Histoire d'Internet: l'ordinateur comme appareil de communication

Dans la première moitié des années 1970, l'écologie des réseaux informatiques s'est éloignée de son ancêtre d'origine ARPANET et a pris plusieurs dimensions différentes. Les utilisateurs d'ARPANET ont découvert une nouvelle application, le courrier électronique, qui est devenue l'activité principale du réseau. Les entrepreneurs ont publié leurs options ARPANET pour servir les utilisateurs commerciaux. Des chercheurs du monde entier, d'Hawaï à l'Europe, ont développé de nouveaux types de réseaux pour répondre aux besoins ou corriger les erreurs qui ne sont pas pris en compte par ARPANET.

Presque tous les participants à ce processus se sont éloignés de l'objectif initialement défini d'ARPANET - fournir un accès partagé aux ordinateurs et aux programmes pour une gamme diversifiée de centres de recherche, chacun ayant ses propres ressources spéciales. Les réseaux informatiques sont devenus principalement un moyen de combiner des personnes entre elles ou avec des systèmes distants qui ont servi de source ou de vidage d'informations lisibles par l'homme, par exemple, avec des bases de données d'informations ou des imprimantes.

Cette possibilité a été prévue par Liklider et Robert Taylor, bien qu'ils n'aient pas essayé d'atteindre cet objectif en commençant les premières expériences de réseau. Leur article de 1968, Computer as a Communication Device, n'a pas l'énergie et la qualité intemporelle d'un jalon prophétique dans l'histoire des ordinateurs, que l'on retrouve dans les articles de Vanivar Bush « How We Can Think » ou «Computing Machines and Intelligence» de Turing. Néanmoins, il contient un fragment prophétique concernant le tissu d'interaction sociale entrelacé avec les systèmes informatiques. Liklider et Taylor ont décrit un avenir proche dans lequel:

Vous n'enverrez pas de lettres ou de télégrammes; vous déterminerez simplement les personnes dont vous souhaitez lier les fichiers avec les vôtres et les parties des fichiers dont vous avez besoin de les lier, et éventuellement déterminer le taux d'urgence. Vous appelez rarement, vous demandez au réseau de relier vos consoles.

Le réseau aura des fonctions et des services disponibles auxquels vous vous abonnerez et d'autres services que vous utiliserez si nécessaire. Le premier groupe comprendra des consultations sur les investissements et les taxes, la sélection d'informations de votre domaine d'activité, des annonces d'événements culturels, sportifs et de divertissement qui correspondent à vos intérêts, etc.

(Certes, leur article décrit également comment le chômage disparaîtra sur la planète, car à la fin, tous les gens deviendront des programmeurs répondant aux besoins du réseau et seront engagés dans le débogage interactif des programmes.)

Le premier et le plus important composant de cet avenir contrôlé par ordinateur - le courrier électronique - s'est propagé comme un virus ARPANET dans les années 1970, commençant à envahir le monde.

Courriel

Pour comprendre comment le courrier électronique s'est développé dans ARPANET, vous devez d'abord comprendre quel changement important les systèmes informatiques de l'ensemble du réseau ont pris au début des années 1970. Lorsque ARPANET a été conçu pour la première fois au milieu des années 60, l'équipement et les programmes de contrôle de chaque point n'avaient pratiquement rien en commun. De nombreux points ont été concentrés sur les systèmes spéciaux qui existaient en un seul exemplaire, par exemple, Multics in MIT, TX-2 dans le laboratoire de Lincoln, ILLIAC IV, construit à l'Université de l'Illinois.

Mais déjà en 1973, le paysage des systèmes informatiques connectés au réseau avait acquis une uniformité considérable en raison du succès fou de Digital Equipment Corporation (DEC) et de sa pénétration sur le marché de l'informatique scientifique (ce fut l'idée originale de Ken Olsen et Harlan Anderson, basée sur leur expérience avec TX-2 au Lincoln Laboratory). DEC a développé le mainframe PDP-10 , qui a été publié en 1968 et a fourni un partage de temps fiable pour les petites organisations, fournissant un ensemble d'outils et de langages de programmation intégrés pour simplifier l'ajustement du système à des besoins spécifiques. C'est exactement ce dont les centres scientifiques et laboratoires de recherche de l'époque avaient besoin.


Voyez combien de PDP il y a!

BBN, la société de support ARPANET, a rendu cette suite encore plus attrayante en créant le système d'exploitation Tenex, qui a ajouté de la mémoire virtuelle de page au PDP-10. Cela a grandement simplifié la gestion et l'utilisation du système, car il n'était plus nécessaire d'ajuster l'ensemble des programmes en cours d'exécution à la taille de la mémoire disponible. BNN a livré Tenex gratuitement à d'autres nœuds ARPA, et bientôt ce système d'exploitation est devenu dominant sur le réseau.

Mais comment tout cela est-il lié au courrier électronique? Les utilisateurs de systèmes de temps partagé connaissaient déjà la messagerie électronique, car à la fin des années 60, la plupart de ces systèmes fournissaient des boîtes aux lettres d'un type ou d'un autre. Ils fournissaient une sorte de courrier interne et seuls les utilisateurs d'un système pouvaient échanger des lettres. Ray Tomlinson, ingénieur chez BBN et l'un des auteurs de Tenex, a été la première personne à profiter d'un réseau pour transférer le courrier d'une machine à une autre. Il a déjà écrit le programme SNDMSG pour envoyer du courrier à un autre utilisateur du même système Tenex, et le programme CPYNET pour envoyer des fichiers sur le réseau. Il ne lui restait plus qu'à exciter l'imagination, et il pouvait voir comment combiner ces deux programmes pour créer du courrier réseau. Dans les programmes précédents, seul le nom d'utilisateur était requis pour désigner le destinataire, donc Tomlinson a inventé la combinaison du nom d'utilisateur local et du nom d'hôte (local ou distant) en les connectant avec le symbole @ et en recevant une adresse e-mail unique pour l'ensemble du réseau (auparavant, le symbole @ était rarement utilisé, principalement pour désignations de prix: 4 gâteaux @ 2 $ chacun).


Ray Tomlinson au cours des dernières années, au milieu de sa caractéristique @

Tomlinson a commencé à tester son nouveau programme localement en 1971, et en 1972 sa version réseau de SNDMSG a été incluse dans la nouvelle version de Tenex, et en conséquence, le courrier Tenex a pu sortir d'un nœud et se propager à travers le réseau. L'abondance de machines exécutant Tenex a immédiatement donné accès au programme hybride Tomlinson pour la plupart des utilisateurs d'ARPANET, et le courrier électronique a immédiatement gagné en succès. Très rapidement, les dirigeants de l'ARPA ont intégré le courrier électronique dans la vie quotidienne. Stephen Lucasic, directeur de l'ARPA, a été l'un des premiers utilisateurs, tout comme Larry Roberts, qui était toujours l'ancien directeur informatique de l'agence. Cette habitude s'est inévitablement transmise à leurs subordonnés, et bientôt l'e-mail est devenu l'un des faits fondamentaux de la vie et de la culture d'ARPANET.

Le programme de messagerie électronique de Tomlinson a engendré de nombreuses imitations différentes et de nouveaux développements, les utilisateurs cherchant des moyens d'améliorer ses fonctionnalités rudimentaires. La plupart des premières innovations ont porté sur la correction des défauts du lecteur de lettres. Lorsque le courrier a dépassé les limites d'un seul ordinateur, le volume de messages reçus par les utilisateurs actifs a commencé à augmenter avec la croissance du réseau, et l'approche traditionnelle des lettres entrantes en tant que texte simple n'était plus efficace. Larry Roberts lui-même, incapable de faire face à une vague de messages entrants, a écrit son propre programme pour travailler avec la boîte de réception appelée RD. Mais au milieu des années 1970, le programme MSG, écrit par John Wittal de l'Université de Californie du Sud, était en tête avec une large marge de popularité. La possibilité de remplir automatiquement les champs de nom et de destinataire d'un message sortant en fonction du message entrant en appuyant sur un bouton est considérée comme acquise. Cependant, c'est le programme MSG Vital qui a présenté pour la première fois cette incroyable opportunité de «répondre» à une lettre en 1975; et elle faisait également partie de la suite logicielle Tenex.

Diverses tentatives de ce type ont nécessité l'introduction de normes. Et ce fut le premier, mais nullement le dernier cas, lorsque la communauté informatique en réseau a dû développer des normes avec le recul. Contrairement aux protocoles ARPANET de base, avant l'avènement de toutes les normes pour le courrier électronique dans la nature, il y avait déjà de nombreuses options. Inévitablement, des contradictions et des tensions politiques sont apparues, se concentrant sur les principaux documents décrivant la norme de messagerie électronique, RFC 680 et 720. En particulier, les utilisateurs d'OS autres que Tenex étaient ennuyés par le fait que les hypothèses rencontrées dans les propositions étaient liées aux fonctionnalités de Tenex. Le conflit n'a jamais trop éclaté - tous les utilisateurs d'ARPANET dans les années 1970 faisaient encore partie d'une communauté scientifique relativement petite, et les différences n'étaient pas si grandes. Cependant, c'était un exemple de batailles futures.

