Текст книги "Удивительный интернет"

Несмотря на то, что создание ARPANET осуществлялось в узких рамках проекта правительства США, многие ученые и инженеры, участники этой работы, видели ее общую глобальную направленность. И они всеми силами старались по возможности расширить сферу применения своих идей. Межкомпьютерная связь должна быть всемирной!

Однако нецелевые расходы в рамках ARPANET жестко ограничивались. Помните, за что больше всего досталось «крестному отцу спама» Гэри Туэрку? За рассылку по электронной почте сообщений, которые должны были принести доход «посторонней» компании! К середине 1980-х годов многим стала очевидной необходимость создания нового проекта межкомпьютерной связи, который позволил бы «потенциально всемирную» сеть Интернет сделать реально всемирной.

Можно, конечно, пофантазировать, каким стал бы Интернет, если бы он родился и вырос не в США, а в другой стране. Хотя другие возможности здесь практически не просматриваются. Первоначальные вложения в проект были настолько велики, что только очень богатая страна могла бы позволить себе реализовать его в одиночку. В начале 1960-х годов мысли об объединенной Европе еще не приходили и в отчаянно смелые головы. А даже самые богатые из европейских стран тащить такой воз без помощи соседей не смогли бы. Только в начале 1970-х годов правительство Франции финансировало проект CYCLADES, который во многом был французским повторением ARPANET. Так называемые «Тихоокеанские драконы» в 1960-е годы еще «не вылупились», а японская и тем более китайская экономики находились не в том состоянии, чтобы замахнуться на проект, подобный ARPANET.

Мог ли на такой технологический подвиг пойти Советский Союз? В принципе, мог бы. В области разработки ЭВМ к началу 1960-х годов у СССР были вполне серьезные достижения, сравнимые с успехами в области создания ядерного оружия и ракетно-космической техники. И – что очень существенно – эти разработки были собственные, а не краденные у «проклятых империалистов». Но даже если бы и был создан советский вариант сети, главный шаг в его развитии точно не был бы сделан. Система межкомпьютерной связи, которую назвали бы каким-нибудь загадочным именем, скажем, «Золотая рыбка», или, скорее всего, замысловатой казенной аббревиатурой типа «ВСМО-1М», наверняка так и осталась бы секретной и недоступной для гражданских отраслей, не говоря уж о широких народных массах.

Так что в США не только изобрели основные составляющие Интернета, но также вывели Сеть из-под присмотра Министерства обороны и сделали всеобщим достоянием. Благодаря чему это произошло? Благодаря особенному устройству американского общества, нетерпимого к любой монополии и всегда готового к поддержке частной инициативы и честной, открытой конкуренции.

В США всегда существовало много как правительственных, так и частных фондов, поддерживающих развитие науки, в том числе и компьютерных наук. Самый крупный из таких фондов – Национальный научный фонд (National Science Foundation – NSF). Именно этот фонд начал финансировать проект NSFNET, способствовавший глобализации Интернета. Если проект ARPANET можно сравнить с первой ступенью ракеты, оторвавшей космический корабль от Земли и разогнавшей его до высокой скорости, то NSFNET следует назвать второй ступенью, которая вывела корабль на околоземную орбиту.

Здесь уместно рассказать о человеке, благодаря которому был основан Национальный научный фонд. Его звали Вэнневар Буш (Vannevar Bush, 1890-1974).

Вэнневар Буш был выдающимся ученым, виртуозным инженером и одним из самых успешных организаторов американской науки. В 1913 году, закончив колледж, он начал работать в компании «General Electric». С 1923 года В. Буш – профессор МТИ. Его первая научная специальность – изучение электромагнитных процессов в электрических цепях и линиях электропередачи. Среди учеников профессора В. Буша был Клод Шеннон, основатель теории информации и учитель Леонарда Клейнрока, который начал воплощать в жизнь ARPANET. Вот такая преемственность.

