Como nasceu a infraestrutura da Internet

Agora, na parte habitável do planeta, quase não há pontos em que não há um, mesmo a maneira mais empolgante de se conectar à Internet. E isso não é sobre os dispositivos finais dos usuários, mas sobre o fato de quase todo o mundo estar enredado em linhas de comunicação e, onde não há possibilidade de colocar um cabo, os satélites vêm em socorro.
Mas Moscou não construiu imediatamente, e o idioma nem sempre trouxe para Kiev. A história da formação da World Wide Web, iniciada há mais de meio século, é multifacetada e interessante. Decidimos continuar nossa história sobre o desenvolvimento da Internet, e hoje queremos entender, após décadas, exatamente como ocorreu a formação da infraestrutura, como algumas tecnologias foram substituídas por outras e o mundo das telecomunicações se tornou o que conhecemos hoje.




Em termos de informação, o século XX pode muito bem ser definido como a época em que as pessoas aprenderam a transmitir dados de uma fonte para milhões de dispositivos remotos. A fonte eram emissoras de rádio e televisão, e todos os destinatários tinham acesso a um rádio ou televisão.

Ao mesmo tempo, as redes telefônicas estavam se desenvolvendo ativamente. Em meados do século 20, quase qualquer pessoa podia ligar facilmente para qualquer lugar de sua cidade ou país, e as empresas podiam coletar conferências telefônicas para vários assinantes ao mesmo tempo.

No entanto, esses métodos de comunicação apresentavam falhas muito sérias. Por exemplo, no caso das transmissões de televisão e rádio, as pessoas comuns não podiam filtrar e modificar o conteúdo recebido, ou seja, a comunicação com a mídia era realizada unilateralmente. Em outras palavras, a idéia do surgimento de uma maneira fundamentalmente nova de comunicação entre pessoas que permitiria enviar e receber mensagens instantâneas, sem restrições para pesquisar e disseminar informações e determinar de forma independente o método de recebimento, já estava no ar.

Anos 60: pré-requisitos para o advento da Internet e da ARPANET


Como muitas outras tecnologias avançadas, a Internet em sua forma primária se originou na sede militar da América. A Guerra Fria ameaçou os Estados Unidos com muitos problemas, incluindo o lançamento de mísseis nucleares intercontinentais. A tecnologia soviética inspirou medo e reverência, e o lançamento da primeira aeronave autônoma em 1957 não só deu ao mundo de língua inglesa o neologismo “sputnik”, mas também forçou a indústria de defesa a trabalhar à frente da curva.
Uma conseqüência desse trabalho foi a criação do ARPA, uma agência de projetos de pesquisa promissores. A agência era competente para desenvolver tecnologias que pudessem dar aos Estados Unidos uma vantagem significativa na Guerra Fria e liderar a corrida armamentista e, no caso de um confronto aberto, ajudar a proteger o país.



Em 1962, a agência formou as primeiras teses sobre um determinado sistema de rede interconectado, que J.K.R. Um líder do Instituto de Tecnologia de Massachusetts chamou a "rede galáctica". Em resumo, a rede galáctica assumiu acesso instantâneo a qualquer informação em formato eletrônico, localizada em muitos computadores mutuamente remotos. Agora era necessário entender exatamente como esses computadores seriam conectados.


/ J.K.R. Liklider, gênio, inovador e padrinho da Internet

Ao mesmo tempo, graças aos estudos da Força Aérea dos EUA encomendados para determinar como as forças armadas podem manter o comando no caso de um ataque nuclear, outro tijolo da futura Internet foi adicionado à "rede galáctica": tecnologia de comutação de pacotes.

A idéia da troca de pacotes é que um pacote de dados contendo informações sobre a origem e o destino final da “viagem” possa ser enviado de um local para outro. Se o pacote for perdido em alguma parte do caminho, o remetente poderá enviá-lo facilmente novamente. Para as redes telefônicas da época, esse foi um achado extremamente útil.

Como os Estados Unidos precisavam construir um modelo de comando descentralizado, no qual, independentemente do grau de dano causado pelo inimigo, a aeronave não perderia o controle de suas próprias armas, aeronaves e bombardeiros e poderia continuar a defender, a introdução da tecnologia de comutação de pacotes resolveu esse problema.

Em 1968, começou a construção da ARPANET, a rede predecessora da Internet moderna, destinada a se tornar um trampolim para a execução das muitas tecnologias que usamos até hoje, nos Estados Unidos.

