Wie die Internetinfrastruktur entstand

Jetzt gibt es im bewohnbaren Teil des Planeten fast keine Stellen, an denen es keine gibt, auch nicht die überwältigendste Art, sich mit dem Internet zu verbinden. Dabei geht es nicht um die Endgeräte der Nutzer, sondern darum, dass fast der gesamte Globus in Kommunikationsleitungen verwickelt ist und dort, wo kein Kabel verlegt werden kann, Satelliten zur Rettung kommen.
Aber Moskau baute nicht sofort, und die Sprache brachte nicht immer nach Kiew. Die Geschichte der Entstehung des World Wide Web, die vor mehr als einem halben Jahrhundert begann, ist vielfältig und interessant. Wir haben uns entschlossen, unsere Geschichte über die Entwicklung des Internets fortzusetzen, und heute wollen wir nach Jahrzehnten genau verstehen, wie der Aufbau der Infrastruktur erfolgte, wie einige Technologien durch andere ersetzt wurden und wie die Telekommunikationswelt so wurde, wie wir sie heute kennen.




In Bezug auf Informationen kann das 20. Jahrhundert durchaus als die Zeit definiert werden, in der Menschen gelernt haben, Daten von einer Quelle an Millionen entfernter Geräte zu übertragen. Die Quelle waren Radio- und Fernsehsender, und die Empfänger waren alle, die Zugang zu Radio oder Fernsehen hatten.

Gleichzeitig entwickelten sich die Telefonnetze aktiv. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts konnte fast jede Person problemlos irgendwo in ihrer Heimatstadt oder in ihrem Land anrufen, und Unternehmen konnten Telefonkonferenzen für mehrere Teilnehmer gleichzeitig abhalten.

Diese Kommunikationsmethoden wiesen jedoch sehr gravierende Mängel auf. Im Fall von Fernseh- und Rundfunksendungen konnten beispielsweise normale Menschen den empfangenen Inhalt nicht filtern und modifizieren, dh die Kommunikation mit den Medien wurde einseitig durchgeführt. Mit anderen Worten, die Idee einer grundlegend neuen Art der Kommunikation zwischen Menschen, die das Senden und Empfangen von Sofortnachrichten ohne Einschränkungen für die Suche und Verbreitung von Informationen und die unabhängige Festlegung der Empfangsmethode ermöglicht, ist bereits in der Luft.

60er Jahre: Voraussetzungen für das Aufkommen von Internet und ARPANET

Wie viele andere fortschrittliche Technologien entstand das Internet in seiner primären Form im militärischen Hauptquartier von Amerika. Der Kalte Krieg bedrohte die Vereinigten Staaten mit vielen Problemen, einschließlich des Abschusses interkontinentaler Nuklearraketen. Die sowjetische Technologie sorgte für Angst und Ehrfurcht, und der Start des ersten autonomen Flugzeugs im Jahr 1957 brachte nicht nur den Neologismus "Sputnik" in die gesamte englischsprachige Welt, sondern zwang auch die Verteidigungsindustrie dazu, voranzukommen.
Eine Folge dieser Arbeit war die Gründung von ARPA, einer Agentur für vielversprechende Forschungsprojekte. Die Agentur war befugt, Technologien zu entwickeln, die den Vereinigten Staaten im Kalten Krieg einen erheblichen Vorteil verschaffen, das Wettrüsten anführen und im Falle einer offenen Konfrontation zum Schutz des Landes beitragen könnten.



Bis 1962 stellte die Agentur die ersten Arbeiten zu einem bestimmten Verbundnetzwerk zusammen, das J.K.R. Ein Lider vom Massachusetts Institute of Technology nannte sich "galaktisches Netzwerk". Kurz gesagt, das galaktische Netzwerk nahm den sofortigen Zugriff auf alle Informationen in elektronischer Form an, die sich auf vielen voneinander entfernten Computern befanden. Nun musste genau verstanden werden, wie diese Computer angeschlossen werden sollten.


/ J.K.R. Liklider, Genie, Innovator und Pate des Internets

Gleichzeitig wurde dank von US-Luftwaffenstudien, die in Auftrag gegeben wurden, um festzustellen, wie die Streitkräfte im Falle eines nuklearen Streiks das Kommando behalten können, ein weiterer Baustein des zukünftigen Internets zum „galaktischen Netzwerk“ hinzugefügt: die Paketvermittlungstechnologie.

