ARPANET

Эта статья — о компьютерной сети. О музыканте см. Дональд, Джеральд.

Логическая карта ARPANET, март 1977 года

Арпанет (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — компьютерная сеть, созданная в 1969 году в Управлении перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (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. Первоначально ARPANET была исследовательским проектом и соединяла лишь научные учреждения, однако в 1975 году была подключена к Агентству военной связи (Defense Communications Agency), были добавлены средства шифрования. ARPANET прекратила своё существование в июне 1990 года (оборонный сегмент был выделен в отдельную сеть MILNET ещё в 1983 году).

История

В 1957 году в ответ на запуск советского спутника США создают Агентство передовых исследовательских проектов (DARPA). 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, (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 (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 вошло 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; и Дэвид Крокер (David Crocker), брат Стефана, разработавший стандарт электронной почты.

Надо было начинать инсталлировать сеть. Первые узлы сети были выбраны, исходя из многочисленных соображений. Было решено соединить те исследовательские центры, которые были активно вовлечены в создание ARPANET, этим был положен конец всем попутным и отпочковавшимся исследованиям по сетям (по меньшей мере, на том этапе и в США). 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 кибибайтами 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.

Компьютерная сеть была названа ARPANET и в рамках проекта 5 декабря 1969 года объединила четыре вышеуказанных 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 (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 кода 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 отказаться от своего детища, успевшего просуществовать 22 года, а входящие в ARPANET компьютеры - передать NSFNet. 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 отправить 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.

Литература

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