Le succès inattendu de l'e-mail a été l'événement le plus important dans le développement de la couche logicielle réseau dans les années 1970 - la couche la plus distraite des détails physiques du réseau. Dans le même temps, d'autres personnes ont décidé de redéfinir la couche fondamentale de «communication», dans laquelle les bits circulaient d'une machine à l'autre.

Aloha

En 1968, Norma Abramson est arrivée à l'Université d'Hawaï en Californie pour occuper le poste combiné de professeur de génie électrique et d'informatique. Son université avait un campus majeur à Oahu et un campus supplémentaire à Hilo, ainsi que plusieurs collèges communautaires et centres de recherche disséminés sur les îles d'Oahu, Kauai, Maui et Hawaï. Entre eux, il y avait des centaines de kilomètres d'eau et de terrain montagneux. Le puissant IBM 360/65 a travaillé sur le campus principal, cependant, commander à AT&T une ligne dédiée reliant le terminal situé dans l'un des collèges publics n'a pas été aussi facile que sur le continent.

Abramson était un expert des systèmes radar et de la théorie de l'information, et a déjà travaillé comme ingénieur chez Hughes Aircraft à Los Angeles. Et son nouvel environnement, avec tous ses problèmes physiques liés au transfert de données filaire, a inspiré Abramson à une nouvelle idée - et si la radio était un meilleur moyen de connecter des ordinateurs qu'un système téléphonique qui, après tout, était conçu pour transmettre la voix plutôt que des données?

Pour tester ses idées et créer un système appelé ALOHAnet, Abramson a reçu un financement de Bob Taylor de l'ARPA. Dans sa forme originale, ce n'était pas du tout un réseau informatique, mais un environnement de connexion de terminaux distants avec le seul système de partage de temps développé pour un ordinateur IBM situé sur le campus d'Oahu. Comme ARPANET, il disposait d'un mini-ordinateur dédié au traitement des paquets reçus et envoyés par la machine 360/65 - Menehune, l'équivalent hawaïen d'IMP. Cependant, ALOHAnet n'a pas compliqué sa vie en routant des paquets entre différents points, ce qui était utilisé dans ARPANET. Au lieu de cela, chaque terminal qui voulait envoyer un message l'envoyait simplement à l'antenne à une fréquence dédiée.


ALOHAnet entièrement déployé à la fin des années 1970, avec plusieurs ordinateurs sur le réseau

La manière d'ingénierie traditionnelle de traiter une telle bande de transmission commune était de la couper en sections avec séparation du temps ou des fréquences de diffusion, et d'attribuer une section à chaque terminal. Mais pour traiter les messages de centaines de terminaux selon un tel schéma, chacun d'entre eux devrait être limité à une petite fraction de la bande passante disponible, malgré le fait que seuls quelques-uns d'entre eux pourraient réellement être en mode de fonctionnement. Mais au lieu de cela, Abramson a décidé de ne pas empêcher les terminaux d'envoyer des messages en même temps. Si deux ou plusieurs messages se chevauchaient, l'ordinateur central l'a détecté grâce à des codes de correction d'erreur et n'a tout simplement pas accepté ces paquets. N'ayant pas reçu de confirmation de réception des paquets, les expéditeurs ont tenté de les renvoyer après un certain temps. Abramson a calculé qu'un protocole de travail aussi simple serait capable de prendre en charge jusqu'à plusieurs centaines de terminaux fonctionnant simultanément, et en raison de nombreux signaux qui se chevauchent, 15% de la bande passante serait utilisée. Cependant, selon ses calculs, il s'est avéré qu'avec une augmentation du réseau, l'ensemble du système tomberait dans un chaos de bruit.

