Arpanet

Логическая карта ARPANET, март 1977 года

Арпанет (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — компьютерная сеть, созданная в 1969 году в США Агентством Министерства обороны США по перспективным исследованиям (DARPA) и явившаяся прототипом сети Интернет. 1 января 1983 года она стала первой в мире сетью, перешедшей на маршрутизацию пакетов данных. В качестве маршрутизируемого протокола использовался IP, который и по сей день является основным протоколом передачи данных в сети Интернет. ARPANET прекратила своё существование в июне 1990 года.


История[ | ]

В 1957 году в ответ на запуск советского спутника, США создают Агентство передовых исследовательских проектов (ARPA). Усилия организации, направленные на исследования в области компьютерных технологий, возглавил д-р Ликлайдер (J.C.R. Licklider). Ликлайдер пришёл в ARPA из Bolt, Beranek and Newman (англ.), (BBN), Кембридж, МА. Произошло это в октябре 1962 года. Обработка, хранение, передача информации — все эти процессы тогда выполнялись на перфокартах, что существенно усложняло весь процесс исследований и расчётов. Первоначальная задача перед Ликлайдером стояла в изменении самого технологического процесса.

В 1968 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надёжная система передачи информации, и предложило разработать для этого компьютерную сеть. При ARPA был создан Офис методов обработки информации (англ.) (Information Processing Techniques Office, IPT или IPTO). Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому исследовательскому центру, Университету Юты и Калифорнийскому университету в Санта-Барбаре.

Всю первую половину 1969 года продолжались работы над иерархией протоколов передачи данных. Суть проблемы состояла в разделении на уровни взаимодействия частей компьютеров в сети (аппаратной, программной частей, уровень модема и т. д.). Также система должна была поддерживать протокол удалённого доступа и запуска программ (telnet) и передачи файлов (ftp).

Одновременно при UCLA (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе) создали Центр сетевых измерений. Стоит назвать имена людей в той команде, потому что большинство из них вошли в историю как пионеры Интернета: Винтон Серф (Vinton Cerf); Стефан Крокер (Stephen Crocker); Джон Постел (Jon Postel); Роберт Брадэн (Robert Braden), работник компьютерного центра UCLA; Мишель Вингфильд (Michael Wingfield), создавший первый интернет-интерфейс BBN 1822 (Спецификация взаимодействия между хост-компьютером и сетью ARPANET) для компьютера Xerox Data System Sigma7 (англ.); и Дэвид Крокер (David Crocker), брат Стефана, разработавший стандарт электронной почты.

Время шло, и надо было начинать инсталлировать сеть. Первые узлы сети были выбраны исходя из многочисленных соображений. Было решено соединить те исследовательские центры, которые активно были вовлечены в создание ARPANET, этим был положен конец всем попутным и отпочковавшимся исследованиям по сетям (по меньшей мере, на том этапе и в США). Один из таких узлов должен был быть максимально удалён, дабы проверить систему в максимальных режимах. Что касается «железа», то остановились на 16-разрядном мини-компьютере Honeywell DDP-316 с 12 Кбайт памяти. Линии связи ёмкостью 56 Кбит/с были арендованы у телефонной компании AT&T.

Программное обеспечение состояло из соединений IMP — host, IMP — IMP — протокол, протокол IMP-отправитель — IMP-получатель (IMP-s-IMP-r)

Первое испытание технологии произошло 29 октября 1969 года в 21:00. Сеть состояла из двух терминалов, которые должны были быть максимально удалены друг от друга, чтобы проверить систему в максимальных режимах. Первый терминал находился в Калифорнийском университете, а второй на расстоянии 600 км от него — в Стэнфордском университете. На терминалах использовали 16-разрядные мини-компьютеры Honeywell DDP-316 с 12 кибибайт ОЗУ. Цифровые абонентские линии связи DS-0 ёмкостью 56 кбит/с были арендованы у телефонной компании AT&T. Программное обеспечение состояло из соединений IMP — host, IMP — IMP — протокол, протокол IMP-отправитель — IMP-получатель (IMP-s-IMP-r). Тестовое задание заключалось в том, что первый оператор вводил слово «login», являвшееся командой входа в систему, а второй должен был подтвердить, что он видит его у себя на экране. Первый эксперимент потерпел неудачу, — отобразились только буквы «l», «o». Через час эксперимент был повторён и прошёл удачно[1].

