Paul Beren - einer der Erfinder des paketvermittelten Netzwerks

"Unsere Welt ist der beste Ort für Technologie, die von Paul Baren erfunden und entwickelt wurde."
James Thomson, Präsident von RAND

Am 29. April 1926 wurde in der Stadt Grodno (Polen) Paul Beren geboren - ein Ingenieur, Wissenschaftler und Erfinder, einer der Begründer der Paketdatentechnologie.


Paul war das jüngste von drei Kindern in einer polnisch-jüdischen Familie. Seine Familie zog am 11. Mai 1928 in die USA: zuerst nach Boston und dann nach Philadelphia, wo sein Vater ein Lebensmittelgeschäft eröffnete. Absolvierte 1949 die Drexel University mit einem Abschluss in Engineering. Anschließend arbeitete er bei der Eckert-Mauchly Computer Company, wo er an der technischen Arbeit von UNIVAC-Modellen (der ersten kommerziellen Computermarke in den USA) arbeitete. 1955 zog er nach Los Angeles und arbeitete bei Hughes Aircraft mit Radarsystemen. Er erhielt einen Master-Abschluss in Ingenieurwissenschaften von der University of California. Zunächst blieb Baren in Los Angeles, um seine Doktorarbeit fortzusetzen, doch aufgrund von Arbeitsplänen und starken Reisen lehnte er die Doktorarbeit ab.

Paketnetzwerkdesign

1959 übernahm Baren, der für die RAND Corporation arbeitete, die Aufgabe, ein „unverwundbares“ Kommunikationssystem zu entwickeln, das die Kommunikation zwischen Endpunkten unter Bedingungen von Schäden durch Atomwaffen unterstützen könnte. Während des Kalten Krieges verwendeten die meisten US-Militärkommunikationen Hochfrequenzkommunikationen, die durch Atomwaffen für viele Stunden deaktiviert werden konnten. Baren entschied sich, die bisherige Arbeit des Direktors von RAND zu automatisieren: Notfallkommunikation im Vergleich zu herkömmlichen Funknetzen und zeigte, dass die verteilte Architektur des Relaisknotens unverwundbar sein kann.

Unter Verwendung der Technologie der damaligen Minicomputer entwickelten Baren und sein Team ein Simulationspaket, um die Verbindung zu einem Array von Knoten mit unterschiedlichen Verbindungsgraden zu testen. Das heißt, ein Netzwerk mit n Konnektivitätsgraden auf n Ebenen verfügt über n Verbindungen auf dem Knoten. Die Simulation "tötete" zufällig die Knoten und testete anschließend den Prozentsatz der Knoten, die verbunden blieben. Das Simulationsergebnis zeigte, dass Netzwerke mit n ≥ 3 eine signifikante Erhöhung der Stabilität aufwiesen. Barens Erkenntnis aus der Simulation war, dass Überschuss der Schlüssel ist.

Nach dem Nachweis der Unverwundbarkeit mussten Baren und sein Team einen Proof of Concept für dieses Design vorlegen, damit es gebaut werden konnte. Dies beinhaltete ein hohes Maß an Detailgenauigkeit im Betriebsplan, das Design und die Kosten aller Komponenten, die zum Aufbau eines Netzwerks erforderlich sind, um das Ziel dieses neuen Verständnisses redundanter Verbindungen zu erreichen. Das Ergebnis war eines der ersten Vermittlungsprotokolle mit Zwischenspeicherung in der Datenschicht, ein kanalbasiertes Routing-Protokoll und ein Transportprotokoll, das nicht nachweislich verbindungsorientiert war.

Baren begann mit der Erforschung der Entwicklung eines unverwundbaren Kommunikationsnetzes, dessen Ergebnis erstmals im Sommer 1961 als B-265-Briefing, dann als P-2626-Bericht und 1964 als eine Reihe von elf umfassenden Arbeiten mit dem Titel „Über verteilte Kommunikation“ vorgestellt wurde (Link zu dieser Arbeit) am Ende des Artikels).

Laut Beren erfordert das Design im Gegensatz zu den Geräten von Telefongesellschaften keine teuren "vergoldeten" Komponenten, um zuverlässig zu sein.

„Die Meilensteine ​​der Ausgaben, die für die Bewertung des Systems festgelegt werden können, werden bei ungefähr 1,25 Mio. USD (während der Studien- und Forschungsphase) und dann bei 5 Mio. USD (am Ende der gesamten Studien- und Forschungsphase) bei 11,6 Mio. USD liegen (am Ende der Entwurfsphase) bei rund 15,7 Mio. USD (am Ende der Testphase), bei 21,7 Mio. USD (am Ende der Entwicklungsphase) und bei 23,7 Mio. USD (am Ende der letzten Testphase). Daher gibt es viele frühe Möglichkeiten, dieses Programm neu zu bewerten und umzuleiten, wenn es um unvorhergesehene Schwierigkeiten oder bessere alternative Ansätze geht. “

Paul Beren, Über verteilte Kommunikation, 1964

Behrens Studie beschreibt die detailgetreue Architektur eines verteilten, unverwundbaren, paketvermittelten Netzwerks. Das Netzwerk ist so konzipiert, dass es praktisch jedem Grad der Zerstörung einzelner Komponenten standhält, ohne die Kommunikation zu verlieren. Da jeder Computer mit einem oder mehreren Computern verbunden sein könnte, schlug Beren vor, dass eine Netzwerkverbindung jederzeit ausfallen könnte und das Netzwerk daher nicht zentral verwaltet werden sollte Verwaltung.


