Sejarah Internet: ARPANET - Subnet

Dengan bantuan ARPANET, Robert Taylor dan Larry Roberts akan menyatukan banyak lembaga penelitian yang berbeda, yang masing-masing memiliki komputer sendiri, untuk perangkat lunak dan perangkat keras yang menjadi tanggung jawabnya sepenuhnya. Namun, perangkat lunak dan perangkat keras dari jaringan itu sendiri terletak di wilayah tengah yang berkabut, dan bukan milik tempat-tempat ini. Dalam periode dari 1967 hingga 1968, Roberts, kepala proyek jaringan dari Kantor Teknologi Pemrosesan Informasi (IPTO), adalah untuk menentukan siapa yang harus membangun dan memelihara jaringan, dan di mana batas-batas antara jaringan dan lembaga harus berada.

Skeptis

Masalah penataan jaringan setidaknya sama politisnya dengan teknis. Pengawas penelitian ARPA umumnya tidak menyetujui gagasan ARPANET. Beberapa telah dengan jelas menunjukkan kurangnya keinginan untuk bergabung dengan jaringan kapan saja; sedikit dari mereka yang antusias. Setiap pusat harus melakukan upaya serius untuk memungkinkan orang lain menggunakan komputer mereka yang sangat mahal dan sangat langka. Penyediaan akses tersebut menunjukkan kekurangan yang jelas (kehilangan sumber daya yang berharga), sementara potensi keuntungannya tetap kabur dan tidak jelas.

Skeptisisme yang sama tentang berbagi sumber daya dibanjiri oleh proyek jaringan University of California Los Angeles beberapa tahun yang lalu. Namun, dalam kasus ini, ARPA memiliki leverage yang lebih besar, karena ARPA langsung membayar semua sumber daya komputer yang berharga ini, dan terus mempertahankan semua aliran kas dari program penelitian terkait. Dan meskipun tidak ada ancaman langsung yang dibuat, tidak ada "bukan itu" diumumkan, situasinya sangat jelas - dengan satu atau lain cara, tetapi ARPA akan membangun jaringannya untuk menggabungkan mesin-mesin yang, dalam praktiknya, masih miliknya.

Momen ini telah matang pada pertemuan para pemimpin ilmiah di Ett Arbor di Michigan, pada musim semi 1967. Roberts mempresentasikan rencananya untuk menciptakan jaringan yang menghubungkan berbagai komputer di masing-masing pusat. Dia mengumumkan bahwa setiap pemimpin akan menyediakan komputer lokal dengan perangkat lunak jaringan khusus yang akan dia gunakan untuk memanggil komputer lain melalui jaringan telepon (ini sebelum Roberts tahu tentang ide pengalihan paket ). Jawabannya adalah kontroversi dan ketakutan. Di antara yang paling tidak cenderung menerapkan gagasan ini adalah pusat terbesar di mana proyek-proyek besar yang disponsori oleh IPTO telah bekerja, di antaranya yang utama adalah MIT. Para peneliti dari MIT, bermandikan uang yang diterima untuk mengembangkan sistem pembagian waktu Proyek MAC dan laboratorium kecerdasan buatan, tidak melihat adanya keuntungan bagi diri mereka sendiri dalam berbagi sumber daya yang memang layak mereka dapatkan dengan orang-orang jahat dari barat.

Dan, terlepas dari status mereka, masing-masing pusat menghargai gagasannya sendiri. Masing-masing memiliki program dan peralatan unik mereka sendiri, dan sulit untuk memahami bagaimana mereka dapat mengelola untuk setidaknya membangun hubungan paling sederhana satu sama lain, belum lagi kolaborasi nyata. Hanya menulis dan menjalankan program jaringan untuk mesin mereka akan menghabiskan banyak waktu dan sumber daya komputasi dari mereka.