Одно из первых изобретений В. Буша – аналоговая вычислительная машина. Она представляла собой набор стандартных электронных блоков. Коммутируя входы и выходы этих блоков, можно было легко собирать электронные схемы, позволявшие решать сложные дифференциальные уравнения и системы дифференциальных уравнений. Поскольку такие уравнения широко используются при решении разнообразных технических задач, аналоговые вычислительные машины В. Буша были очень популярны.

Вэнневар Буш

Конечно, точность подобных вычислительных устройств была невелика и сравнима с точностью логарифмической линейки, 3–4 значащих цифры. Стремясь к повышению точности вычислений, В. Буш пришел к выводу, что следующим шагом должно быть цифровое программируемое вычислительное устройство. Интересно, что таким же путем, от схем электрических цепей к аналоговым вычислительным устройствам, а от них – к цифровым вычислительным машинам, прошел изобретатель первой советской ЭВМ Сергей Алексеевич Лебедев (1902–1974). Сам же Вэнневар Буш к созданию вычислительной техники больше не возвращался. Потому что начался его крутой подъем по административной лестнице.

В 1932 году В. Буш становится вице-президентом МТИ, а в 1938 году избирается президентом Института Карнеги в Вашингтоне. Эта организация была основана в 1902 году мультимиллионером-филантропом Э. Карнеги для финансирования научных исследований. Так что В. Буш стал одним из главных «кормильцев» американской науки.

В годы Второй мировой войны Буш занял должность председателя Государственного комитета оборонных исследований при президенте США, став председателем Комитета по военной политике и советником президента США по научным вопросам. Под его «крылом» проводились многие научно-технические программы по совершенствованию вооружений американской армии. Одним из главных был проект, который из соображений секретности назвали «Манхэттен» – проект создания атомной бомбы. И Вэнневар Буш был не только его инициатором, но и главным поставщиком кадров для этого проекта. Он лично знал многих американских ученых-физиков и обладал потрясающим чутьем на людей. А кроме того – это уже совсем редкость среди руководителей – не стремился подавить тех, кто от него зависел. Много ли известно чиновников высокого ранга, которые сформулировали бы свое предназначение следующим образом: «Индивидуальность для меня – все. Я сделаю максимум возможного, чтоб снять любые ограничения»? Кто из советских ученых, которым пришлось стать «научными генералами», смог бы сказать такое?

Кстати, в апреле 1944 года журнал «Time» поместил на обложке портрет В. Буша и статью о нем, в которой ученого назвали «генералом от физики». Маршальских званий в американской армии не было, а то журналисты могли бы смело назвать его и «маршалом физических войск». Он был самым «высокопоставленным» ученым США.

В 1944 году президент Рузвельт попросил В. Буша дать рекомендации о том, как следует организовать науку в послевоенный период, какие уроки следует извлечь из Второй мировой войны. В. Буш отнесся к этому вопросу очень серьезно и долго готовил свою докладную записку под названием «Наука. Бесконечный фронт». Она попала в руки уже следующему президенту США, Г. Трумэну. В этой записке В. Буш писал, что «…государственные интересы в области науки и образования могут быть наилучшим образом достигнуты созданием Национального фонда науки».

На каких принципах, по мнению В. Буша, следовало организовывать финансирование научных исследований?

Во-первых, правительству следовало поддерживать фундаментальные исследования. Исследования, которые производят промышленные компании, не могут считаться фундаментальными, поскольку они ориентированы на реализацию узко поставленных задач, результат которых хорошо предсказуем.

Во-вторых, финансировать следовало конкретных ученых, а не организации или проекты. Свое отношение к этому вопросу В. Буш выразил афористично: «Дайте людям деньги и свободу, и они вернутся к вам с чем-то полезным».

В-третьих, деньги ни в коем случае не следовало выделять секретным или закрытым организациям. Максимальное предпочтение предлагалось давать университетам, как наиболее открытым научным организациям.

Наконец, Буш предлагал финансировать наиболее перспективных исследователей, а особенно – студентов, которые решили посвятить себя науке.

