Дональд Уоттс Дэвис , CBE FRS (7 июня 1924 — 28 мая 2000) — валлийский учёный-компьютерщик и пионер Интернета , работавший в Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL).
В 1965-67 годах он изобрел современные средства передачи данных , включая коммутацию пакетов , высокоскоростные маршрутизаторы , многоуровневые протоколы связи , иерархические компьютерные сети и суть принципа сквозной передачи данных , концепции, которые сегодня используются в компьютерных сетях по всему миру. В 1966 году он предвидел, что будет «единая сеть» для передачи данных и телефонной связи. Дэвис предложил и изучил коммерческую национальную сеть передачи данных в Соединенном Королевстве и спроектировал и построил первую реализацию коммутации пакетов в локальной сети NPL в 1966-69 годах, чтобы продемонстрировать технологию. Многие из глобальных сетей с коммутацией пакетов, построенных в конце 1960-х и 1970-х годах, были похожи «почти во всех отношениях» на его оригинальный проект 1965 года. Работа Дэвиса повлияла на ARPANET в Соединенных Штатах и проект CYCLADES во Франции и сыграла ключевую роль в развитии технологии передачи данных, используемой в Интернете , который представляет собой сеть сетей.
Работа Дэвиса независима от работы Пола Барана в США, у которого в начале 1960-х годов были схожие идеи, и который также внес свой вклад в проект ARPANET после того, как его работа была отмечена командой Дэвиса.
Дэвис родился в Треорчи в долине Рондда , Уэльс . Его отец, клерк на угольной шахте, умер несколько месяцев спустя, и мать забрала Дональда и его сестру-близнеца обратно в свой родной город Портсмут , где он пошел в школу. [1] Он посещал Южную гимназию для мальчиков . [2]
Он получил степень бакалавра наук по физике (1943) в Имперском колледже Лондона , а затем присоединился к военным усилиям, работая помощником Клауса Фукса [1] над проектом по производству ядерного оружия Tube Alloys в Бирмингемском университете. [3] Затем он вернулся в Имперский колледж, получив степень бакалавра по математике (1947); он также был награжден премией имени Лаббока как выдающийся математик своего года. [2]
В 1955 году он женился на Дайан Бертон; у них родились дочь и двое сыновей. [4]
С 1947 года он работал в Национальной физической лаборатории (NPL) в Теддингтоне , недалеко от Лондона, где Алан Тьюринг проектировал компьютер Automatic Computing Engine (ACE). Говорят, что Дэвис заметил ошибки в основополагающей статье Тьюринга 1936 года On Computable Numbers , к большому раздражению Тьюринга. Это были, возможно, одни из первых «программных» ошибок , даже если они были для теоретического компьютера, универсальной машины Тьюринга . Проект ACE был чрезмерно амбициозным и провалился, что привело к уходу Тьюринга. [3] Дэвис взял проект на себя и сосредоточился на создании менее амбициозного компьютера Pilot ACE , который впервые заработал в мае 1950 года. Коммерческий ответвленный продукт, DEUCE был произведен English Electric Computers и стал одной из самых продаваемых машин 1950-х годов. [3]
Дэвис также работал над приложениями моделирования дорожного движения и машинного перевода. В начале 1960-х годов он работал над правительственными технологическими инициативами, призванными стимулировать британскую компьютерную промышленность.
В 1965 году Дэвис заинтересовался передачей данных после семинара, который он провел в Массачусетском технологическом институте . [5] [6] Он увидел, что существенной проблемой новых компьютерных систем с разделением времени была стоимость поддержания телефонного соединения открытым для каждого пользователя. [5] Ключевое понимание Дэвиса пришло к осознанию того, что трафик компьютерной сети по своей природе был «импульсным» с периодами тишины, по сравнению с относительно постоянным телефонным трафиком. [7] [3] Он применил принцип разделения времени к линии передачи данных, а также к компьютеру, чтобы изобрести концепцию того, что он назвал коммутацией пакетов . [3] [8] Дэвис предсказал сегодняшнее «убийственное приложение» для своей новой службы связи: [9]
Наибольший трафик мог бы быть получен только в том случае, если бы общественность использовала это средство для повседневных целей, таких как покупки... Люди, отправляющие запросы и размещающие заказы на товары всех видов, будут составлять большую часть трафика... Использование телефона в деловых целях может сократиться из-за роста рассматриваемого нами вида услуг.
— Дональд Дэвис (1965)
Дэвис предложил разделить компьютерные сообщения на очень «короткие сообщения в фиксированном формате», которые маршрутизируются независимо по сети, при этом для связанных пакетов разрешены различные маршруты, которые собираются заново в пункте назначения. [10] Дэвис использовал слово «пакет» после консультации с лингвистом, поскольку его можно было без компромиссов перевести на другие языки, кроме английского. [11]
В следующем году он вернулся на работу в NPL, где стал суперинтендантом Отделения компьютерных наук и преобразовал его вычислительную деятельность. [12] Он спроектировал и предложил коммерческую национальную сеть передачи данных, основанную на коммутации пакетов, в своем Предложении 1966 года о разработке Национальной службы связи для обработки данных в режиме онлайн . [10] Эта работа была первой, в которой была описана концепция высокоскоростных «коммутационных узлов», сегодня известных как маршрутизаторы , а также «интерфейсные компьютеры». [6] [13] Дэвис применил теорию очередей , чтобы показать, что «существует достаточный запас между предполагаемой производительностью [коммутируемой] системы и заявленными требованиями» с точки зрения удовлетворительного времени отклика для пользователя-человека. [10] Это затрагивало ключевой вопрос о жизнеспособности компьютерных сетей. [14] В этой статье он предсказал, что будет «единая сеть» для передачи данных и телефонной связи: [10]
Развитие компьютерных технологий в далеком будущем может привести к появлению типа сети, способного эффективно передавать речь и цифровые сообщения.
— Дональд Дэвис (1966)
Дэвис и его команда были первыми, кто написал протоколы связи в современном контексте коммутации данных в меморандуме от апреля 1967 года «Протокол для использования в сети передачи данных Национальной физической лаборатории», написанном Роджером Скэнтлбери и Кейтом Бартлеттом. [15] [16]
Его работа по коммутации пакетов, представленная Скэнтлбери, изначально привлекла внимание разработчиков ARPANET , сети Министерства обороны США (DoD), на Симпозиуме по принципам операционных систем в октябре 1967 года. [17] