيتي جين جينينغز
• فرانسيس إليزابيث سنايدر
• فرانسيس بيلاس

يعمل Betty Jean Jennings و Francis Bilas مع لوحة التحكم الرئيسية ENIAC

في بعض النواحي ، بدت ENIAC حقًا وكأنها مراكز بيانات حديثة: غرفة منفصلة مجهزة بعدة درجات من الحماية ، صفوف من الأرفف مع المصابيح ، أنظمة الطاقة الزائدة ، طاقم كبير من موظفي الخدمة ومسؤولية كبيرة تجاه "العميل".

يزن ENIAC ما يقرب من 27 طنًا ، ويستهلك 174 كيلو واط من الطاقة وكان تردد الساعة 100 كيلو هرتز. ظهرت أول غرفة كمبيوتر في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية تبلغ مساحتها 60 مترًا مربعًا في عام 1951 ، لكن هذه ، كما يقولون ، هي قصة مختلفة تمامًا ، والتي سنتطرق إليها في أحد المقالات التالية .

بالمناسبة ، في عام 1995 ، تم إنشاء دائرة متكاملة من السيليكون ENIAC-on-A-Chip بأبعاد 7.44 مم × 5.29 مم ، باستخدام 250000 (وفقًا لمصادر أخرى ، 174 569) ترانزستورات ، تم تنفيذ منطق مشابه لأنبوب ENIAC .

ومع ذلك ، كان هذا الكمبيوتر مثل مراكز البيانات تمامًا ، ولم يكن هناك أي حديث عن أي محاكاة افتراضية في هذه الحالة ، على الرغم من أن العصر سمح لنا بالفعل بالتحدث عنه.

ولادة الافتراضية

أجهزة مثل IBM 7044 ، نظام مشاركة الوقت المتوافق (CTSS) ، الذي طورته MIT على أساس IBM 704 ، والحواسب العملاقة أطلس قد مهدت الطريق للمحاكاة الافتراضية.

أدركت شركة IBM الدور المهم للمحاكاة الافتراضية في الستينيات من القرن الماضي إلى جانب تطوير الإطارات الرئيسية. فعليًا ، قام System / 360 Model 67 بمحاكاة جميع واجهات المعدات من خلال Virtual Machine Monitor (VMM). بالمناسبة ، في فجر عصر الكمبيوتر ، كان يطلق على نظام التشغيل المشرف ، والقدرة على تشغيل نظام تشغيل واحد على نظام تشغيل آخر وضعت الأساس لمصطلح "المشرف". ظهر أول جهاز VM في مشرف أطلس ، وهو حاسوب عملاق تم إنشاؤه في المملكة المتحدة بالاشتراك مع جامعة مانشستر في فيكتوريا وفيرانتي وبليسي ، بتكليف من حكومة المملكة المتحدة للاستخدام العسكري (وكيف!).


/ أطلس العملاق

X86 الافتراضية والغيوم

لأول مرة ، تم تنفيذ المحاكاة الافتراضية للأجهزة في 386 معالجات وكان يطلق عليها وضع V86. يسمح الوضع بتشغيل العديد من تطبيقات DOS بشكل متواز.

في الفترة 2005-2006 ، قدمت Intel و AMD حلول دعم الأجهزة الافتراضية - INTEL VT و AMD-V. تم تقديم إرشادات إضافية لتوفير الوصول المباشر إلى موارد المعالج من أنظمة الضيف ، والتي تم استدعاء مجموعة منها Virtual Machine Extensions (VMX).

بالفعل في عام 2008 ، بدأ مزودو الخدمات السحابية في الظهور في بلدنا. ثم تم تأسيس شركة IT-GRAD ، وتم إطلاق سحابة IaaS للشركات. في IT-GRAD لعام 2020 ، يوجد 12 موقعًا في روسيا ورابطة الدول المستقلة ، بالإضافة إلى أكثر من 2000 مشروع ترحيل سحابة تم تنفيذه بنجاح.

تاريخ الإنترنت هائل حقًا ، لذلك سنرحب بإخلاصاتك وتعليقاتك. في المقال التالي سوف نتحدث عن تشكيل الشبكات في الاتحاد السوفياتي والمشاريع التي لم تر النور.