«Сегодня все понимают, что авторами всех замечательных изобретений являются яркие индивидуальности, но при этом редко задумываются о том, что для них нужно создавать соответствующие условия». Этот афоризм В. Буша как нельзя лучше отражает его отношение к личности ученого.

А ученым Вэнневар Буш оставался, даже став администратором высокого уровня. С его именем связана одна идея, которая во время ее публикации, в 1945 году, казалась многим интересной, а лет через двадцать – смешной. Но прошло еще десять лет, и эта идея оказалась пророческой. С тех пор на нее часто ссылаются, когда говорят о гиперссылках, и в первую очередь – о гиперссылках в Интернете (о том, что такое гиперссылка, мы расскажем позже).

В 1945 году В. Буш опубликовал в журнале «The Atlantic Monthly» статью под названием «Как мы можем мыслить» (As We May Think). В этой статье В. Буш заметил, что, хотя целью и результатом науки является классификация, люди мыслят не «научно», не логически и не дедуктивно (от общего к частному), а ассоциативно, по аналогии и индуктивно (от частного к общему).

Для активизации научного творчества Буш придумал устройство, которое он сам назвал «мемекс» (то есть «memory extender», расширитель памяти).

Мемекс, по замыслу автора, должен был быть большим столом, оборудованным проекторами микрофильмов с доступом к огромной, в перспективе всемирной, фильмотеке. Микрофильмы должны стать единственным носителем информации. На них следовало перенести содержимое всех имеющихся в мире книг и все имеющиеся в мире изображения. Более того, любой исследователь мог сделать свой микрофильм, фотографируя все, что касается, например, проводимого эксперимента. Для этого он мог пользоваться специальным миниатюрным фотоаппаратом, закрепленным у него на лбу. Такого фотоаппарата тогда еще не было, но В. Буш не сомневался в том, что создать его технически возможно. Если бы он знал, что всего через шестьдесят лет куда более качественная камера будет вмонтирована в каждый мобильный (!) телефонный аппарат, и что сфотографировать все что угодно можно будет без малейшего труда!

А вот дальше начинается самое главное. Исследователь мог снабжать микрофильмы метками. И Буш знал, как это сделать. Еще до войны он запатентовал устройство для создания меток на микрофильмах, которое позволяло быстро промотать фильм до нужного места. Такие метки позволяли связывать между собой самые различные кадры, относящиеся, возможно, к самым различным областям знаний. Переход по одинаковым меткам от одного меченого кадра микрофильма к другому (может быть, находящемуся совсем на другом ролике пленки) фиксировал бы ход мысли ученого в виде ассоциативной цепочки, то есть в виде, привычном для человеческого сознания.

Замените кадры микрофильмов Web-страничками, а метки – Интернет-ссылками, и перед вами – современная Всемирная паутина, WWW, множество Web-страниц, содержащих самую разнообразную текстовую и графическую информацию и связанных между собой гиперссылками. Тот самый Интернет, к которому мы с вами так привыкли…

Другая идея В. Буша – о государственном целевом финансировании науки – осуществилась гораздо скорее, чем через пятьдесят лет. В 1950 году был создан уже упомянутый Национальный научный фонд (NSF). В нем собирались крупные средства, перечисляемые из государственного бюджета.

Эти немалые деньги расходовались в виде грантов, то есть целевых вложений в отдельные крупные научные проекты во всех областях науки – в физике и математике, в биологии и геологии, в общественных и инженерных дисциплинах. Отдельной отраслью была выделена информатика.

Более трех четвертей этих средств расходовалось на поддержку исследований, которые велись в американских университетах и колледжах. Около 20 % шло на совершенствование университетского образования. Очень немного, меньше 5 %, выделялось на приобретение оборудования.

Поэтому в 1984 году, когда встал вопрос о компьютеризации американских университетов, речь шла вовсе не о массовой закупке вычислительной техники для каждого университета. Техника стареет очень быстро, а устаревшая техника в такой области, как информатика, не только не полезна, но даже вредна.

