Internet History: Vernetzung

In einem Artikel aus dem Jahr 1968, "Computer als Kommunikationsgerät", der während der Entwicklung von ARPANET verfasst wurde, stellten J. K. R. Liklider und Robert Taylor fest, dass das Kombinieren von Computern nicht auf die Schaffung separater Netzwerke beschränkt ist. Sie sagten voraus, dass solche Netzwerke zu einem „unbeständigen Netzwerk von Netzwerken“ verschmelzen würden, das „verschiedene Geräte zur Verarbeitung und Speicherung von Informationen“ zu einem zusammenhängenden Ganzen zusammenfassen würde. In weniger als zehn Jahren haben solche anfänglichen theoretischen Überlegungen unmittelbares praktisches Interesse geweckt. Mitte der 1970er Jahre begannen sich Computernetze rasch zu verbreiten.

Netzwerkverteilung

Sie drangen in verschiedene Medien ein, in Institutionen und Orte. ALOHAnet war eines von mehreren neuen akademischen Netzwerken, die in den frühen 1970er Jahren ARPA-Mittel erhielten. Unter anderem PRNET, das Lastwagen mit Paketfunk kombiniert, und SATNET über Satellit. Andere Länder entwickelten nach ähnlichen Grundsätzen ihre eigenen Forschungsnetzwerke, insbesondere Großbritannien und Frankreich. Lokale Netzwerke haben sich dank eines geringeren Umfangs und geringerer Kosten noch schneller vervielfacht. Neben Ethernet von Xerox PARC war Octopus auch im Lawrence Radiation Laboratory in Berkeley, Kalifornien, zu sehen. Ring an der Cambridge University; Mark II im British National Physical Laboratory.

Etwa zur gleichen Zeit boten Unternehmen einen kostenpflichtigen Zugang zu privaten Paketnetzen an. Dies hat einen neuen nationalen Markt für Online-Computerdienste eröffnet. In den 1960er-Jahren gründeten verschiedene Unternehmen Unternehmen, die jedem, der über ein eigenes Terminal verfügte, Zugriff auf spezialisierte Datenbanken (rechtliche und finanzielle) oder auf Computer mit Time-Sharing-Funktion gewährten. Der landesweite Zugang zu diesen Netzen über ein reguläres Telefonnetz ist jedoch unverhältnismäßig teuer, so dass es schwierig ist, diese Netze außerhalb der lokalen Märkte zu verbreiten. Mehrere größere Unternehmen (z. B. Tymshare) haben ihre eigenen internen Netzwerke eingerichtet, kommerzielle Paketnetzwerke haben die Nutzungskosten jedoch auf ein vertretbares Maß gesenkt.

Das erste derartige Netzwerk ist aufgrund des Ausscheidens von ARPANET-Experten entstanden. 1972 verließen mehrere Arbeiter Bolt, Beranek und Newman (BBN), das für die Gründung und den Betrieb von ARPANET verantwortliche Unternehmen, und gründeten Packet Communications, Inc. Obwohl das Unternehmen letztendlich scheiterte, diente der plötzliche Schock BBN als Katalysator für den Aufbau eines eigenen privaten Telenet-Netzwerks. Mit Larry Roberts, ARPANETs führendem Architekten, arbeitete Telenet fünf Jahre erfolgreich, bevor es von GTE gekauft wurde.

Wie könnten Liklider und Taylor angesichts der Entstehung derart unterschiedlicher Netzwerke die Entstehung eines einzigen einheitlichen Systems antizipieren? Auch wenn es aus organisatorischer Sicht möglich war, alle diese Systeme einfach mit ARPANET zu kombinieren - was nicht möglich war -, machte die Inkompatibilität ihrer Protokolle dies unmöglich. Und doch sind all diese heterogenen Netzwerke (und ihre Nachkommen) wirklich miteinander zu einem universellen Kommunikationssystem verbunden, das uns unter dem Namen Internet bekannt ist. Alles begann nicht mit einem Stipendium oder einem globalen Plan, sondern mit einem vergessenen Forschungsprojekt, an dem ARPA-Manager auf mittlerer Ebene, Robert Kahn, arbeitete.