Ironis, tetapi secara mengejutkan tepat adalah kenyataan bahwa solusi untuk masalah-masalah sosial dan teknis ini, yang diadopsi oleh Roberts, datang dari Wes Clark, seorang pria yang tidak suka berbagi waktu dan jaringan. Clark, seorang pendukung ide aneh untuk memberikan komputer pribadi kepada setiap orang, sama sekali tidak akan berbagi sumber daya komputer dengan siapa pun, dan menjaga kampusnya sendiri, Universitas Washington di St. Louis, jauh dari jaringan ARPANET selama bertahun-tahun. Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa dialah yang mengembangkan proyek jaringan, yang tidak menambah beban yang signifikan pada sumber daya komputasi masing-masing pusat, dan tidak mengharuskan masing-masing dari mereka untuk menghabiskan energi untuk membuat perangkat lunak khusus.

Clark menyarankan untuk menempatkan di setiap pusat komputer mini yang memproses semua fungsi yang berhubungan langsung dengan jaringan. Setiap pusat hanya perlu mengetahui bagaimana menghubungkan ke asisten lokal (yang kemudian disebut prosesor pesan antarmuka, atau IMP ), yang kemudian mengirim pesan di sepanjang rute yang diinginkan sehingga mencapai IMP yang sesuai di lokasi penerima. Intinya, ia menyarankan agar ARPA mendistribusikan komputer gratis tambahan ke setiap pusat yang akan mengambil alih sebagian besar sumber daya jaringan. Pada saat komputer masih langka dan sangat mahal, proposal ini kurang ajar. Namun, saat itu komputer mini mulai muncul, hanya berharga beberapa puluh ribu dolar, bukannya beberapa ratus, dan sebagai hasilnya, proposal tersebut pada prinsipnya layak (pada akhirnya, setiap IMP berharga $ 45.000, atau sekitar $ 314.000 pada uang saat ini).

Pendekatan IMP, yang mengurangi kekhawatiran para pemimpin akademis tentang beban jaringan pada daya komputasi mereka, juga membahas masalah politik lainnya, ARPA. Tidak seperti proyek agensi lain pada waktu itu, jaringan itu tidak terbatas pada pusat penelitian tunggal di mana ia akan dipimpin oleh satu kepala. Dan ARPA sendiri tidak memiliki kemampuan untuk secara mandiri langsung membuat dan mengelola proyek teknis skala besar. Dia harus menyewa perusahaan pihak ketiga untuk ini. Kehadiran IMP membuat batas tanggung jawab yang jelas antara jaringan yang dikendalikan oleh agen eksternal dan komputer dengan kontrol lokal. Kontraktor akan mengendalikan IMP dan semua yang ada di antaranya, dan pusat akan tetap bertanggung jawab atas perangkat keras dan lunak di komputer mereka sendiri.

IMP

Setelah itu, Roberts perlu memilih kontraktor ini. Pendekatan kuno Liklider dalam menarik tawaran dari seorang peneliti tercinta secara langsung tidak cocok dalam kasus ini. Proyek ini harus disiapkan untuk pelelangan umum, seperti kontrak pemerintah lainnya.

Hanya pada bulan Juli 1968, Roberts dapat menyelesaikan rincian akhir penawaran. Sekitar enam bulan telah berlalu sejak kepingan teknis terakhir teka-teki itu diberlakukan, ketika pada sebuah konferensi di Gatlinburg mereka berbicara tentang sistem packet switching. Dua pembuat komputer terbesar, Control Data Corporation (CDC) dan International Business Machines (IBM), segera menolak untuk berpartisipasi karena mereka tidak memiliki komputer mini murah yang cocok untuk peran IMP.


Honeywell DDP-516

Di antara peserta yang tersisa, mayoritas memilih DDP-516 baru Honeywell, meskipun beberapa cenderung mendukung Digital PDP-8 . Opsi Honeywell sangat menarik karena memiliki antarmuka I / O yang dirancang khusus untuk sistem waktu-nyata untuk aplikasi seperti kontrol unit industri. Untuk komunikasi, tentu saja, akurasi yang tepat juga diperlukan - jika komputer melewatkan pesan masuk saat sedang sibuk dengan pekerjaan lain, tidak ada kesempatan kedua untuk menangkapnya.