Компьютерная сеть была названа ARPANET и в рамках проекта 5 декабря 1969 года объединила четыре выше указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, — её начали использовать учёные из разных областей науки. К 1971 году были подключены ещё 15 терминалов. В 1973 году к сети были подключены первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, и сеть стала международной. В 1977 году ARPANET состояла из 111 хост-компьютеров, а уже в 1983 году — из 4000, которые располагались на всей территории США, была налажена спутниковая связь с Гавайями и Европой (см. географическую карту ARPANET в октябре 1980 года). В 1984 году у сети ARPANET появился серьёзный соперник — Национальный фонд науки США (NSF) основал обширную межуниверситетскую сеть NSFNet, которая имела гораздо бо́льшую пропускную способность в 56 кбит/с нежели ARPANET. Стоимость пересылки электронного письма по сети ARPANET составляла 50 центов.

2 ноября 1988 года было парализовано около шести тысяч узлов ARPANET сетевым червём. Этот червь получил название Червь Морриса в честь своего создателя. В институт Беркли со всей страны были приглашены лучшие специалисты по компьютерной безопасности того времени для нейтрализации последствий вредоносного действия вируса. Анализ дизассемблированного а программы не выявил ни логических бомб, ни каких-либо деструктивных функций.

В 1989 Интернет стал набирать обороты, всё больше сеть использовалась в коммерческих целях, всё менее в научных. К тому же, NSFNet была ориентирована именно на научную аудиторию, эта научная сеть была быстрее ARPANET, в ней было больше компьютеров. В конце концов, в ARPA решили умертвить своё детище, успевшее прожить 22 года, а входящие в ARPANET компьютеры передать NSFNnet. Данную миссию, отключая один за другим от ARPANET компьютеры, совершил Марк Пуллен (Mark Pullen).

Программное обеспечение и протокол[ | ]

Отправной точкой для связи между хостом и хостом в ARPANET в 1969 году был протокол 1822, который определял передачу сообщений в IMP. Формат сообщения был разработан, чтобы работать однозначно с широким спектром компьютерных архитектур. Сообщение 1822, по существу, состояло из типа сообщения, числового адреса хоста и поля данных. Чтобы от сообщение данных другому хосту, передающий узел отформатировал сообщение данных, содержащее адрес хоста получателя и отправляемое сообщение данных, а затем передал сообщение через аппаратный интерфейс 1822. Затем IMP доставил сообщение на адрес назначения, либо доставив его на локально подключённый хост, либо передав его другому IMP. Когда сообщение было в конечном итоге доставлено на хост-получатель, принимающий IMP передаст подтверждение готовности к следующему сообщению (RFNM) отправляющему IMP хоста. В отличие от современных Интернет-дейтаграмм, ARPANET был разработан для надёжной передачи 1822 сообщений и для информирования главного компьютера, когда он теряет сообщение; современный IP ненадёжен, тогда как TCP надёжный. Тем не менее протокол 1822 оказался неадекватным для обработки нескольких соединений между различными приложениями, находящимися на главном компьютере. Эта проблема была решена с помощью программы сетевого контроля (NCP), которая предоставила стандартный метод для установления надёжных двунаправленных линий связи с контролируемым потоком между различными процессами на разных компьютерах. Интерфейс NCP позволил прикладному программному обеспечению подключаться через ARPANET путём внедрения высокоуровневых коммуникационных протоколов, раннего примера концепции иерархии протоколов, включённой в модель OSI. В 1983 году протоколы TCP / IP заменили NCP в качестве основного протокола ARPANET, и ARPANET затем стал одним из компонентов раннего Интернета.

Цели проекта ARPANET[ | ]

  • проведение экспериментов в области компьютерных коммуникаций;
  • объединение научного потенциала исследовательских учреждений;
  • изучение способов поддержания устойчивой связи в условиях ядерного нападения;
  • разработка концепции распределённого управления военными и гражданскими структурами в период ведения войны.

Наследие[ | ]

Многие существующие протоколы Интернета берут начало в ARPANET. Например, протокол обратного поиска DNS до сих пор использует доменное имя верхнего уровня «.arpa»: чтобы найти записи, относящиеся к IP-адресу 1.2.3.4, надо послать запрос об адресе 4.3.2.1.in-addr.arpa.

Основной протокол передачи данных сети Интернет — TCP/IP, тоже берёт начало в ARPANET, где с 1983 года он сменил NCP в качестве стандарта сетевого протокола.

См. также[ | ]

Примечания[ | ]

Литература[ | ]

  • Андрей Воленко. В начале была ARPA... // UP Special : журнал. — 2011. — № 3. — С. 46—49. — ISSN 1729-438X.