Bob Kahns Problem

Kahn verteidigte 1964 seine Dissertation über elektronische Signalverarbeitung in Princeton, während er auf den Feldern neben der Schule Golf spielte. Nachdem er einen kleinen Professor am MIT angestellt hatte, bekam er eine Stelle am BBN, zunächst mit dem Wunsch, in die Branche einzutauchen, um herauszufinden, wie praktische Menschen welche der Probleme lösten, die es wert waren, untersucht zu werden. Durch Zufall stellte sich heraus, dass sich seine Arbeit bei BBN auf die Untersuchung des möglichen Verhaltens von Computernetzwerken bezog - kurz darauf erhielt BBN einen Auftrag für ARPANET. Kana hat dieses Projekt in die Länge gezogen und den größten Teil der Entwicklung in Bezug auf die Netzwerkarchitektur ausgegeben.


Foto von Kahn aus einer Zeitung von 1974

Aus seinem „kleinen Urlaub“ wurde ein Sechsjahresjob, bei dem Kahn ein Experte für Netzwerke bei BBN war und ARPANET vollständig betriebsbereit machte. 1972 war er dieses Themas überdrüssig, und noch wichtiger, er hatte es satt, mit ständiger Politik und mit den Leitern der BBN-Abteilungen zu kämpfen. Daher nahm er das Angebot von Larry Roberts an (noch bevor Roberts selbst Telenet gründete) und wurde Programmmanager bei ARPA, um die Entwicklung der automatischen Fertigungstechnologie zu leiten, mit dem Potenzial, Investitionen in Millionenhöhe zu verwalten. Er weigerte sich, an ARPANET zu arbeiten und beschloss, alles in einem neuen Bereich von vorne zu beginnen.

Einige Monate nach seiner Ankunft in Washington stellte der Kongress ein automatisches Produktionsprojekt ein. Kahn wollte sofort packen und nach Cambridge zurückkehren, aber Roberts überzeugte ihn, zu bleiben und neue Netzwerkprojekte für ARPA zu entwickeln. Kang, der sich nicht von seinem eigenen Wissen befreien konnte, erwies sich als Manager von PRNET, einem Paketfunknetz, das militärische Operationen mit den Vorteilen von paketvermittelten Netzen versorgen sollte.

Das PRNET-Projekt, das unter der Schirmherrschaft des Stanford Research Institute (SRI) ins Leben gerufen wurde, sollte die Kerntechnologie der Paketübertragung von ALOHANET erweitern, um Repeater und Mehrstationenbetrieb, einschließlich Transporter, zu unterstützen. Kahn wurde jedoch sofort klar, dass ein solches Netzwerk keinen Nutzen bringen würde, da es sich um ein Computernetzwerk handelte, in dem es praktisch keine Computer gab. Als es 1975 seinen Betrieb aufnahm, verfügte es über einen SRI-Computer und vier Repeater an der San Francisco Bay. Mobile Feldstationen konnten mit der Größe und dem Stromverbrauch der Großrechner der 1970er Jahre mit vertretbaren Mitteln nicht funktionieren. Alle wichtigen Computerressourcen befanden sich im Rahmen von ARPANET, das einen völlig anderen Satz von Protokollen verwendete und die von PRNET empfangene Nachricht nicht interpretieren konnte. Er fragte sich, wie es möglich sein könnte, dieses Netzwerk im Keim mit seinem viel reiferen Cousin zu verbinden.

Kahn wandte sich an einen alten Bekannten aus der Anfangszeit von ARPANET, um ihm mit einer Antwort zu helfen. Vinton Cerf interessierte sich als Mathematikstudent in Stanford für Computer und entschloss sich, nach einigen Jahren in der IBM-Niederlassung an die Universität von Kalifornien zurückzukehren. Er kam 1967 an und trat zusammen mit seinem Highschool-Freund Steve Crocker unter der Leitung von Len Kleinrock, der eine ARPANET-Abteilung in der UCLA war, in das Netzwerkmesszentrum ein. Dort wurden er und Crocker Experten für die Protokollentwicklung und die Hauptmitglieder der Netzwerkarbeitsgruppe, die sowohl das grundlegende Netzwerkverwaltungsprogramm (NCP) für das Senden von Nachrichten über ARPANET als auch übergeordnete Dateiübertragungen und Remote-Anmeldeprotokolle entwickelte.