Menjelang akhir tahun, dengan serius mempertimbangkan pencalonan Raytheon, Roberts mempercayakan tugas ini kepada perusahaan Cambridge yang sedang tumbuh yang didirikan oleh Bolt, Beranek, dan Newman. Pohon keluarga komputasi interaktif pada waktu itu sangat tumbuh ke dalam, dan Roberts dapat disalahkan untuk nepotisme karena memilih BBN. Liklider membawa komputasi interaktif ke BBN sebelum menjadi direktur pertama IPTO, menabur benih-benih jaringan intergalaksi, dan mendidik orang-orang seperti Roberts. Tanpa pengaruh Lika, ARPA dan BBN tidak akan tertarik atau dapat melayani proyek ARPANET. Selain itu, bagian penting dari tim yang dikumpulkan oleh BBN untuk membuat jaringan berbasis IMP datang langsung atau tidak langsung dari laboratorium Lincoln: Frank Hart (pemimpin tim), Dave Walden, Will Crowther dan Ornstein Utara. Di laboratorium itulah Roberts sendiri bersekolah di sekolah pascasarjana, dan di sanalah tabrakan Lick yang tidak sengaja dengan Wes Clark membangkitkan minatnya pada komputer interaktif.

Tetapi, meskipun situasi ini mungkin terlihat seperti konspirasi, sebenarnya tim BBN juga beradaptasi dengan baik untuk bekerja secara real time, seperti Honeywell 516. Di Lincoln, mereka bekerja pada komputer yang terhubung ke sistem radar - ini adalah contoh lain dari aplikasi di mana data tidak akan menunggu sampai komputer siap. Hart, misalnya, bekerja di komputer Whirlwind sebagai mahasiswa pada 1950-an, bergabung dengan proyek SAGE, dan menghabiskan total 15 tahun di laboratorium Lincoln. Ornstein bekerja pada protokol silang SAGE, yang mentransmisikan data pelacakan radar dari satu komputer ke komputer lain, dan kemudian pada Wes Clark's LINC, sebuah komputer yang dirancang untuk membantu para ilmuwan di lab secara langsung dengan bekerja dengan data online. Crowther, sekarang terkenal sebagai penulis game berbasis teks Colossal Cave Adventure , menghabiskan sepuluh tahun menciptakan sistem waktu-nyata, termasuk terminal eksperimental Lincoln, stasiun komunikasi satelit bergerak dengan komputer kecil yang mengendalikan antena dan memproses sinyal yang masuk.


Tim IMP di BBN. Frank Hart adalah pria paruh baya. Ornstein berdiri di tepi kanan, di sebelah Crowther.

IMP bertanggung jawab untuk memahami dan mengelola perutean dan mengirimkan pesan dari satu komputer ke komputer lainnya. Komputer dapat mengirim hingga 8000 byte sekaligus ke IMP lokal, bersama dengan alamat penerima. IMP kemudian mengiris pesan menjadi paket yang lebih kecil yang secara independen dikirim ke IMP target melalui saluran yang mendukung 50 kbps yang disewa dari AT&T. IMP penerima mengumpulkan pesan dalam beberapa bagian dan mengirimkannya ke komputernya. Setiap IMP menyimpan tabel di mana ia dilacak yang mana dari tetangganya memiliki rute tercepat untuk mencapai tujuan yang mungkin. Itu diperbarui secara dinamis berdasarkan informasi yang diterima dari tetangga ini, termasuk informasi bahwa tetangga tidak tersedia (dalam hal keterlambatan pengiriman ke arah ini dianggap tak terbatas). Untuk memenuhi persyaratan kecepatan dan throughput yang diajukan oleh Roberts untuk semua proses pemrosesan ini, tim Hart menciptakan kode di tingkat karya seni. Seluruh program pemrosesan untuk IMP hanya membutuhkan 12.000 byte; bagian yang terlibat dalam tabel routing hanya menempati 300.