Em 29 de outubro de 1969, ocorreu a primeira sessão de comunicação bem-sucedida entre dois computadores. O primeiro foi em Massachusetts, o segundo na Califórnia, ambos pertencentes a universidades técnicas locais. A distância entre os computadores era de cerca de 640 km.
Às 21:00, horário local, Charlie Klein tentou se conectar ao computador de Stanford e transmitir 5 caracteres, a palavra "LOGIN", mas a rede foi cortada e apenas os dois primeiros caracteres foram inseridos. Às 22:30, a conexão foi restaurada e a segunda tentativa foi bem-sucedida. A propósito, o sucesso da transferência foi registrado durante uma conversa telefônica direta com Bill Duvall. Na terceira tentativa, todos os caracteres da palavra foram recebidos e a Internet, pode-se dizer, finalmente "nasceu".

O experimento mostrou que os computadores não apenas podem estar fisicamente conectados entre si, mas também são capazes de trocar dados e programas. No entanto, o método de comunicação usando uma rede telefônica de baixa velocidade já não podia ser considerado confiável e aceitável.

O ARPANET foi construído com base em quatro minicomputadores Honeywell DP-516 equipados com 24 kbytes de RAM e localizados nas universidades de Santa Barbara, Los Angeles, Stanford e Utah. Os dados foram transmitidos em velocidades de até 56 Kbps.


/ DDP-516


/ Um dos primeiros IMPs a atuar como roteadores e usado pela ARPANET do final dos anos 60 a 1989

A equipe do IMP se autodenomina "Pessoal do IMP".


/ Equipe do IMP (da esquerda para a direita): Trutt Thatch, Bill Bartell, Dave Walden, Jim Geisman, Robert Kahn, Frank Hart, Ben Barker, Marty Thorpe, Will Crowther e North Ornstein. Bernie Cozella não está na foto.

Anos 70: crescimento explosivo da Internet



/ ARPANET Logic, março de 1977

Em 1971, o número de computadores conectados à ARPANET havia crescido quase 6 vezes: agora a rede era baseada em 23 hosts. As pessoas pisavam em terras novas, ainda inexploradas, e cada novo passo era uma inovação. Assim, nos primeiros dias da ARPANET, o protocolo NCP, Network Control Protocol, foi inventado e implementado. No entanto, outra invenção se tornou, como agora é comumente chamada, um recurso matador da Internet: o email.

Por volta de 1972, Ray Tomlinson, funcionário da BBN, desenvolveu o primeiro software para enviar e ler mensagens dentro da ARPANET. Este é o primeiro aplicativo, muito rude e inconveniente para os padrões modernos, estabelecido ainda outro componente, sem o qual a Internet moderna é impensável: a interação não apenas dos computadores, mas também das pessoas por trás deles.
Falando em comunicação: o primeiro protocolo de comunicação, o NCP, trabalhava apenas com os computadores específicos para os quais foi criado. Imagine que agora, tendo acessado a Internet a partir do seu iPhone, você só pode se comunicar com os proprietários da tecnologia Apple. Além disso, o NCP poderia servir, na melhor das hipóteses, várias dezenas de computadores, enquanto centenas de usuários desejavam ingressar na ARPANET. Esse foi o ímpeto para o desenvolvimento de um protocolo mais universal e perfeito, que, como você deve ter adivinhado, era o TCP / IP da autoria de Wint Cerf e Bob Kahn. Já em 1974, a necessidade de NCP desapareceu por si só, e a maioria dos clientes da ARPANET começou a usar TCP / IP.

No entanto, entusiastas dos Estados Unidos acabaram se aglomerando em seu país de origem. Era necessário expandir os horizontes da comunicação e estabelecer comunicação com os países do outro lado do Atlântico. Aqui vale a pena fazer uma pequena digressão e falar sobre como a conexão direta por cabo entre a América e a Europa foi estabelecida.

Do outro lado do oceano




O primeiro cabo telegráfico foi colocado ao longo do fundo do Oceano Atlântico mais de 100 anos antes dos eventos descritos, em 1857. No entanto, por várias razões (falta de experiência entre os membros da expedição, isolamento imperfeito etc.), após várias semanas, esse cabo determinou uma vida longa. Após 10 anos, vários cabos de telégrafo com isolamento muito melhor foram colocados ao longo do fundo do Atlântico e, em 1919, seu número total havia aumentado para 13.


/ Fragmento do primeiro cabo transatlântico telegráfico

Em meados do século XX, já havia uma necessidade objetiva de colocar cabos telefônicos. O primeiro cabo telefônico, TAT-1, foi instalado em 1956 e durou pouco mais de 20 anos.


/ Fragmento TAT-1


/ Primeiras rotas de cabos transatlânticos

Antes de lançar cabos da Europa, era bem possível ligar para os Estados Unidos por meio de comunicações por rádio de ondas longas. No entanto, esses serviços custam bastante e a qualidade da comunicação ainda deixa muito a desejar.