Baran-Netzwerkdiagramm

Die Grundlage für dieses Schema war die Aufteilung von Informationen in „Blöcke“, bevor diese über das Netzwerk gesendet wurden. Dies würde einen schnelleren Datenfluss und eine effizientere Nutzung von Kommunikationsleitungen ermöglichen. Jeder Block wurde separat gesendet, bewegte sich auf unterschiedliche Weise und verband sich als Ganzes, wenn er sein Ziel erreichte.

Parallele Entwicklung

Donald Davis dachte auch über eine solche Idee nach und implementierte ein Testnetzwerk. Während Baren für seine Kommunikationseinheiten den Begriff „Nachrichtenblöcke“ verwendete, verwendete Davis den Begriff „Pakete“, da dies eine kompromisslose Übersetzung in andere Sprachen ermöglichte. Er wandte das Konzept auf ein Allzweck-Computernetzwerk an.

Die wichtigste Erkenntnis von Davis war die Erkenntnis, dass der Netzwerkverkehr des Computers im Vergleich zum relativ konstanten Telefonverkehr tatsächlich mit Unterbrechungen der Stille „intermittierend“ war. Tatsächlich erregte Davis 'Paketvermittlungsarbeit (anstelle von Baren) erstmals die Aufmerksamkeit der ARPANET-Entwickler auf einer Konferenz in Gatlinburg, Tennessee, im Oktober 1967. Baren war froh zu wissen, dass Davis auf die gleiche Idee gekommen war. In einer E-Mail an Davis schrieb er

"Sie und ich teilen die gemeinsame Ansicht, dass Paketvermittlung wichtig ist, weil Sie und ich unabhängig voneinander zu denselben Komponenten gekommen sind."

Leonard Kleinrock, ein Zeitgenosse der Datenflussanalyse, kam ebenfalls zu ähnlichen Ergebnissen, als er 1961 in seinem Promotionsplan die theoretische Grundlage für das Funktionieren von Paketnetzwerken entwickelte. In diesem Jahr veröffentlichte er seine Ideen. Kleinrocks Beitrag zur Paketvermittlung wird jedoch von einigen bestritten, darunter Baren und Davis.

Von Baren gegründete Organisationen

1968 wurde Baren Gründer des Instituts für die Zukunft und beteiligte sich dann an anderen im Silicon Valley entwickelten Netzwerktechnologien.

Zusammen mit Martin Hellman und Whitfield Diffie von der Stanford University nahm er 1976 an der Prüfung des NBS-Vorschlags für einen Datenverschlüsselungsstandard teil.

In den frühen 1980er Jahren gründete Baren PacketCable, Inc. , um "Puls-Pay-TV-Kanäle, lokal generierte Videotexte und paketierte Sprachübertragung zu unterstützen". PacketCable trennte sich von StrataCom, um sein Sprachtechnologiepaket für den Telefoniemarkt zu vermarkten. Diese Technologie führte zum ersten kommerziellen vorläufigen Standard, dem asynchronen Übertragungsmodus.

Baren gründete Telebit nach dem Aufkommen der diskreten Mehrfrequenzmodemtechnologie Mitte der 1980er Jahre. Es war eines der ersten kommerziellen Produkte, das orthogonales Frequenzmultiplexing verwendete, das später in DSL-Modems und Wi-Fi-Modems weit verbreitet war.

1985 gründete Baren Metricom , das erste Unternehmen für drahtloses Internet.

1992 gründete er auch Com21 , ein frühes Kabelmodemunternehmen.

Nach Com21 gründete und war Baren Präsident von GoBackTV , das sich auf Geräte für die persönliche TV- und IPTV- Kabelinfrastruktur für Fernsehbetreiber spezialisiert hat.

Er gründete Plaster Networks , das fortschrittliche Lösungen für den Anschluss von Netzwerkgeräten über vorhandene Kabel in einem Heim oder einem kleinen Büro bietet.

Baren erweiterte seine Paketvermittlungsarbeit auf die Theorie des Funkspektrums und entwickelte sogenannte "Kindergartenregeln" für die Nutzung des Funkspektrums.

Laut Paul Saffo glaubte Baren auch, dass Innovation ein „Teamprozess“ sei und er suchte keine Anerkennung für sich.

Als Robert Kahn, Co-Autor des Internets, die Nachricht von Barens Tod hörte, sagte er:

"Paul war einer der besten Herren, die ich je getroffen habe, und bis zum Ende kreativ."

Interessante Links:

→ Interview mit Paul Baren
→ "Über verteilte Kommunikation"