Tim juga mengambil beberapa tindakan pencegahan, mengingat tidak praktis untuk menetapkan tim pendukung untuk setiap IMP di lapangan.

Pertama, mereka melengkapi setiap komputer dengan perangkat untuk pemantauan dan kontrol jarak jauh. Selain restart otomatis yang dimulai setelah setiap pemadaman listrik, IMP diprogram untuk dapat me-restart tetangga dengan mengirimkan kepada mereka versi baru dari perangkat lunak operasi. Untuk membantu debugging dan analisis, IMP dapat, sesuai perintah, mulai menampilkan statusnya saat ini secara berkala. Juga, IMP melampirkan bagian untuk setiap paket untuk melacaknya, yang memungkinkan untuk menulis log kerja yang lebih rinci. Dengan semua kemungkinan ini, banyak masalah dapat diselesaikan langsung dari kantor BBN, yang berfungsi sebagai pusat kontrol, dari mana orang dapat melihat status seluruh jaringan.

Kedua, mereka meminta Honeywell untuk versi militer dari komputer 516, dilengkapi dengan kasing tebal yang melindunginya dari getaran dan ancaman lainnya. BBN pada dasarnya ingin menjadikannya tanda “menjauh” untuk mahasiswa pascasarjana yang penasaran, tetapi tidak ada yang begitu jelas untuk menarik garis antara komputer lokal dan subnet yang dikendalikan BBN seperti korps lapis baja ini.

Lemari yang diperkuat pertama tentang ukuran kulkas tiba di Universitas California di Los Angeles (UCLA) pada 30 Agustus 1969, hanya 8 bulan setelah BBN menerima kontraknya.

Tuan rumah

Roberts memutuskan untuk memulai jaringan dengan empat host - selain UCLA, IMP akan dipasang di dekat pantai di Universitas California, Santa Barbara (UCSB), yang lain di Stanford Research Institute (SRI) di California utara, dan yang terakhir di Universitas Utah. Semua ini adalah institusi kelas dua dari Pantai Barat, yang entah bagaimana berusaha membuktikan diri di bidang komputasi ilmiah. Ikatan keluarga terus bekerja karena dua pengawas, Len Kleinrock dari UCLA dan Ivan Sutherland dari Universitas Utah, juga kolega lama Roberts di laboratorium Lincoln.

Roberts memberi dua host tambahan fitur terkait jaringan. Dag Englebart dari SRI pada tahun 1967 pada pertemuan para pemimpin secara sukarela untuk meningkatkan pusat informasi jaringan. Dengan menggunakan sistem pencarian informasi canggih di SRI, ia akan membuat direktori telepon ARPANET: kumpulan informasi yang diurutkan tentang semua sumber daya yang tersedia di berbagai node, dan memberikan akses ke semua peserta jaringan. Berdasarkan pengalaman Kleinrock dalam analisis lalu lintas jaringan, Roberts telah menunjuk UCLA sebagai Network Activity Measurement Center (NMC). Untuk Kleinrock dan UCLA, ARPANET tidak hanya menjadi alat praktis, tetapi juga sebuah eksperimen, data yang darinya dapat diekstraksi dan dirangkum untuk menerapkan pengetahuan yang diperoleh untuk meningkatkan desain jaringan dan para pengikutnya.

Tetapi yang lebih penting untuk pengembangan ARPANET daripada kedua penunjukan ini, telah menjadi komunitas mahasiswa pascasarjana yang lebih informal dan tidak jelas yang disebut "Kelompok Kerja Jaringan" (NWG). Subnet dari IMP memungkinkan semua host di jaringan untuk secara andal mengirimkan pesan ke yang lain; Tujuan NWG adalah untuk mengembangkan bahasa umum atau serangkaian bahasa yang dapat digunakan oleh host untuk berkomunikasi. Mereka menyebut mereka "protokol host." Nama "protokol", yang dipinjam dari para diplomat, pertama kali diterapkan pada jaringan pada tahun 1965 oleh Roberts dan Tom Marill untuk menggambarkan format data dan langkah-langkah algoritmik yang menentukan bagaimana dua komputer berkomunikasi satu sama lain.

