Zrození internetu 6: Když internet řídili IMPové

Struktura a technologie internetu se v průběhu desetiletí výrazně měnily. Platí to i o prehistorických bránách, kterým se dříve říkalo IMP. Právě jim se budeme dnes věnovat.

Internet má za sebou bohatou historii a jeho struktura a technologie se v čase výrazně měnily. Dnes si připomeneme první generaci internetových uzlů a bran (gateway), kterým se v 60. až 80. letech říkalo IMP – Interface Message Processor a jejich úkolem bylo propojení různých sítí do jednoho celku.

Článek je součástí seriálu Zrození internetu, všechny díly najdete zde

Experimentální síť počítačů, v budoucnu zvaná ARPANET, se začínala vynořovat z mlhavých náznaků do reálné podoby. Už bylo jasné, že pro komunikaci mezi počítači bude použito přepojování paketů, stejně tak se podařilo vyjasnit si myšlenku oddělení vlastního síťového provozu od hostitelských počítačů. Interface message processor – tak nazval uzly budoucí sítě Lawrence G. Roberts ve slabé chvilce při ztrátě inspirace. Toto sice přesné, ale příliš technické, krkolomné a nezapamatovatelné pojmenování se neujalo. Se zapamatovatelností, jak mnozí vědí, měl potíže už náš Jára Cimrman. Naštěstí, existovala sympatická zkratka, která vše vyřešila. IMP.

V polovině roku 1968 si Roberts ujasnil, že budoucí síť bude sestávat ze specializovaných minipočítačů, které zajistí celý její provoz. Wesley Clark mu potvrdil, že nejvhodnější osobou, která něco takového postaví a zajistí dokonalou funkčnost celého komplikovaného systému, je Frank Heart. Zdálo by se, že není nic jednoduššího, než tomu správnému člověku ten projekt přiklepnout. Tak to ale udělat nešlo.

Klepněte pro větší obrázek
Richard Bolt, Leo Beranek a Robert Newman - zakladatelé firmy BBN

ARPA byla státní organizací a nemohla tedy jen tak od zeleného stolu dát zakázku na výrobu IMPů vyvolenému Franku Heartovi. Místo toho bylo nejprve nutné vypsat detailní specifikaci, vyhlásit výběrové řízení, tuto veřejnou zakázku zaslat do 140 různých společností, které měly předložit své nabídky. Zpět nakonec dorazila téměř metr vysoká hromada papírů, celkem dvanáct různých nabídek. Nejvážnějším kandidátem byla firma Rayethon, s níž se Roberts dal do předběžného vyjednávání a vše vypadalo zcela jasně. Tato firma odejde z tendru jako vítěz. Slibovala vybudování vysokorychlostní počítačové sítě a souhlasila s nabízenou cenou. Jen pár dní před Vánocemi se ovšem stalo něco zcela nečekaného. Za vítěze byla vyhlášena menší konzultační společnost BBN. Jen zasvěcenci znali její základní devízu. Pracoval v ní Frank Heart. A pak že v tom Američané neumějí chodit!

Bolt, Baranek & Newman

Firma BBN byla původně založena Richardem Boltem a Leo Barankem jako konzultační společnost v oboru akustiky. Později se k nim přidal i jejich žák Newman a jméno firmy tak získalo svou výslednou formu. Radili při stavbě koncertních síní či hal, nicméně v druhé polovině padesátých let už se byznys nedařil, jako dříve. Těžko říci, zda za to mohl úpadek hudbymilovných Američanů, či skandál s Avery Fisher Hall v New Yorku, která se navzdory akustické studii BBN musela přestavovat, ovšem obchod upadal. Leo Baranek proto najal nám už známého Licklidera, ovšem ne jako experta na psychoakustiku, nýbrž kvůli jako znalosti počítačů. Baranek věřil, že toto je obor s budoucností. Zakrátko za ním Licklider přišel s požadavkem na koupi nového počítače a odehrál se neuvěřitelný, leč pravdivý rozhovor.
„Kolik to bude stát?“ chtěl vědět vlastník firmy.
„Asi pětadvacet tisíc.“
„To je hodně peněz,“ konstatoval Baranek. „A co s tím budeš dělat?“
„Nevím.“

Počítač byl navzdory této poněkud nevhodně zvolené taktice přemlouvání majitele nakonec zakoupen a BBN si posléze vydobyla slušnou pověst v branži. Pořídila si jeden z prvních PDP-1 a vytvořila pro něj operační systém na sdílení strojového času, nicméně v této oblasti záhy vznikla obrovská konkurence. Licklider postupně vytvořil celé počítačové oddělení, kterému Baranek moc nerozuměl, mimo jiné i z hlediska volného přístupu k odívání a nazírání na svět. Zatímco akustici pracovali zásadně v oblecích a kravatách, u programátorů to nepřicházelo v úvahu, což je ostatně tradice až do dnešních dní. „Bylo to tam jak v Adamsově rodině,“ vzpomínal později Baranek. Jeho skepsi navzdory mělo ale toto oddělení na rozdíl od akustiků cosi zásadního. Výsledky.