Die Idee der Paketvermittlung ist, dass ein Datenpaket, das Informationen sowohl über die Quelle als auch über das endgültige Ziel der „Reise“ enthält, von einem Ort zu einem anderen gesendet werden kann. Wenn das Paket auf einem Teil des Pfads verloren gegangen ist, kann der Absender es problemlos erneut senden. Für die damaligen Telefonnetzwerke war dies ein äußerst nützlicher Fund.

Da die Vereinigten Staaten ein dezentrales Kommandomodell aufbauen mussten, bei dem die Streitkräfte unabhängig vom Ausmaß des vom Feind verursachten Schadens nicht die Kontrolle über ihre eigenen Waffen, Flugzeuge und Bomber verlieren und weiter verteidigen konnten, löste die Einführung der Paketvermittlungstechnologie dieses Problem.

1968 begann in den USA der Aufbau des ARPANET, des Vorgängernetzwerks des modernen Internets, das als Sprungbrett für die vielen Technologien dienen sollte, die wir bis heute einsetzen.

Am 29. Oktober 1969 fand die erste erfolgreiche Kommunikationssitzung zwischen zwei Computern statt. Der erste befand sich in Massachusetts, der zweite in Kalifornien. Beide gehörten örtlichen technischen Universitäten an. Der Abstand zwischen den Computern betrug ca. 640 km.
Um 21:00 Uhr Ortszeit versuchte Charlie Klein, eine Verbindung zu Stanfords Computer herzustellen und 5 Zeichen, das Wort "LOGIN", zu übertragen, aber das Netzwerk wurde abgeschnitten und nur die ersten beiden Zeichen wurden eingegeben. Um 22:30 Uhr wurde die Verbindung wiederhergestellt und der zweite Versuch war erfolgreich. Der Erfolg des Transfers wurde übrigens während eines direkten Telefongesprächs mit Bill Duvall aufgezeichnet. Beim dritten Versuch wurden alle Zeichen des Wortes empfangen, und das Internet, könnte man sagen, war endlich "geboren".

Das Experiment hat gezeigt, dass Computer nicht nur physisch miteinander verbunden werden können, sondern auch Daten und Programme austauschen können. Dennoch kann das Kommunikationsverfahren unter Verwendung eines Niedergeschwindigkeitstelefonnetzes bereits nicht als zuverlässig und akzeptabel angesehen werden.

ARPANET wurde auf der Basis von vier Honeywell DP-516-Minicomputern mit 24 KB RAM an den Universitäten von Santa Barbara, Los Angeles, Stanford und Utah gebaut. Daten wurden mit einer Geschwindigkeit von bis zu 56 Kbit / s übertragen.


/ DDP-516


/ Einer der ersten IMPs, die als Router fungierten und von ARPANET Ende der 60er Jahre bis 1989 verwendet wurden

Das IMP-Team nannte sich "IMP Guys".


/ IMP-Team (vlnr): Trutt Thatch, Bill Bartell, Dave Walden, Jim Geisman, Robert Kahn, Frank Hart, Ben Barker, Marty Thorpe, Will Crowther und North Ornstein. Bernie Cozella ist nicht auf dem Foto.

70er Jahre: explosives Wachstum des Internets

/ ARPANET Logic, März 1977

Bis 1971 war die Anzahl der mit ARPANET verbundenen Computer fast sechsmal angestiegen: Jetzt basierte das Netzwerk auf 23 Hosts. Die Menschen betreten neue, noch unerforschte Gebiete, und jeder neue Schritt war eine Innovation. In den ersten Tagen von ARPANET wurde das NCP-Protokoll, Network Control Protocol, erfunden und implementiert. Eine andere Erfindung, wie sie heute allgemein genannt wird, ist jedoch zu einem Mördermerkmal des Internets geworden: E-Mail.

Um 1972 entwickelte Ray Tomlinson, ein Mitarbeiter von BBN, die erste Software, mit der Nachrichten innerhalb von ARPANET gesendet und gelesen werden konnten. Dies ist die erste, nach modernen Maßstäben sehr unhöfliche und unbequeme Anwendung, die eine weitere Komponente enthält, ohne die das moderne Internet nicht denkbar ist: die Interaktion nicht nur von Computern, sondern auch von Menschen, die dahinter stehen.
Apropos Kommunikation: Das erste Kommunikationsprotokoll, NCP, funktionierte nur mit den Computern, für die es erstellt wurde. Stellen Sie sich vor, dass Sie jetzt, nachdem Sie über Ihr iPhone auf das Internet zugegriffen haben, nur noch mit Besitzern der Apple-Technologie kommunizieren können. Zusätzlich könnte NCP bestenfalls mehrere Dutzend Computer bedienen, während Hunderte von Benutzern ARPANET beitreten wollten. Dies war der Anstoß für die Entwicklung eines universelleren und perfekteren Protokolls, das, wie Sie vielleicht vermutet haben, von Wint Cerf und Bob Kahn für TCP / IP verfasst wurde. Bereits 1974 verschwand der Bedarf an NCP von selbst und die meisten ARPANET-Clients begannen, TCP / IP zu verwenden.