Foto von Surf aus einer Zeitung von 1974

Cerf lernte Kahn Anfang der 1970er Jahre kennen, als dieser von BBN zur UCLA kam, um das Netzwerk unter Last zu testen. Er schuf Staus im Netzwerk mit von Cerf entwickelter Software, die künstlichen Verkehr erzeugte. Wie von Kahn erwartet, konnte das Netzwerk der Last nicht standhalten, und er empfahl, Änderungen vorzunehmen, um das Engpassmanagement zu verbessern. In den folgenden Jahren setzte Cerf seine Karriere fort, die nach einer vielversprechenden akademischen Karriere aussah. Etwa zur gleichen Zeit, als Kahn BBN nach Washington verließ, reiste Cerf an die andere Küste, um dort Associate Professor zu werden.

Kang wusste viel über Computernetzwerke, hatte aber keine Erfahrung in der Protokollentwicklung - er war an der Signalverarbeitung beteiligt, nicht an der Informatik. Er wusste, dass Surf perfekt dazu geeignet war, seine Fähigkeiten zu ergänzen, und das wäre entscheidend für jeden Versuch, ARPANET mit PRNET in Verbindung zu bringen. Kahn wandte sich wegen der Zusammenarbeit an ihn, und 1973 trafen sie sich mehrere Male, bevor sie in einem Hotel in Palo Alto ihre fruchtbare Arbeit The Protocol for Internetwork Packet Communication veröffentlichten, die im Mai 1974 in IEEE Transactions on Communications veröffentlicht wurde . Dort wurde das Projekt des „Transmission Control Program (TCP)“ (P wurde bald zu einem „Protokoll“) vorgestellt - der Grundstein für moderne Internet-Software.

Äußerer Einfluss

Es gibt keine Menschen oder Momente, die stärker mit der Erfindung des Internets verbunden sind als Surf with Kahn und ihre Arbeit von 1974. Dennoch war die Schaffung des Internets kein Ereignis, das zu einem bestimmten Zeitpunkt stattfand - es war ein Prozess, der sich im Laufe der Jahre der Entwicklung abspielte. Das ursprüngliche Protokoll, das Cerf und Kahn 1974 in einer Veröffentlichung beschrieben hatten, wurde in den folgenden Jahren sehr oft korrigiert und verfeinert. Die erste Verbindung zwischen Netzwerken wurde erst 1977 getestet; Das Protokoll wurde erst 1978 in zwei Ebenen unterteilt - das allgegenwärtige TCP und IP. ARPANET hat erst 1982 damit begonnen, es für eigene Zwecke zu nutzen (diese Skala für die Entstehung des Internets kann bis 1995 verlängert werden, als die US-Regierung die Firewall zwischen dem aus dem akademischen Budget finanzierten Internet und der kommerziellen Nutzung beseitigte). Die Liste der Teilnehmer an diesem erfinderischen Verfahren ist weit über diese beiden Namen hinaus gewachsen. In den Anfangsjahren diente eine Organisation namens International Packet Network Working Group (INWG) als Hauptkooperationsorgan.

ARPANET trat im Oktober 1972 auf der ersten internationalen Computerkommunikationskonferenz im Washington Hilton mit seinen modernistischen Wendungen in die breitere technische Welt ein. Neben Amerikanern wie Cerf und Kahn nahmen mehrere herausragende Netzwerkexperten aus Europa teil, insbesondere Louis Pouzen aus Frankreich und Donald Davis aus Großbritannien. Auf Betreiben von Larry Roberts beschlossen sie, eine internationale Arbeitsgruppe zu bilden, um Paketvermittlungssysteme und -protokolle zu erörtern, die dem Beispiel der Netzwerkarbeitsgruppe folgt, die die Protokolle für ARPANET erstellt hat. Surf, der kürzlich Professor an der Stanford University wurde, erklärte sich bereit, Vorsitzender zu sein. Eines der ersten Themen war das Problem der Zusammenarbeit.

Zu den wichtigen frühen Beiträgen zu dieser Diskussion gehörte Robert Metcalf, den wir bereits als Ethernet-Architekt bei Xerox PARC kennengelernt hatten. Obwohl Metcalf dies seinen Kollegen nicht mitteilen konnte, entwickelte er zum Zeitpunkt der Veröffentlichung der Arbeiten von Cerf und Kahn schon lange sein eigenes Internetprotokoll, das PARC Universal Packet oder PUP.