Klepněte pro větší obrázek
Frank Heart předvádí ovládání IMPu

Frank Heart byl jedním ze skvělých odborníků, které se Lickliderovi podařilo shromáždit, než odešel do ARPy kázat své evangelium. Heart byl velmi talentovaným mladým mužem, který vzhledem ke skromným rodinným poměrům potřeboval získat na studia stipendium. To se mu podařilo, ovšem po několika létech na MIT se setkal s počítači a to mu zcela změnilo život. Především opustil vysokou školu, čímž všechny šokoval, nicméně později si titul vysloužil a ne jeden. Stal se členem vývojářského týmu projektu Whirlwind, což byl systém sítě radarů, synchronizovaně sledujících jeden cíl. Zatímco rušit jeden radar nebyl tehdy problém, rušit celé pole nepřicházelo v úvahu, ovšem realizovat něco takového v polovině padesátých let, to znamenalo skutečně velký technický oříšek. Jednalo se o v podstatě první počítačovou síť zvanou SAGE. Díky tomu se Heart stal respektovaným odborníkem na systémy pracující v reálném čase.

V druhé polovině padesátých let nastoupil do Lincolnovy laboratoře, kde spolu s dalšími kolegy – Davem Waldenem a Willem Crowtherem – řešili projekty, týkající se především připojování různých měřících zařízení k počítačům. Opět se jednalo o problémy zpracování dat v reálném čase, které tehdejší výpočetní technika byla schopna zvládat na hranici svých možností.

V létě 1965 se Heart stal zaměstnancem firmy BBN, kde měl za úkol připravit projekt pro využití počítačů v nemocnicích, nicméně z toho po dvou létech sešlo, a než si stačil nalézt nové uplatnění, přistála mu na stole poptávka z ARPy.

Přípravy

Je třeba ovšem říci, že Heart nebyl z toho projektu zdaleka tak nadšený, jak si Roberts možná představoval. Jako špičkový inženýr nesnášel jednak rozhodování v časové tísni, což byl právě tento případ, neboť na zpracování nabídky měl třicet dní. Kromě toho si velmi dobře uvědomoval, kolik skrytých problémů a obtížných řešení v sobě poněkud mlhavý nástřel budoucí počítačové sítě skrývá. Ze specifikací například nebylo vůbec zřejmé, jak velký datový provoz se na budoucí síti dá očekávat. Bude hardware schopen něco takového unést, nebo bude selhávat? Šéfové BBN ale měli jasno – firma by se měla pokusit to lákavé sousto uzmout konkurenci. Ano, oproti jiným gigantům je naše firmička se šesti stovkami zaměstnanců stále nepatrná, ale máme skvělé odborníky, kteří se nebojí velkých výzev. A tak chtě nechtě musel Heart navzdory svým pochybám sestavit tým, který začal zkoumat možnosti, jak vytvořit síť minipočítačů.

Klepněte pro větší obrázek
IMP brána (Foto: FastLizard4, CC-BY-SA, Wikipedie)

Základem týmu byl vynikající Bob Kahn, profesor elektroinženýrství, kterého BBN zlanařila z MIT. Ten se na rozdíl od Hearta touto novou myšlenkou přímo nadchl, neboť věřil pravdě, že nejlepší způsob, jak se sebezdokonalovat, je vyhledávat co nejobtížnější projekty a pracovat s těmi nejlepšími mozky. Kahn se měl v budoucnu stát klíčovou postavou při dalším rozvíjení počítačových sítí, takže se nelze divit jeho entusiasmu, s nímž se pustil do teoretického zkoumání všech možných záludností v síťovém provozu a hledání cest, jak je odstranit či minimalizovat.