Bureau du futur

Le concept d'Abramson de «diffusion par paquets» n'a pas fait de bruit au début. Mais elle est née de nouveau - quelques années plus tard, et déjà sur le continent. Cela était dû au nouveau Centre de recherche Palo Alto de Xerox (PARC), qui a ouvert ses portes en 1970 juste à côté de l'Université de Stanford, dans la zone qui était surnommée Silicon Valley peu de temps auparavant. Certains brevets de xérographie Xerox étaient sur le point d'expirer, de sorte que la société risquait de tomber dans le piège de son propre succès sans s'adapter en raison du refus ou de l'incapacité de faire prospérer la technologie informatique et les circuits intégrés. Jack Goldman, responsable de la recherche chez Xerox, a convaincu les grands patrons que le nouveau laboratoire - séparé de l'influence du siège social, installé dans un climat confortable, avec de bons salaires - attirera les talents nécessaires pour maintenir l'entreprise à la pointe du progrès tout en développant l'architecture de l'information du futur.

PARC a définitivement réussi à attirer les meilleurs talents du domaine de l'informatique, et pas seulement grâce aux conditions de travail et à un salaire généreux, mais aussi grâce à la présence de Robert Taylor, qui a lancé le projet ARPANET en 1966, à la tête du département informatique de l'ARPA. Robert Metcalf , un jeune ingénieur et informaticien colérique et ambitieux de Brooklyn, était l'un de ceux qui sont entrés au PARC en raison de ses liens avec l'ARPA. Il a rejoint le laboratoire en juin 1972 après un étudiant diplômé travaillant à temps partiel pour l'ARPA, inventant une interface pour connecter le MIT à un réseau. Installé au PARC, il est toujours resté un «intermédiaire» d'ARPANET - il a voyagé à travers le pays, a aidé à connecter de nouveaux points au réseau et a également préparé la présentation de l'ARPA à la conférence internationale de 1972 sur les communications informatiques.

Parmi les projets en cours au PARC au moment où Metcalf est arrivé, il y avait le plan proposé par Taylor pour connecter des dizaines, voire des centaines de petits ordinateurs au réseau. Année après année, le coût et la taille des ordinateurs ont chuté, obéissant à la volonté indomptable de Gordon Moore . En regardant vers l'avenir, les ingénieurs de PARC prévoyaient que dans un avenir pas trop lointain, chaque employé de bureau aurait son propre ordinateur. Dans le cadre de cette idée, ils ont développé et créé l'ordinateur personnel Alto, dont des copies ont été distribuées à chaque chercheur du laboratoire. Taylor, qui au cours des cinq dernières années n'a fait que renforcer sa croyance en l'utilité d'un réseau informatique, a également voulu relier tous ces ordinateurs.


Alto. L'ordinateur lui-même est situé en dessous, dans une armoire de la taille d'un mini-réfrigérateur.

En arrivant au PARC, Metcalf a pris la tâche de connecter le clone PDP-10 appartenant au laboratoire à ARPANET, et a rapidement acquis une réputation de «networker». Alors, quand Taylor avait besoin d'un réseau d'Alto, ses assistants se sont tournés vers Metcalf. Comme les ordinateurs dans ARPANET, les ordinateurs Alto dans PARC n'avaient pratiquement rien à se dire. Par conséquent, une application intéressante du réseau est redevenue la tâche de réaliser la communication des personnes - dans ce cas, sous la forme de mots et d'images imprimés par un laser.

L'idée clé de l'imprimante laser n'est pas apparue dans le PARC, mais sur la rive est, dans le laboratoire Xerox d'origine à Webster, New York. Le physicien local Gary Starkuezer a prouvé qu'un faisceau laser cohérent peut être utilisé pour désactiver la charge électrique d'un tambour xérographique, tout comme la lumière diffusée utilisée dans une photocopie avant ce moment. Le faisceau, étant correctement modulé, peut dessiner une image de détails arbitraires sur le tambour, qui peut ensuite être transférée sur du papier (car seules les parties non chargées du toner de capture du tambour). Une telle machine contrôlée par ordinateur sera capable de produire n'importe quelle combinaison d'images et de texte qui viennent à la tête d'une personne, et pas seulement de reproduire des documents existants, comme un photocopieur. Cependant, les idées folles de Starkweather n'ont reçu le soutien ni de ses collègues ni de ses supérieurs de Webster, alors il a été transféré au PARC en 1971, où il a rencontré un public beaucoup plus intéressé. La capacité de l'imprimante laser à afficher des images arbitraires point par point en a fait un partenaire idéal pour la station de travail Alto, avec ses graphiques monochromes pixel. À l'aide d'une imprimante laser, un demi-million de pixels sur l'écran d'un utilisateur peuvent être directement imprimés sur du papier avec une clarté parfaite.