Die Internet-Nachfrage nach Xerox stieg, sobald das Alto Ethernet-Netzwerk erfolgreich war. PARC hatte ein weiteres lokales Netzwerk von Data General Nova-Minicomputern, und natürlich gab es auch ARPANET. Die PARC-Verantwortlichen blickten in die Zukunft und erkannten, dass jede Xerox-Basis ein eigenes Ethernet haben sollte und dass sie irgendwie miteinander verbunden werden müssten (möglicherweise über ihr eigenes internes Äquivalent von ARPANET für Xerox). Um vorgeben zu können, eine normale Nachricht zu sein, wurde das PUP-Paket in anderen Paketen eines Netzwerks gespeichert, über das es übertragen wurde, beispielsweise PARC-Ethernet. Wenn das Paket den Gateway-Computer zwischen Ethernet und einem anderen Netzwerk (z. B. ARPANET) erreicht hat, hat dieser Computer das PUP-Paket bereitgestellt, seine Adresse gelesen und erneut in das ARPANET-Paket mit den entsprechenden Headern eingeschlossen und an die Adresse gesendet.

Obwohl Metcalfe nicht direkt sagen konnte, was sie bei Xerox gemacht haben, flossen seine praktischen Erfahrungen unweigerlich in die Diskussionen bei INWG ein. Ein Beweis für seinen Einfluss ist die Tatsache, dass Surf und Kahn 1974 seinen Beitrag anerkennen, und später ist Metcalfe ein wenig beleidigt, weil er nicht auf einer Mitautorschaft bestand. PUP beeinflusste höchstwahrscheinlich das moderne Internet-Netzwerk in den 1970er Jahren erneut, als John Postel die Entscheidung traf, das Protokoll in TCP und IP aufzuteilen, um das komplexe TCP-Protokoll auf Gateways zwischen Netzwerken nicht zu handhaben. IP (Internet Protocol) war eine vereinfachte Version des Adressprotokolls, ohne komplexe TCP-Logik, die die Lieferung jedes Bits garantierte. Das Xerox Network Protocol - damals als Xerox Network Systems (XNS) bekannt - hat eine ähnliche Trennung erfahren.

Eine weitere Einflussquelle für frühe Internetprotokolle wurde in Europa geschaffen, insbesondere in einem Netzwerk, das Anfang der 1970er Jahre als Ergebnis der Implementierung von Plan Calcul, einem von Charles de Gaulle ins Leben gerufenen Programm zur Förderung der eigenen französischen Computerindustrie, entwickelt wurde. De Gaulle ist seit langem besorgt über die wachsende politische, wirtschaftliche, finanzielle und kulturelle Dominanz der Vereinigten Staaten in Westeuropa. Er beschloss erneut, Frankreich zu einem unabhängigen Weltführer zu machen und nicht zum Bauern im Kalten Krieg zwischen den USA und der UdSSR. In Bezug auf die Computerindustrie ergaben sich in den 1960er Jahren zwei besonders starke Bedrohungen für diese Unabhängigkeit. Erstens weigerten sich die Vereinigten Staaten, Lizenzen für den Export ihrer leistungsstärksten Computer auszustellen, die Frankreich zur Entwicklung eigener Atombomben verwenden wollte. Zweitens wurde das amerikanische Unternehmen General Electric zum Hauptinhaber des einzigen französischen Computerherstellers Compagnie des Machines Bull - und schloss bald darauf mehrere große Bull-Produktlinien (das Unternehmen wurde 1919 von einem Norweger namens Bull gegründet, um Maschinen herzustellen, die mit Lochkarten arbeiten - direkt Sie zog nach dem Tod des Gründers in den 1930er Jahren nach Frankreich. Auf diese Weise wurde Plan Calcul ins Leben gerufen, um Frankreichs Fähigkeit zur unabhängigen Bereitstellung von Rechenleistung zu gewährleisten.

Um die Umsetzung von Plan Calcul zu kontrollieren, schuf de Gaulle eine Delegation à l'Informatique (eine Art „Delegation für Informatik“), die direkt an seinen Ministerpräsidenten berichtet. Anfang 1971 beauftragte diese Delegation den Ingenieur Louis Poussin mit der Erstellung der französischen Version von ARPANET. Die Delegation vertrat die Auffassung, dass Paketnetzwerke bei den Berechnungen der kommenden Jahre eine entscheidende Rolle spielen würden. Daher wären technische Kenntnisse direkt in diesem Bereich erforderlich, damit Plan Calcul erfolgreich sein kann.


