Становой хребет Internet

«Открытые системы»

Главное наследие ARPAnet состоит не в каких-то конкретных технологиях, а в сетевых протоколах и распределенной системе обмена мнениями

Формальным днем рождения Internet принято считать 1 января 1983 года, когда ARPAnet и все подключенные к ней сети перешли на протокол TCP/IP. С этого дня и начала свое существование «сеть сетей». Переход выполнялся в «армейском» стиле (его обычно называют «часом Ч»), который требовал одновременных изменений на всех компьютерах. Подготовка к нему была весьма основательной, заняв несколько лет, и прошел он на удивление гладко, хотя и не без эмоций. Опоздавшим пришлось принимать экстренные меры, а счастливчики носили значки с надписью «Я пережил переход на TCP/IP». Немаловажно и то, что переход на TCP/IP позволил разделить сеть на Milnet, обслуживавшую оперативные нужды военных, и ARPAnet, использовавшуюся в исследовательских целях.

Протоколу TCP/IP предшествовал разработанный в 1969 году старый протокол Network Control Protocol (NCP). С 1977 года он начал постепенно заменяться протоколом Transfer Control Protocol, а в 1978-м ТCP разделился, дополнившись протоколом Internet Protocol. Создание протокола, а точнее целого семейства протоколов TCP/IP чаще всего связывают с именами Винтона Серфа и Роберта Кана. Впервые название TCP упоминается в статье «Частичное описание международного протокола передачи данных», опубликованной Серфом в 1973 году. Однако более полно идея переноса фрагментации и сборки сообщений из узловых компьютеров сети на хосты была изложена в совместной статье Серфа и Кана «Протокол пакетного межсоединения сетей». Работа по совершенствованию семейства протоколов шла на протяжении восьми лет. В 1977 году Серф опубликовал вторую версию TCP, а годом позже вместе с Джоном Постелом — третью. В 1979 году Постел подготовил совмещенную спецификацию TCP и IP (это было первое формальное представление IP), в конце года им же были написаны документы RFC 760 и RFC 761, содержащие спецификацию обоих протоколов. Прежде гражданские достоинства новых протоколов оценили военные, приняв TCP/IP в 1980 году.

Выдающееся значение TCP/IP состоит в том, что именно этот протокол придал Сети тот ее открытый характер, который нам представляется естественным. В свершившемся особая заслуга принадлежит Серфу и Кану. Каждый из них шел к сотрудничеству своим путем. Серф трудился в знаменитом исследовательском центре Xerox PARC, где разрабатывал протокол PARC Universal Packet (PUP). Это был один из первых инструментов для создания межсетевых соединений, обеспечивавший надежную маршрутизацию пакетов при обмене между приложениями. В какой-то мере Серфу не повезло: в то же время и в том же месте шла работа над Ethernet, это направление исследований показалось руководству центра более перспективным. В 1974 году работы над PUP свернули, и этот протокол наряду с рабочими станциями, оконным интерфейсом и другими разработками пополнил печальный список выдающихся изобретений, сделанных в Xerox PARC, но использованных другими.

Кану принадлежит идея открытой сетевой архитектуры. В 1972 году он начал работать над проектом с характерным названием Internetting, рассчитанным на радиосети, предполагая использовать собственную разработку в сочетании с протоколом NCP. Вскоре он обнаружил, что в NCP отсутствовали средства адресации сетей и хостов, расположенных за коммуникационным процессором IMP (впрочем, это было вполне приемлемо для сети ARPAnet, не предполагавшей динамических изменений). Кан решил разработать новую версию протокола, удовлетворяющую требованиям среды с открытой сетевой архитектурой, положив в основу своих первоначальных рассуждений принципы, ставшие настоящим «катехизисом Internet».

Каждая сеть должна сохранять свою индивидуальность. При подключении к Internet сети не должны подвергаться внутренним переделкам.
Коммуникации должны удовлетворять принципу "максимум возможного". Если пакет не прибыл в пункт назначения, источник должен вскоре повторно передать его.
Для связывания сетей должны использоваться "черные ящики". Они не должны хранить информацию об отдельных протекающих через них потоках данных, оставаясь простыми, без сложных средств адаптации и восстановления после разного рода ошибочных ситуаций.
На эксплуатационном уровне не должно существовать глобальной системы управления.

Весной 1973 года Кан пригласил Серфа для совместной работы над детальной спецификацией протокола. Объединив архитектурный подход Кана с опытом Серфа, полученным во время работ над PUP, коллеги смогли обрисовать общие свойства будущего семейства протоколов TCP/IP. Первые попытки реализовать TCP привели к созданию версии, поддерживавшей только виртуальные соединения. Такая модель отлично работала для приложений типа пересылки файлов или удаленного доступа, но ряд ранних исследований продвинутых сетевых приложений (в частности, пакетной передачи голоса) показал его ограниченность. Было решено разделить TCP на два протокола — простой IP, обслуживающий только адресацию и перенаправление отдельных пакетов, и собственно TCP, имеющий дело с такими аспектами, как управление потоком данных и нейтрализация потери пакетов. Для приложений, не нуждавшихся в сервисах TCP, был добавлен альтернативный протокол User Datagram Protocol (UDP), открывающий прямой доступ к базовым сервисам IP.