Enthusiasten aus den Vereinigten Staaten drängten sich jedoch irgendwann in ihrem Heimatland. Es war notwendig, den Horizont der Kommunikation zu erweitern und eine Kommunikation mit Ländern auf der anderen Seite des Atlantiks aufzubauen. Hier lohnt es sich, einen kleinen Exkurs zu machen und darüber zu sprechen, wie die direkte „Kabel“ -Verbindung zwischen Amerika und Europa zustande kam.

Über den Ozean

Das erste Telegraphenkabel wurde mehr als 100 Jahre vor den beschriebenen Ereignissen im Jahre 1857 auf dem Grund des Atlantiks verlegt. Aus verschiedenen Gründen (mangelnde Erfahrung der Expeditionsteilnehmer, mangelhafte Isolierung usw.) verlangte dieses Kabel nach einigen Wochen eine lange Lebensdauer. Nach 10 Jahren wurden mehrere Telegraphenkabel mit viel besserer Isolierung am Atlantikboden verlegt, und bis 1919 hatte sich ihre Gesamtzahl auf 13 erhöht.


/ Fragment des ersten telegraphischen Transatlantikkabels

Mitte des 20. Jahrhunderts bestand bereits ein objektiver Bedarf an der Verlegung von Telefonkabeln. Das erste Telefonkabel, TAT-1, wurde 1956 verlegt und dauerte etwas mehr als 20 Jahre.


/ Fragment TAT-1


/ Erste transatlantische Kabeltrassen

Vor dem Verlegen von Kabeln aus Europa war es durchaus möglich, die USA über langwellige Funkverbindungen anzurufen. Trotzdem kosten diese Dienste einiges, und die Qualität der Kommunikation lässt immer noch zu wünschen übrig.

Mit Hilfe eines Telefonkabels wurde die erste Verbindung zwischen den USA und Norwegen mit einer Geschwindigkeit von 2,4 Kbit / s über ARPANET hergestellt.

So wurde das vom Militär für das Militär entwickelte Projekt zu etwas Großem und erlangte allmählich die Unabhängigkeit. Die Satelliten, mit deren Hilfe Ende der 1970er Jahre eine transatlantische Verbindung (SATNET) hergestellt wurde, gehörten nicht mehr den US-Streitkräften, sondern einem Konsortium von an das Netzwerk angeschlossenen Ländern an.

Eine weitere Erfindung der 70er Jahre war der Ethernet-Standard, mit dem ein lokales Netzwerk einfacher organisiert und Daten mit hoher Geschwindigkeit zwischen Computern übertragen werden können. Dieser Standard wird heute fast unverändert angewendet.

Neben Ethernet war das UUCP-Protokoll (Unix to Unix Copy) eine weitere wichtige Innovation der 1970er Jahre. Es ermöglichte Ihnen den schnellen Austausch von Dateien zwischen Computern unter Unix und wurde im Laufe der Zeit zu Usenet, einem Netzwerk, über das immer noch Millionen von Menschen Nachrichten austauschen, E-Mails und Dateien senden.

Der Wendepunkt ereignete sich im nächsten Jahrzehnt und schuf tatsächlich das Internet, das wir derzeit nutzen. Es genügt zu sagen, dass 1977 etwa 111 Computer an das Netzwerk angeschlossen waren und 1989 mehr als 100.000 waren.

80er Jahre: BIND und DNS

Fast alle Technologien, die wir heute verwenden, reichen vom Chaos der frühen Nutzung bis zur strengen Standardisierung und Straffung.

Einer der wichtigsten "Bestellmomente" war die Schaffung eines Domainnamensystems, DNS. Lassen Sie uns auf ihre Geschichte eingehen, um die Bedeutung dieser Innovation zu beweisen.

Zuvor wurde die Textdatei HOSTS.TXT auf einem Computer des Stanford Research Institute verwendet, um die numerischen Adressen der mit ARPANET verbundenen Computer zu speichern und Hostnamen zuzuordnen. Alle Adressen wurden rein manuell vergeben. Um einen Hostnamen und eine Hostadresse anzufordern und der HOSTS-Datei einen Computer hinzuzufügen, war es erforderlich, ein Telefongespräch mit dem Netzwerkinformationszentrum zu führen.