Dalším členem byl Dave Walden, jenž Hearta následoval z Lincolnovy laboratoře. Ten dostal za úkol prozkoumat otázku naprogramování celého systému, no a protože si nebyl jist, zda to zvládne, přidal se k němu i Will Crowther. To byl naprosto špičkový programátor, specializující se na psaní kritických částí programů co nejstručnějším kódem. Společně se pokoušeli odhadnout, kolik strojových instrukcí bude třeba pro naprogramování základní smyčky, ošetřující síťovou komunikaci. Ten přesný počet byl nesmírně důležitý, protože v systému pracujícím v reálném čase hraje roli každá mikrosekunda, po kterou se zpracovává ta která instrukce.

Zatímco dnešní programátoři se ve velké většině už něčím takovým nemusí zabývat, neboť počítače dnes mají výkon na rozdávání, tehdy toto neplatilo. Každá instrukce, kterou bude možné ušetřit, znamenala větší počet přenesených paketů na síti a tím i rychlejší provoz. Roberts sám něco takového odhadl na zhruba 1500 potřebných instrukcí. Crowther a Walden se po prvních nejasných odhadech rozhodli, že bude nejjednodušší tu smyčku rovnou napsat – a zvládli to s pouhými 150 strojovými instrukcemi. Jinými slovy, ještě nebyl postaven první uzel a už bylo jasné, že je možné vybudovat síť desetkrát rychlejší, než dle původních předpokladů.

Hardware dostal na starost Severo Ornstein, taktéž původně pocházející z Lincolnovy laboratoře. Ornsteinův otec, skvělý pianista a skladatel, nebyl zrovna nadšen faktem, že se syn místo hudbě věnuje vědě. A ještě k tomu geologii! No, ale když byl natolik chytrý, že dokázal vystudovat Harward, tak skončil jakýkoliv tlak udělat z něj muzikanta. Ornstein se ale později zamiloval do počítačů a s Wesley Clarkem se je naučil i stavět. Když se jej Frank Heart zeptal, zda je schopen postavit hardware pro fungování počítačové sítě, přisvědčil. Jen mu prý není jasné, k čemu by něco takového mělo být.

Po určitém váhání se tvůrci rozhodli pro použití minipočítače Honeywell DDP-516 jako základního stroje, ke kterému by se připojilo speciální síťové rozhraní. Tento počítač měl skvělou pověst pro možnost řízení mnoha vstupně-výstupních zařízení, což bylo přesně to pravé. Kromě toho měl výtečnou reputaci u amerického námořnictva a existovala speciální vojenská verze s výrazně zvýšenou odolností. Frank Heart dospěl k názoru, že co je možné nasadit v armádě, mělo by být schopno přežít i provoz ve školství.

Klepněte pro větší obrázek
Tým BBN - Frank Heart uprostřed s kravatou, Bob Kahn zcela vpravo, za ním se schovává Severo Ornstein, Will Crowther (dřepící vpravo), Dave Walden (dřepící uprostřed)

Výsledkem měsíční týmové práce plné přesčasů a ponocování bylo dvě stě stránek, detailně rozebírajících technické řešení budoucí sítě. Nabídka BBN nebyla jen všeobecná, naopak, šla do nejmenších detailů. Tvůrci se zamýšleli nad problémy, které Robertse zatím ani nenapadly. V BBN si byli jisti, že to, co oni dokázali, jde mnohem dále, než co za stejný čas předložila v ARPě konkurence.

Těžko dnes po tolika létech soudit, zda měli pravdu, protože tehdy se nad výběrovým řízením vznášely otazníky. Je pochopitelné, že poražení si nemohli nechat ujít příležitost vítěze očernit poukázáním na jisté náznaky, že ne vše bylo zcela čestné a spravedlivé. Výsledek je známý. Nabídka BBN, kterou tým dokázal během několika setkání s Robertsem obhájit, se stala vítězem tendru. Konečně bylo jasné, kdo zařízení nazývané tou zvláštní zkratkou IMP postaví. Zbývalo vlastně jediné. Dát se do práce. Skutečnost se ovšem ukázala být ještě mnohem obtížnější, než si Frank Heart ve svých obavách dokázal představit.

Článek je součástí seriálu Zrození internetu, všechny díly najdete zde

Témata článku: Technologie, Internet, Seriál Zrození internetu, Historie, SE, Heart, Frank, Tip, Bolt, Leo, Dave, Avery, Radar, Honeywell

5 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Rudidlo 7. 3. 2013 9:33:32
    "...Zatímco dnešní programátoři se ve velké většině už něčím takovým...
  • Falhar 7. 3. 2013 8:02:31
    Ksakru, další cliffhanger. :-(
  • metaller 7. 3. 2013 7:48:30
    pevne dufam, ze tento serial skonci podobne, ako strucna historie...
Určitě si přečtěte

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 129

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 79