Политика фонда состояла в другом. Вспомним, что компьютеры в то время были весьма крупных габаритов, и правило «чем крупнее, тем лучше» для них все еще работало. Поэтому было решено построить пять крупных вычислительных центров и оборудовать их суперкомпьютерами. А могучие вычислительные мощности до конечного потребителя – в научноисследовательские и учебные лаборатории университетов – должна была довести межкомпьютерная сеть, которую назвали «NSFNET». Главное требование к университету, который подсоединялся к этой сети, состояло в том, чтобы обеспечить доступ к терминалам всех своих студентов и сотрудников без исключения.

Амбиции были немалые. Сеть объединила бы все 300 американских университетов в единый виртуальный всеамериканский исследовательский центр.

Первым администратором проекта NSFNET был Деннис Дженнингс (Dennis Jennings) из Ирландии. Именно он в 1984 году смело и решительно «дал отмашку» проекту, одобрив выделение 17 миллионов долларов на проведение работ первого этапа.

По образованию Дженнингс был физиком, но своей специальностью он выбрал инвестирование в новые проекты. Дело это требует полководческих талантов – изрядной смелости, уверенности в себе и умения разбираться в людях. Всеми этими талантами Деннис Дженнингс был наделен в полной мере. Именно ему принадлежали основные стратегические решения, которые обеспечили успешный рост новой сети.

Во-первых, Дженнингс выделил главный объект проекта и главный объект финансирования со стороны NSF Таким объектом оказались не суперкомпьютерные центры, а скоростная магистральная линия для передачи информации, которая должна была соединить все эти центры. По-английски эта магистраль называлась поэтично, но верно, «backbone» («позвоночник», «спиной хребет»), потому что ей предстояло держать на себе всю структуру, которая должна была возникнуть в результате осуществления проекта.

К магистральной линии подключались региональные компьютерные сети, которые, в свою очередь, объединяли между собой местные, локальные сети. Вопросы подключения к региональным сетям решались на региональном уровне, а о создании местных компьютерных сетей заботились университеты и университетские подразделения. Таким образом, сохранялось единое руководство при максимальной свободе на местах.

Вторым важным вопросом, который решил Дженнингс, было применение в качестве основных протоколов сети NSFNET стека протоколов TCP/IP. Протокол IP обеспечивал «взаимопонимание» всех соединенных друг с другом локальных сетей и позволял без проблем подключать к основной сети новые локальные сети. Таким образом, общая сеть могла расширяться практически безгранично. Единственным принципиальным условием для подключения локальной сети к Интернету было наличие в подключаемой сети протоколов TCP и IP Благодаря этому, по ходу дела, как бы само собой возникло и новое название этой сети – «Интернет» (напомним – по одному из основных протоколов, Internet Protocol, IP).

Собственно говоря, Дженнингс настаивал на внедрении именно этих протоколов, с тем чтобы пользователи сети NSFNET могли при желании соединяться с сетью ARPANET. Никто тогда, вероятно, не предполагал, что всеамериканская научная сеть «убьет» своего «родителя».

Первые узлы сети NSFNET образовали пять суперкомпьютерных центров. Три из них находились на восточном побережье США, один – на западном и еще один – в центре страны. В центре страны также находился и Национальный центр атмосферных исследований, в котором тоже предполагалось разместить суперкомпьютер. Поскольку Национальный научный фонд финансировал приобретение и этого суперкомпьютера, его тоже было решено включить в создаваемую сеть.