Anfang der 80er Jahre wurde klar, dass diese Art der Verwaltung einer zentralisierten Host-Tabelle aufgrund der wachsenden Anzahl verbundener Computer extrem langsam und mühsam wird. Das Benennungssystem musste automatisiert werden.

Die erste Version des BIND-Nameservers wurde 1984 von den Berkeley-Studenten Douglas Terry, Mark Painter, David Riggle und Songnian Zhou geschrieben. Mitte der späten 1980er Jahre wurden aktiv neue DNS-Spezifikationen erstellt und genehmigt, und in den 90er Jahren wurde BIND auf die Windows NT-Plattform übertragen. BIND ist in Unix-Systemen (und nicht nur) nach wie vor weit verbreitet und gehört nach wie vor zu den am häufigsten verwendeten DNS-Programmen im Internet. Die Einführung von DNS brachte eine Reihe weiterer Neuerungen mit sich, beispielsweise die erzwungene Verwendung von TCP / IP für die Verbindung.

Nicht ARPANET eins

Bereits 1983 bestand ARPANET aus 4.000 Hosts. Trotz der anfänglichen rein militärischen Ausrichtung des Projekts fanden es viele andere Organisationen äußerst praktisch. Unter ihnen befanden sich Universitäten, Unternehmen, Stadtdienste und viele, viele andere. So wurde ARPANET in zwei Teile geteilt: das namensgebende zivile und militärische MILNET. Trotz der Trennung unterstützte das US-Verteidigungsministerium weiterhin ARPANET, auch wenn militärische Organisationen dieses Netzwerk nicht mehr für ihre Bedürfnisse nutzten.

Zuvor haben wir keinen weiteren "Zwillingsbruder" ARPANET erwähnt - ein Netzwerk, das von der National Science Foundation für wissenschaftliche Forschung eingerichtet wurde. Dies ermöglichte es vielen Institutionen, die zuvor keine Verbindung zu ARPANET herstellen konnten, über ihre eigenen Kanäle zu kommunizieren. CSNET begann seine Arbeit 1981 und wurde zum Vorläufer des Hochgeschwindigkeits-NSFNET, das nationale wissenschaftliche Grundlagen verband und zur Grundlage des modernen Internets wurde.
Apropos Geschwindigkeit. Die vorherigen 50-56 kbit / s waren für eine effektive Kommunikation in einem immer größer werdenden Computernetzwerk extrem klein. Dank der MCI Corporation wurde das Netzwerk durch die Einführung neuer T-1-Leitungen erheblich aufgewertet. Sie ermöglichten es Ihnen, Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,5 Mbit / s zu übertragen. Im Gegenzug entwickelte IBM modernere Router, und Merit übernahm die Kontrolle über alle Netzwerkverwaltungsprobleme. Ende der 1980er Jahre befand sich die T-3-Leitung in der Entwicklung, die das Übertakten von Netzwerken auf 45 Mbit / s ermöglichte.

Wir haben bereits früher über einen wesentlichen Teil der zukünftigen Geschichte des Internets gesprochen. Am 6. August 1991 erblickte das World Wide Web, das berühmte World Wide Web, das Licht der Welt, und das Internet wurde offiziell in Gang gesetzt. 1993 erschien der erste Mosaic-Grafikbrowser.


/ Mosaic-Browser, der eine wichtige Rolle bei der Verbreitung des Internets spielte

Die ersten "Rechenzentren"

Separat sagen wir ein paar Worte zum ersten "Rechenzentrum" der Welt. Wenn wir einige Annahmen treffen, kann das erste Rechenzentrum als der ENIAC-Computer (Electronic Numerical Integrator and Computer) von 1945 betrachtet werden, mit dem Kampfcodes für Atomwaffen gespeichert, Flugwege für Bomben berechnet und das Wetter auf dem Territorium der UdSSR vorhergesagt wurden.