NWG, di bawah bimbingan informal tetapi faktual dari Steve Crocker dari UCLA, mulai bertemu secara teratur pada musim semi 1969, sekitar enam bulan sebelum IMP pertama. Crocker lahir dan besar di daerah Los Angeles, bersekolah di Van Nice School, seusia dengan dua rekan NWG di masa depan, Wint Cerf dan John Postel. Untuk merekam hasil beberapa pertemuan grup, Crocker mengembangkan salah satu landasan budaya ARPANET (dan Internet masa depan), meminta komentar [ RFC ]. RFC 1-nya, yang diterbitkan 7 April 1969, dan didistribusikan ke semua node ARPANET di masa depan melalui surat klasik, mengumpulkan diskusi awal grup tentang merancang perangkat lunak untuk protokol host. Di RFC 3, Crocker menjelaskan proses merancang semua RFC masa depan dengan sangat samar:

Komentar lebih baik dikirim tepat waktu daripada sempurna. Pendapat filosofis diterima tanpa contoh atau spesifik lainnya, proposal tertentu atau teknologi implementasi tanpa deskripsi pengantar atau penjelasan kontekstual, pertanyaan spesifik tanpa mencoba menjawabnya. Panjang minimum untuk catatan dari NWG adalah satu kalimat. Kami berharap dapat memfasilitasi pertukaran pandangan dan diskusi tentang ide-ide informal.

Seperti permintaan kutip (RFQ), metode standar meminta penawaran untuk kontrak pemerintah, RFC menyambut reaksi apa pun, tetapi, tidak seperti RFQ, ia juga diundang untuk berdialog. Setiap komunitas NWG yang didistribusikan dapat mengirimkan RFC, dan menggunakan kesempatan ini untuk berdebat, mengajukan pertanyaan, atau mengkritik kalimat sebelumnya. Tentu saja, seperti di komunitas mana pun, beberapa pendapat diletakkan di atas yang lain dan pada masa-masa awal pendapat Crocker dan kelompok rekan utamanya menikmati otoritas besar. Pada Juli 1971, Crocker meninggalkan UCLA, saat masih menjadi mahasiswa pascasarjana, untuk menjadi manajer program di IPTO. Setelah memiliki pada dana bantuan penelitian utama dari ARPA, ia, secara sukarela atau tidak, memiliki pengaruh yang tak terbantahkan.


John Postel, Steve Crocker dan Vint Cerf adalah teman sekelas dan rekan NWG; tahun kemudian

Rencana NWG asli melibatkan pengenalan dua protokol. Login jarak jauh (telnet) memungkinkan satu komputer berfungsi sebagai terminal yang terhubung ke sistem operasi yang lain, menyebarkan lingkungan interaktif dari setiap sistem yang termasuk dalam ARPANET dengan pembagian waktu ribuan kilometer, kepada pengguna jaringan mana pun. Protokol transfer file FTP memungkinkan satu komputer untuk mentransfer file, misalnya, program atau kumpulan data yang bermanfaat, ke atau dari penyimpanan sistem lain. Namun, atas desakan Roberts, NWG menambahkan protokol dasar ketiga untuk keduanya, membangun koneksi dasar antara dua host. Itu disebut program manajemen jaringan (NCP). Sekarang jaringan memiliki tiga tingkat abstraksi - subnet paket yang dikendalikan oleh IMP di bagian bawah, komunikasi host yang disediakan oleh NCP di tengah, dan protokol aplikasi (FTP dan telnet) di atas.

Kegagalan?