Foi com a ajuda de um cabo telefônico que a primeira conexão foi feita entre os EUA e a Noruega a uma velocidade de 2,4 Kbps via ARPANET.

Assim, o projeto, desenvolvido pelos militares para os militares, tornou-se algo grande e gradualmente ganhou independência. Os satélites, com a ajuda da qual uma conexão transatlântica (SATNET) foi estabelecida no final da década de 1970, não pertenciam mais às Forças Armadas dos EUA, mas a um consórcio de países conectados à rede.

Outra invenção dos anos 70 foi o padrão Ethernet, projetado para organizar mais convenientemente uma rede local e transferir dados entre computadores em alta velocidade. Esse padrão é usado quase inalterado hoje.

Além da Ethernet, o protocolo UUCP (Unix to Unix Copy) foi outra inovação importante da década de 1970. Ele permitiu que você trocasse rapidamente arquivos entre computadores executando o Unix e, com o tempo, "se transformou" na Usenet, uma rede através da qual milhões de pessoas ainda trocam notícias, enviam emails e arquivos.

O ponto de virada aconteceu na próxima década e realmente criou a Internet que estamos usando atualmente. Basta dizer que, em 1977, cerca de 111 computadores estavam conectados à rede e, em 1989, seu número ultrapassava 100.000.

Anos 80: BIND e DNS


Quase todas as tecnologias que usamos hoje vão de maneira semelhante, desde o caos do uso inicial até a rigorosa padronização e racionalização.

Um dos momentos mais importantes de "ordenação" foi a criação de um sistema de nomes de domínio, DNS. Vamos tocar na história dela para provar a importância dessa inovação.

Anteriormente, o arquivo de texto HOSTS.TXT em um computador no Stanford Research Institute era usado para armazenar os endereços numéricos dos computadores conectados à ARPANET e mapeá-los para nomes de host. Todos os endereços foram atribuídos puramente manualmente e, para solicitar um nome e endereço de host, além de adicionar um computador ao arquivo HOSTS, era necessário fazer uma ligação telefônica para o centro de informações da rede.

No início dos anos 80, ficou claro que, devido ao crescente número de computadores conectados, essa maneira de manter uma tabela de host centralizada está se tornando extremamente lenta e complicada. Era necessário automatizar o sistema de nomes.

A primeira versão do servidor de nomes BIND foi escrita pelos estudantes de Berkeley Douglas Terry, Mark Painter, David Riggle e Songnian Zhou em 1984. No meio da década de 1980, novas especificações de DNS foram ativamente criadas e aprovadas e, na década de 90, o BIND foi transferido para a plataforma Windows NT. O BIND ainda é difundido nos sistemas Unix (e não apenas) e ainda é um dos softwares DNS mais usados ​​na Internet. A introdução do DNS trouxe uma série de outras inovações, por exemplo, o uso forçado de TCP / IP para conexão.

Não é a ARPANET


Já em 1983, a ARPANET consistia em 4.000 hosts. Apesar do foco inicial puramente militar do projeto, muitas outras organizações o acharam extremamente conveniente. Entre eles estavam universidades, empresas, serviços da cidade e muitos, muitos outros. Assim, a ARPANET foi dividida em duas partes: a MILNET civil e militar de mesmo nome. Apesar da separação, o Departamento de Defesa dos EUA continuou a apoiar a ARPANET, mesmo que as organizações militares não usassem mais essa rede para suas necessidades.

Anteriormente, não mencionamos outro ARPANET “irmão gêmeo” - uma rede criada pela National Science Foundation para pesquisa científica. Isso permitiu que muitas instituições que anteriormente não eram capazes de se conectar à ARPANET se comuniquem através de seus próprios canais. O CSNET começou a trabalhar em 1981 e se tornou o precursor da NSFNET de alta velocidade, combinando fundações científicas nacionais e se tornando a base da Internet moderna.
Falando em velocidade. Os 50-56 kbit / s anteriores eram extremamente pequenos para uma comunicação eficaz em uma rede crescente de computadores. Graças à MCI Corporation, a rede foi significativamente aprimorada com a introdução de novas linhas T-1. Eles permitiram a transferência de dados em velocidades de até 1,5 Mbps. Por sua vez, a IBM desenvolveu roteadores mais avançados e o Merit assumiu o controle de todos os problemas de gerenciamento de rede. No final da década de 1980, a linha T-3 estava em desenvolvimento, o que permitia o overclock de redes a 45 Mbps.

