3.2 История зарождения Интернета

3.2.1 Сеть arpanet

В середине 60-х годов ХХ столетия, в самый разгар холодной войны, Министерство обороны США пришло к выводу о необходимости создания сети, которая могла бы пережить даже ядерную войну. Обычные сети, соединенные телефонными про­водами, были сочтены слишком уязвимыми, так как потеря одной линии или ком­мутатора прервала бы связь, для которой эта линия или коммутатор использова­лись, а возможно, даже разделила бы сеть на отдельные сегменты. Для решения этой проблемы Министерство обороны обратилось к управлению перспективного пла­нирования научно-исследовательских работ ARPA (Advanced Research Projects Agency). (Периодически к этой аббревиатуре добавлялась буква D, означающая Defense - оборонное.)

Агентство ARPА было создано в 1957 г. в ответ на запуск в СССР первого искусственного спут­ника Земли, показавшего США, что СССР владеет не только ядерным и термоядерным оружием, но средствами его доставки на большие расстояния, и имело своей целью развитие передовых технологий, которые могли ока­заться полезными в военных целях. У агентства ARPА в действительности не былони ученых, ни лабораторий, а был только офис и небольшой (по меркам Пентаго­на) бюджет. Оно действовало путем раздачи грантов и контрактов университетами компаниям, чьи идеи казались перспективными.

Несколько первых субсидий были предоставлены университетам, исследовав­шим радикальную для того периода идею коммутации пакетов, предложенную Полом Бараном (Paul Baran) в серии отчетов RAND Corporation, опубликован­ных еще в начале 60-х. После дискуссии с различными экспертами агентство ARPА решило, что сеть, которая нужна Министерству обороны, должна быть сетью с ком­мутацией пакетов, состоящей из подсети и компьютеров-хостов.

Подсеть должна была состоять из мини-компьютеров, называемых IMP (Inter­face Message Processor), соединенных линиями связи. Для высокой надежности каждый IMP должен был соединяться как минимум с двумя другими IMP. Коммутация пакетов должна была быть дейтаграммной, так что если какие-либо линии и IMP были бы разрушены, сообщения могли автоматически выбрать альтернативный путь.

Каждый узел сети должен был состоять из IMP и хоста, находящихся в одной комнате и соединенных коротким проводом. Хост мог пересылать своему IMP со­общения длиной до 8063 бит, которые IMP разбивал на пакеты, как правило, по 1008 бит и пересылал их далее независимо друг от друга к пункту назначения. Па­кет пересылался дальше только после того, как он был получен целиком – таким образом, это была первая электронная коммутирующая пакеты сеть с промежу­точным хранением.

Затем агентство ARPА предложило тендер на строительство подсети. В тенде­ре участвовало двенадцать компаний. Оценив предложения, агентство ARPА вы­брало BBN, консалтинговую фирму в Кембридже, Массачусетс, и в декабре 1968 г. подписало с ней контракт на постройку подсети и создание для нее подсетевого программного обеспечения. BBN решила использовать специально модифициро­ванные мини-компьютеры Honeywell DDP-316 с 12К 16-разрядных слов опера­тивной памяти в качестве IMP. У IMP не было дисков, поскольку движущиеся детали были сочтены ненадежными. Их соединили линиями, с пропускной спо­собностью по 56 кбит/с, арендованными у телефонных компаний.

Программное обеспечение было разбито на две части: для подсети и хостов. Подсетевое программное обеспечение состояло из части соединения хост- IMP со стороны IMP, протокола IMP-IMP и протокола между IМР-источником и IMP-­приемником, разработанного для улучшения надежности. Оригинальная структу­ра сети ARPANET показана на рисунке 13.6.

Протокол хост-хост

Рисунок 13.6- Оригинальная структура сети ARPANEТ

Вне подсети также требовалось программное обеспечение, а именно, соедине­ние хост- IMP со стороны хоста, протокол хост-хост и прикладные про граммы.