Ключом к быстрому росту Internet стал свободный, открытый доступ к основным документам, особенно к спецификациям протоколов. В 1969 году Стивен Крокер сделал важнейший шаг, создав серию публикаций «Запросы на комментарии и предложения» (Request For Comments, RFC) для обсуждения актуальных вопросов. Обязанности редактора RFC почти три десятилетия исполнял Джон Постел, ставший своеобразным символом Сети. RFC позволили создать положительную обратную связь, когда идеи и предложения, содержавшиеся в одном документе, служили отправной точкой для создания новых документов с новыми идеями и т. д. После того как достигался определенный уровень согласия (или, по крайней мере, вырабатывался согласованный набор идей), готовились спецификации, служившие основой для реализаций, выполнявшихся несколькими командами исследователей. Со временем RFC стали посвящать в основном стандартам протоколов, хотя осталась и определенная доля информационных заметок, описывающих альтернативные подходы или идейные основы протокольных и технических решений. Открытый доступ к документам RFC способствовал росту Internet.

Internet создавали люди, наделенные своеобразным чувством юмора, поэтому ежегодно 1 апреля публиковались несколько необычные запросы April 1st RFC. Возможно, самый известный из них, RFC 1149 IP over Avian Carriers (то есть «IP на голубиных носителях») появился в 1990 году. В нем Дэвид Вейцман совершенно серьезно описал процедуру передачи пакетов с использованием птиц. В 1999 году в RFC 2549 он выпустил обновленную версию своих спецификаций, обеспечивающую более высокое качество обслуживания. В 2001 году группа «линуксоидов» из Бергена осуществила экспериментальную проверку предложения Вейцмана и опубликовала полученные результаты.

Винтон Серф

(родился в 1943 году) подростком посещал школу Van Nuys High School. В 1965 году он получил степень бакалавра математики в Стэнфордском университете. По окончании университета он поступил на работу в IBM, но затем решил продолжить образование в Университете штата Калифорния в Лос-Анджелесе. В 1967 году он получил степень магистра, в 1972 году — доктора философии. Во время обучения в университете он принял участие в работах над ARPANET, и стал автором нескольких документов RFC. В 1972 году он стал профессором Стэнфордского университета. В 1974 году Серф опубликовал статью A Protocol for Packet Network Intercommunication, где изложил фундаментальные принципы организации такой связи. С 1976 по 1982 год он играл ведущую роль в разработке протокола TCP/IP и Internet, работая в агентстве DARPA. Затем он работал в должности вице-президента MCI Digital Information Services до 1986 года, а после этого присоединился к Роберту Канна в руководстве корпорацией Corporation for National Research Initiatives. В 1994 году он возвратился в MCI на должность вице-президента по вопросам Internet-архитектуры. В 2005 году компания Google предложила Канну должность вице-президента… и главного идеолога Internet.

Джонатан Постел

(1943 — 1998) получил образование в Университете штата Калифорния в Лос-Анджелесе (UCLA). Во время учебы и работы в UCLA он участвовал в работах, связанных с ARPANET. Затем он перешел в Университет штата Южная Каролина, где и работал все последующие годы. Наибольшую известность ему принесла работа в качестве редактора и составителя серии документов Request for Comment (RFC), в том числе RFC 0791-0793, в которых сформулированы базовые принципы Internet, а также RFC 2223. Он сам написал более 200 документов RFC. Этой работой он занимался с 1969 года до завершения своего трудового пути. Кроме того, с момента основания организации Internet Assigned Numbers Authority (IANA) он занял пост ее директора. В начале 1998 года он разослал владельцам 8 из 12 корневых серверов Internet инструкцию по изменению корневого домена на DNSROOT.IANA.ORG, что привело бы к разделению контроля за именами доменов между IANA и NASA. Впоследствии он получил распоряжение высокого уровня устранить это изменение, после чего и была создана организация ICANN, а попытки международного комитета International Council of Registrars взять за себя эту обязанность оказались тщетными.

Роберт Канн

(родился в 1938 году) получил степень бакалавра в области электротехники в 1960 году в высшем учебном заведении Нью-Йорка City College, а магистра и доктора философии — в Принстонском университете, соответственно, в 1962-м и 1964 годах. Некоторое время он работал в Bell Laboratories и в Массачусетском политехническом институте. Затем он взял длительный отпуск в МТИ, чтобы принять участие в создании сети ARPANET. В 1972 году он перешел на работу в DARPA, и спустя непродолжительное время занял пост директора бюро обработки информации Information Processing Techniques Office (IPTO) в составе DARPA. На этом посту он стал инициатором стратегической правительственной программы Strategic Computing Program. Работая над проектом спутниковой сети с передачей пакетов, он сформулировал основные идеи, которые легли в основу протокола Transmission Control Protocol (TCP). Канн проработал в DARPA 13 лет, после чего в 1986 году основал корпорацию Corporation for National Research Initiatives (CNRI), которую возглавляет по сей день. Это некоммерческая организация, занятая поисками кадров и финансирования для создания общенациональной информационной инфраструктуры.