Pusen auf der Konferenz 1976

Pouzin, Absolvent der Polytechnischen Schule von Paris, der wichtigsten Ingenieurschule Frankreichs, arbeitete in seiner Jugend für einen französischen Telefonhersteller und wechselte dann zu Bull. Dort überzeugte er die Arbeitgeber, dass sie mehr über die fortgeschrittenen Entwicklungen in den USA wissen müssen. Daher half er als Mitarbeiter von Bull während zweieinhalb Jahren von 1963 bis 1965 beim Aufbau eines kompatiblen Zeitteilungssystems (CTSS) am MIT. Diese Erfahrung machte ihn zum wichtigsten Experten für interaktives Timesharing in ganz Frankreich - und wahrscheinlich in ganz Europa.


Kykladen-Netzwerkarchitektur

Pusen nannte das Netzwerk Cyclades, das er zu Ehren einer Gruppe griechischer Kykladeninseln in der Ägäis gründen sollte. Nach dem Namen war jeder Computer in diesem Netzwerk im Großen und Ganzen eine separate Insel. Der Hauptbeitrag der Kykladen zu den Netzwerktechnologien war das Konzept eines Datagramms - die einfachste Version der Paketkommunikation. Die Idee bestand aus zwei sich ergänzenden Teilen:

• Datagramme sind unabhängig: Im Gegensatz zu Daten in einem Telefonanruf oder einer ARPANET-Nachricht kann jedes Datagramm unabhängig verarbeitet werden. Sie verlässt sich weder auf vorherige Nachrichten noch auf deren Reihenfolge oder auf das Verbindungsaufbauprotokoll (z. B. das Wählen einer Telefonnummer).
• Datagramme werden von Host zu Host übertragen - die Verantwortung für das Senden einer Nachricht an die Adresse liegt beim Absender und Empfänger und nicht beim Netzwerk, das in diesem Fall einfach eine „Pipe“ ist.

Das Konzept des Datagramms schien eine Häresie für die Kollegen von Poussin von der französischen Organisation für Post, Telefon und Telegraphie (PTT) zu sein, die in den 1970er Jahren ein eigenes Netzwerk auf der Grundlage von Telefonverbindungen und Verbindungen des Terminals mit einem Computer (statt Computer zu Computer) aufbaute. Dies geschah unter der Aufsicht eines anderen Absolventen der Polytechnischen Schule, Remy Depre. Die Idee, die Zuverlässigkeit von Übertragungen innerhalb des Netzes abzulehnen, war für PTT abstoßend, da jahrzehntelange Erfahrung es zwang, Telefon und Telegraphen so zuverlässig wie möglich zu machen. Gleichzeitig drohte aus wirtschaftlicher und politischer Sicht die Übertragung der Kontrolle über alle Anwendungen und Dienste auf Host-Computer an der Peripherie des Netzwerks, PTT zu etwas völlig Einzigartigem und Nichtersetzbarem zu machen. Nichts bestärkt die Meinung jedoch, als dass sie konsequent beworben wird. Das Konzept der virtuellen Verbindungen von PTT hat Pusen lediglich dabei geholfen, die Richtigkeit seines Datagramms zu überprüfen - der Ansatz zur Erstellung von Protokollen, mit denen die Kommunikation von einem Host zum anderen funktioniert.

Pusen und seine Kollegen vom Cyclades-Projekt nahmen aktiv an INWG und verschiedenen Konferenzen teil, auf denen sie die Ideen erörterten, die TCP zugrunde liegen, und zögerten nicht, ihre Meinung darüber zu äußern, wie das Netzwerk oder die Netzwerke funktionieren sollten. Wie Melkaf haben Pusen und sein Kollege Hubert Zimmerman es verdient, in der TCP-Arbeit von 1974 erwähnt zu werden, und mindestens einer ihrer Kollegen, Ingenieur Gerard le Lahn, hat beim Surfen der Protokolle mitgewirkt. Cerf erinnerte sich später daran, dass "die Flusskontrolle mit der Schiebefenstermethode für TCP direkt aus der Diskussion mit Pusen und seinen Leuten über dieses Problem entnommen wurde ... Ich erinnere mich, wie Bob Metcalfe, le Lan und ich auf einem riesigen Stück Whatman-Papier auf dem Boden meines Wohnzimmers in Palo Alto lagen, ".

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