Магистральная сеть Интернета в 1987 году

Итак, шесть суперкомпьютерных центров, соединенных между собой двумя линиями с высокой (по тем временам) скоростью передачи данных в 56 Кбит/с, образовали сеть, протяженность которой была сравнима с расстоянием от Москвы до Красноярска. В каждом из шести узлов этой сети разместили мини-компьютеры. На них была возложена задача маршрутизации (пересылки по сети) пакетов информации. Каждый из университетов, в которых размещались суперкомпьютерные центры, взял на себя ту или иную сервисную задачу (техническое обслуживание кабелей, поддержка и программирование компьютеров-маршрутизаторов, техническая помощь пользователям и т. д.) Вокруг этой своеобразной грибницы должны были начать расти и множиться региональные и локальные сети. Словно грибы после дождя, как надеялись в Национальном научном фонде.

Ожидания оправдались. Уже через два года количество региональных сетей настолько возросло, что пропускной способности линии «backbone» стало не хватать. Поэтому в ноябре 1987 года старые кабели начали заменять на новые, скорость передачи по которым была почти втрое выше – 1,5 Мбит/с. Одновременно увеличилось количество региональных узлов Интернета на территории США – их уже стало тринадцать. Кроме того, три узла американской сети соединили с сетью канадской, а один из узлов, находящийся на восточном побережье, – через трансатлантический кабель – с компьютерными сетями Франции и Северной Европы, а также с сетью, находящейся в Европейском центре ядерных исследований (CERN) в Женеве, который еще скажет свое веское слово в развитии Интернета. В узлах сети поставили новые мини-компьютеры с более высоким быстродействием.

NSFNET к этому времени была не единственной сетью даже на территории США. Кроме «дедушки» ARPANET существовали и развивались еще другие сети, принадлежавшие разным ведомствам. Это были, например, научная сеть космического агентства NASA, сеть энергетических организаций (ESnet) и военная сеть MILNET Чтобы обеспечить обмен данными с этими самостоятельными сетями, были сооружены два специальных узла, которые называли точками обмена трафиком. Один из таких узлов находился на западной оконечности сети, в Калифорнии, а второй – на восточной, в штате Мэриленд.

Магистральная сеть Интернета в 1991 году

В 1990 году был выпущен «Телефонный справочник Интернета» – маленькая брошюра в мягкой обложке, где были перечислены доменные имена и IP-адреса всех пользователей, подключенных на тот момент к Интернету, а также их адреса, телефоны и прочая контактная информация. Как видим, даже в 1990 году весь Интернет умещался на страницах небольшого по объему справочника.

В середине 1990-х годов мощность NSFNET настолько превысила мощность ARPANET, что не было смысла в поддержке или в расширении старой сети. ARPANET, с которого начинались межкомпьютерные сети, тихо скончался.

В течение 1991 года скорость магистральной сети Интернета была увеличена в тридцать раз и достигла 45 Мбит/с. Количество узлов тоже увеличилось до 16. Часть ветвей сохранили, и они продолжали дублировать новую, быструю сеть.

К январю 1992 года к ней уже были подключены около 7500 подсетей, причем 2500 из них находились за пределами США.

Сеть реально становилась международной. И чем дальше, тем оказывалось все более очевидно, что Национальному научному фонду такую сеть содержать и развивать накладно. Не царское это дело – с проводами возиться.

К тому же, пока Интернет находился под покровительством NSF, строго запрещалось использовать сеть для коммерческих целей. Созданный на деньги налогоплательщиков, Интернет не мог использоваться в целях получения прибыли. Я помню, как в 1994 году присоединял к Интернету компанию, в которой я тогда работал. Тогда мне пришлось оформлять бумагу-обязательство, что Интернет не будет применяться в коммерческих целях.

Через год таких бумаг оформлять уже не требовалось. 30 апреля 1995 года большая часть каналов сети NSFNET была продана в общедоступное коммерческое использование. Тогда впервые возникло слово «провайдер». Так назывались крупные компании, которые стали развивать и обслуживать магистральные каналы. Они вкладывали свои деньги в расширение инфраструктуры сети. Поэтому они могли и продавать право пользования Интернетом как частным компаниями, так и отдельным пользователям. Сеть NSFNET была официально расформирована и вернулась к статусу одной из научно-исследовательских сетей, подключенных к общему Интернету.