Hanya pada bulan Agustus 1971, NCP sepenuhnya didefinisikan dan diimplementasikan di seluruh jaringan, yang pada saat itu terdiri dari lima belas node. Implementasi protokol telnet segera menyusul, dan definisi stabil pertama FTP muncul setahun kemudian, pada musim panas 1972. Jika Anda mengevaluasi keadaan ARPANET untuk periode itu, beberapa tahun setelah diluncurkan pertama kali, itu dapat dianggap sebagai kegagalan dibandingkan dengan mimpi berbagi sumber daya yang dibayangkan Liklider dan mempraktikkan anak didiknya, Robert Taylor.

Sebagai permulaan, sulit untuk mengetahui sumber daya apa yang ada di jaringan yang dapat Anda gunakan. Pusat informasi jaringan menggunakan model partisipasi sukarela - setiap node itu sendiri harus menyediakan informasi terbaru tentang ketersediaan data dan program. Dan meskipun setiap orang akan mendapat manfaat dari tindakan tersebut, setiap situs individu tidak memiliki motivasi yang kuat untuk mengiklankan sumber dayanya dan memberikan akses kepada mereka, belum lagi menyediakan dokumentasi atau konsultasi yang relevan. Oleh karena itu, NIC gagal menjadi direktori jaringan. Mungkin fungsinya yang paling penting di tahun-tahun awal adalah untuk menjadi tuan rumah set RFC yang terus berkembang.

Bahkan jika, katakanlah, Alice dari UCLA tahu tentang ketersediaan sumber daya yang berguna di MIT, kendala yang lebih serius muncul. Telnet mengizinkan Alice ke layar login di MIT, tetapi tidak lebih lanjut. Agar Alice benar-benar mendapatkan akses ke beberapa program di MIT, ia pertama-tama harus membuat perjanjian dengan MIT offline sehingga mereka mendaftar untuk akunnya di komputer mereka, yang biasanya mengharuskan mengisi formulir kertas di kedua lembaga dan perjanjian pembiayaan untuk membayar penggunaan sumber daya komputer MIT. Dan karena ketidakcocokan antara perangkat keras dan perangkat lunak sistem antara node, transfer file sering tidak masuk akal, karena Anda tidak dapat menjalankan program dari komputer jarak jauh sendiri.

Ironisnya, keberhasilan berbagi sumber daya yang paling signifikan tidak terletak pada bidang pembagian waktu interaktif tempat ARPANET dibuat, tetapi di bidang pemrosesan data non-interaktif kuno. UCLA menambahkan mesin IBM 360/91 yang tidak digunakan untuk pemrosesan batch data ke jaringan, dan memberikan konsultasi telepon untuk mendukung pengguna jarak jauh, yang membawa pendapatan signifikan ke pusat komputer. ILLIAC IV yang disponsori ARPA dari University of Illinois dan Datacomputer di Computer Corporation of America di Cambridge juga menemukan pelanggan jarak jauh melalui ARPANET.

Tetapi semua proyek ini tidak mendekati penggunaan penuh jaringan. Pada musim gugur 1971, memiliki 15 host online, jaringan secara keseluruhan ditransmisikan melalui setiap node rata-rata 45 juta bit, atau 520 bit / s, dari garis yang disewa dari AT&T dengan throughput 50.000 bit / s. Selain itu, sebagian besar lalu lintas ini adalah uji lalu lintas dan dihasilkan oleh pusat pengukuran jaringan dari UCLA. Selain antusiasme dari beberapa pengguna pertama (misalnya, Steve Cara, yang menggunakan PDP-10 setiap hari di University of Utah dari Palo Alto), sedikit yang terjadi di ARPANET. Dari sudut pandang modern, mungkin peristiwa yang paling menarik adalah peluncuran perpustakaan digital Proyek Guttenberg pada bulan Desember 1971, yang diselenggarakan oleh Michael Hart, seorang mahasiswa di Universitas Illinois.

Tapi segera ARPANET menyelamatkan protokol aplikasi ketiga dari tuduhan pembusukan - hal kecil yang disebut email.

Apa lagi yang harus dibaca

• Janet Abbate, Inventing the Internet (1999);
Katie Hafner dan Matthew Lyon, Di mana Para Penyihir Tetap Terlambat: Asal-usul Internet (1996)