Já falamos sobre uma parte essencial da história futura da Internet anteriormente. Em 6 de agosto de 1991, a World Wide Web, a famosa World Wide Web, viu a luz do dia, e a Internet entrou oficialmente em movimento. Em 1993, o primeiro navegador gráfico Mosaic apareceu.


/ Mosaic, que desempenhou um papel importante na popularização da Internet

Os primeiros "data centers"


Separadamente, dizemos algumas palavras sobre o primeiro "data center" do mundo. Se fizermos algumas suposições, o primeiro data center pode ser considerado o computador ENIAC (Integrador Numérico Eletrônico e Computador) de 1945, usado para armazenar códigos de combate de armas nucleares, calcular rotas de voo de bombas e prever o tempo no território da URSS.



Na verdade, a história do computador começou muito antes, em 1942-1943, mas devido à novidade do projeto e às dificuldades em obter a aprovação dos militares conservadores, a construção foi concluída apenas em 1945. Obviamente, também foi usado para fins militares para fazer cálculos no desenvolvimento de armas termonucleares e mesas de tiro (bem como para prever a precipitação de depósitos nucleares na URSS com base em previsões meteorológicas). O projeto foi exibido ao público apenas alguns meses após o fim da guerra e funcionou por exatamente 10 anos, do outono de 1945 a 2 de outubro de 1955, quando foi finalmente desligado. Vale ressaltar que os primeiros programadores do ENIAC foram meninas:

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


/ Betty Jean Jennings e Francis Bilas trabalham com o painel de controle principal do ENIAC

De certa forma, o ENIAC realmente parecia um data center moderno: uma sala separada equipada com vários graus de proteção, fileiras de estantes com lâmpadas, sistemas de energia redundantes, uma grande equipe de funcionários de serviços e uma enorme responsabilidade com o "cliente".

Pesou ENIAC em aproximadamente 27 toneladas, consumiu 174 kW de energia e teve uma frequência de clock de 100 kHz. A primeira sala de computadores na URSS, com uma área de 60 m2, apareceu em 1951, mas essa, como dizem, é uma história completamente diferente, a qual abordaremos em um dos artigos a seguir .

A propósito, em 1995, foi criado um circuito integrado de silício ENIAC-on-A-Chip com dimensões de 7,44 mm × 5,29 mm, no qual, usando 250.000 (de acordo com outras fontes, 174 569) transistores, foi implementada uma lógica semelhante ao tubo ENIAC .

No entanto, este computador era como datacenters, não se falava em virtualização nesse caso, embora a era já nos permitisse falar sobre isso.

O nascimento da virtualização


Dispositivos como o IBM 7044, Sistema de Compartilhamento de Tempo Compatível (CTSS), desenvolvido pelo MIT com base no IBM 704 e o supercomputador Atlas abriram o caminho para a virtualização.

A IBM reconheceu o importante papel da virtualização nos anos 60 inovadores, juntamente com o desenvolvimento de mainframes. O real, em seguida, o System / 360 Model 67 virtualizou todas as interfaces de equipamento por meio do Virtual Machine Monitor (VMM). A propósito, no início da era do computador, o sistema operacional era chamado de supervisor, e a capacidade de executar um sistema operacional em outro sistema operacional lançou as bases para o termo "supervisor". A primeira VM apareceu no supervisor da Atlas, um supercomputador criado no Reino Unido em conjunto pela Universidade de Manchester de Victoria e Ferranti e Plessey, encomendado pelo governo do Reino Unido para uso militar (e de que outra forma!).


/ Supercomputador Atlas

Virtualização X86 e nuvens


Pela primeira vez, a virtualização de hardware foi implementada em 386 processadores e foi chamada de modo V86. O modo permitiu a execução de vários aplicativos DOS em paralelo.

Entre 2005 e 2006, a Intel e a AMD introduziram soluções de suporte a hardware de virtualização - INTEL VT e AMD-V. Instruções adicionais foram introduzidas para fornecer acesso direto aos recursos do processador a partir de sistemas convidados, um conjunto chamado VMX (Virtual Machine Extensions).

Já em 2008, os provedores de nuvem começaram a aparecer em nosso país. Foi então que a empresa IT-GRAD foi fundada e a nuvem IaaS corporativa foi lançada. No 2020, o IT-GRAD é de 12 sites na Rússia e na CEI, além de mais de 2.000 projetos de migração em nuvem implementados com sucesso.

A história da Internet é realmente imensa; portanto, sinceramente, receberemos suas adições e comentários. No próximo artigo, falaremos sobre a formação de redes na URSS e projetos que nunca viram a luz do dia.

Source: https://habr.com/ru/post/pt485394/


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