In der Tat begann die Geschichte des Computers viel früher, in den Jahren 1942 bis 1943, aber aufgrund der Neuheit des Projekts und der Schwierigkeiten, die Zustimmung des konservativen Militärs zu erhalten, wurde der Bau erst 1945 abgeschlossen. Natürlich wurde es auch zu militärischen Zwecken verwendet, um Berechnungen bei der Entwicklung von Kernwaffen und Schießständen anzustellen (sowie um den Niederschlag von Atomvorkommen in der UdSSR auf der Grundlage von Wettervorhersagen vorherzusagen). Das Projekt wurde nur wenige Monate nach Kriegsende der Öffentlichkeit gezeigt und arbeitete genau zehn Jahre lang, vom Herbst 1945 bis zum 2. Oktober 1955, als es endgültig abgeschaltet wurde. Es ist bemerkenswert, dass die ersten ENIAC-Programmierer Mädchen waren:

• Marilyn Meltzer
• Ruth Lichterman
• Kathleen Rita McNulty
• Betty Jean Jennings
• Francis Elizabeth Snyder
• Francis Bilas

/ Betty Jean Jennings und Francis Bilas arbeiten mit dem ENIAC-Hauptbedienfeld

In gewisser Hinsicht sah ENIAC wirklich wie ein modernes Rechenzentrum aus: ein separater Raum mit mehreren Schutzstufen, Regalreihen mit Lampen, redundanten Stromversorgungssystemen, einem großen Personal von Servicemitarbeitern und einer großen Verantwortung gegenüber dem „Kunden“.

ENIAC wog ungefähr 27 Tonnen, verbrauchte 174 kW Energie und hatte eine Taktfrequenz von 100 kHz. Der erste Computerraum in der UdSSR mit einer Fläche von 60 m2 erschien 1951, aber dies ist, wie man sagt, eine ganz andere Geschichte, auf die wir in einem der folgenden Artikel eingehen werden .

Übrigens wurde 1995 eine integrierte Siliziumschaltung ENIAC-on-A-Chip mit Abmessungen von 7,44 mm × 5,29 mm geschaffen, in der unter Verwendung von 250 000 (anderen Quellen zufolge 174 569) Transistoren eine der ENIAC-Röhre ähnliche Logik implementiert wurde .

Allerdings glich dieser Computer Rechenzentren, von Virtualisierung war in diesem Fall keine Rede, obwohl wir in der Ära bereits darüber sprechen konnten.

Die Geburt der Virtualisierung

Geräte wie das vom MIT auf der Basis von IBM 704 entwickelte IBM 7044 Compatible Time Sharing System (CTSS) und der Atlas-Supercomputer haben den Weg für die Virtualisierung geebnet.

IBM erkannte die wichtige Rolle der Virtualisierung in den bahnbrechenden 60er Jahren zusammen mit der Entwicklung von Mainframes. Das aktuelle System / 360-Modell 67 virtualisierte alle Geräteschnittstellen über den Virtual Machine Monitor (VMM). Übrigens wurde das Betriebssystem zu Beginn des Computerzeitalters als Supervisor bezeichnet, und die Fähigkeit, ein Betriebssystem auf einem anderen Betriebssystem auszuführen, legte den Grundstein für den Begriff „Supervisor“. Die erste VM erschien in Atlas 'Supervisor, einem Supercomputer, der in Großbritannien gemeinsam von der Universität Manchester in Victoria und Ferranti und Plessey im Auftrag der britischen Regierung für militärische Zwecke entwickelt wurde (und wie sonst!).


/ Atlas Supercomputer

X86-Virtualisierung und Clouds

Zum ersten Mal wurde die Hardwarevirtualisierung in 386 Prozessoren implementiert und als V86-Modus bezeichnet. In diesem Modus können mehrere DOS-Anwendungen gleichzeitig ausgeführt werden.

In den Jahren 2005-2006 stellten Intel und AMD Unterstützungslösungen für Virtualisierungshardware vor - INTEL VT und AMD-V. Zusätzliche Anweisungen wurden eingeführt, um den direkten Zugriff auf Prozessorressourcen von Gastsystemen aus zu ermöglichen, von denen ein Satz als VMX (Virtual Machine Extensions) bezeichnet wurde.

Bereits im Jahr 2008 tauchten Cloud-Anbieter in unserem Land auf. Zu diesem Zeitpunkt wurde das IT-GRAD-Unternehmen gegründet und die IaaS-Cloud für Unternehmen eingeführt. Im Jahr 2020 hat IT-GRAD 12 Standorte in Russland und der GUS sowie mehr als 2.000 erfolgreich umgesetzte Cloud-Migrationsprojekte.

Die Geschichte des Internets ist wirklich unermesslich, daher werden wir Ihre Ergänzungen und Kommentare aufrichtig begrüßen. Im nächsten Artikel werden wir über die Bildung von Netzwerken in der UdSSR und über Projekte sprechen, die nie das Licht der Welt erblickten.