Bitmap sur Alto. Personne n'a jamais rien vu de tel sur des écrans d'ordinateur auparavant.

En environ un an, avec l'aide de quelques autres ingénieurs de PARC, Starkuezer a éliminé les principaux problèmes techniques et a construit un prototype fonctionnel d'une imprimante laser sur le cheval de labour Xerox 7000. Il a produit des pages à la même vitesse - en morceaux par seconde - et avec une résolution de 500 points par pouce. Un générateur de caractères intégré dans le texte imprimé de l'imprimante avec des polices prédéfinies. Les images arbitraires (autres que celles pouvant être créées à partir de polices) n'étaient pas encore prises en charge, de sorte que le réseau n'avait pas besoin de transmettre 25 millions de bits par seconde pour l'imprimante.Néanmoins, afin d'occuper pleinement l'imprimante, cela nécessiterait une bande passante réseau incroyable pour ces périodes - où 50 000 bits par seconde étaient la limite d'ARPANET.


Imprimante laser PARC de deuxième génération, Douvres (1976)

Réseau Alto Aloha

? ALOHAnet – , . , , ARPA, , ALOHAnet. , , . – , , , , , , – 90%, 15%, . , , ALOHAnet , , .

Metcalf a d'abord décrit son plan de mise en œuvre de la diffusion de paquets dans PARC comme le «réseau ALTO ALOHA». Puis, dans un mémorandum daté de mai 1973, il le renomma Ether Ether, en faisant référence à l'éther luminifère, une idée physique du XIXe siècle sur une substance qui transporte le rayonnement électromagnétique. «Cela contribuera à étendre le réseau», a-t-il écrit, «et qui sait quelles autres méthodes de transmission du signal s'avéreront meilleures que le câble pour un réseau de diffusion; ce sera peut-être des ondes radio, des fils de téléphone, ou de l'électricité, ou de la télévision par câble avec multiplexage de fréquence, ou des micro-ondes, ou des combinaisons de ceux-ci. »


Croquis d'un mémorandum Metcalf de 1973

1973 PARC, , . , ALOHA, , Menehune. , . , – PARC , – .


, 1980-, , 3Com Ethernet

1974 - – Alto, , , Ethernet . , , Alto, . PARC Ethernet Alto, , , ; , – , .

Parallèlement aux développements pour Alto, un autre projet de PARC a tenté de pousser les ressources partageant des idées dans une nouvelle direction. Le PARC Online Office System (POLOS), conçu et mis en œuvre par Bill English et d'autres fugitifs du projet Online System (NLS) de Doug Engelbart au Stanford Research Institute, consistait en un réseau de micro-ordinateurs Data General Nova. Mais au lieu de consacrer chaque machine individuelle aux besoins spécifiques des utilisateurs, chez POLOS, le travail a été transféré entre eux pour servir les intérêts du système dans son ensemble de la manière la plus efficace. Une machine pourrait générer des images pour les écrans des utilisateurs, une autre pourrait gérer le trafic ARPANET et la troisième avec des traitements de texte. Mais la complexité et les coûts de coordination de cette approche étaient excessifs et le système s'est effondré sous son propre poids.

Pendant ce temps, rien d'autre ne montrait le rejet émotionnel de Taylor d'une approche de partage des ressources mieux que son acceptation du projet Alto. Alan Kay, Butler Lampson et d'autres auteurs d'Alto ont apporté toute la puissance de calcul dont l'utilisateur pourrait avoir besoin à son ordinateur indépendant sur la table, qu'il n'aurait dû partager avec personne. La fonction du réseau n'était pas de fournir un accès à un ensemble diversifié de ressources informatiques, mais d'envoyer des messages entre ces îles indépendantes ou de les stocker sur une rive éloignée - pour l'impression ou l'archivage à long terme.

Bien que le courrier électronique et ALOHA aient été développés sous les auspices de l'ARPA, l'avènement d'Ethernet a été l'un des nombreux signes qui sont apparus dans les années 1970 que les réseaux informatiques sont devenus trop vastes et variés pour qu'une seule entreprise domine ce domaine, et nous suivre dans l'article suivant.

Quoi d'autre à lire

• Michael Hiltzik, Dealers of Lightning (1999)
• James Pelty, L'histoire des communications informatiques, 1968-1988 (2007) [http://www.historyofcomputercommunications.info/]
• M. Mitchell Waldrop, La machine à rêver (2001)