Чтобы решить проблему программного обеспечения для хостов, Ларри Робертс (Larгy Roberts) из ARPА летом 1969 г. созвал совещание сетевых исследователей, большей частью аспирантов в Сноуберд (Snowbird), штат Юта и в декабре 1969 г. удалось запустить экспериментальную сеть, состоящую из четырех узлов, расположенных в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), Калифорнийском университете в Санта-Барбаре (UCSB), Исследовательском институте Стэнфорда (SRI, Stanford Research Institute) и уни­верситете штата Юта. Были выбраны эти четыре университета, поскольку у них был самый большой опыт общения с агентством ARPА. Кроме того, у всех имелись раз­личные и совершенно несовместимые компьютеры-хосты (что и требовала АRPA). Структура новой сети имела вид, изображенный на рисунке 13.7.

Таким образом, днем рождения Internet принято считать 2 января 1969 г.

В последующие годы сеть росла очень экспоненциально, по мере создания и установки новых IMP. Вскоре она охватила все Соединенные Штаты.

UCSB

UCSB

SRI

SRI

ЮТА

UCLA

Рисунок 13.7 – Структура сети ARPANET на декабрь 1969 г.

Позднее программное обеспечение IMP было изменено, чтобы позволить терминалам соединяться напрямую со специальным IMP, называемым TIP (Terminal Interface Processor - интерфейсный процессор терминала), без необходимости общаться с хостом.

Впоследствии была добавлена возможность соединять с IMP несколько хостов (для экономии денежных средств), возможность соединять хост с несколькими IMP (для защиты от отказов IMP), а также возможность соединять находящиеся на большом расстоянии друг от друга хост и IMP (чтобы иметь возможность подключать хосты, находящиеся далеко от подсети).

Помимо помощи развивающейся сети ARPANET, агентство ARPА также финан­сировало исследовательские работы по спутниковым сетям и разработку мобиль­ных пакетных радиосетей. На одной знаменитой демонстрации грузовик, который ездил по Калифорнии, посылал сообщения по пакетной радиосети в SRI, которые затем передавались по ARPANET на Атлантическое побережье США и по спутни­ковой сети транслировались в University College в Лондоне. Таким образом, иссле­дователь в грузовике мог работать с компьютером, находящимся в Лондоне.

При этой демонстрации также выяснилось, что имеющиеся протоколы сети ARPANET не пригодны для работы с объединенными сетями. В результате были произведены дополнительные исследования в области протоколов, завершившие­ся изобретением модели и протоколов ТСР/IP, которые были специально раз­работаны для управления обменом данными по интерсетям, что становилось все более и более важным по мере подключения все новых сетей к ARPANET.

Чтобы поощрить принятие новых протоколов, ARPA заключила несколько контрактов с BBN и Калифорнийским университетом в Беркли для интеграции этих протоколов в Berkeley UNIX. Исследователи в Беркли разработали удоб­ный программный интерфейс для выхода в сеть (сокеты), а также написали мно­жество приложений, утилит и управляющих программ, чтобы упростить работу с сетью.

Время было выбрано удачно. Многие университеты только что приобрели второй или третий компьютер VАХ и ЛВС, чтобы их соединить, но у них не было сетевого программного обеспечения. С появлением системы UNIX 4.2 BSD, в ко­торую вошли ТСР/IP, сокеты и большое количество сетевых утилит, полный па­кет был принят немедленно. Кроме того, ТСР/IP позволял легко соединить ло­кальную сеть с ARPANET, что многие и делали.

К 1983 г. сеть ARPANET насчитывала уже более 200 IMP и сотни хостов. В этот момент агентство ARPA передало управление сетью Управлению связи Министерства обороны США (DCA, Defense Communications Agency) в качестве оперативной сети. Первым делом Управление связи выделило воен­ную часть (около 160 IMP, из которых 110 находилось в США и 50 - за границей) в отдельную подсеть, MILNET, с шлюзами между MILNET и ос­тальной исследовательской подсетью.

В течение 80-х гг. к ARPANET были подсоединены еще ряд сетей, в основном ЛВС. По мере роста размеров глобальной сети, задача поиска хостов становилась все сложнее. В результате была создана система DNS (Domain Name System - служ­ба имен доменов), позволившая организовать компьютеры в домены и преобразо­вывать имена хостов в IP-aдpeca. С тех пор DNS стала обобщенной распределен­ной системой баз данных, хранящей имена хостов и доменов.

К 1990 г. сеть ARPANET вытеснили новые сети, ею же и порожденные, поэто­му она была выключена и разобрана.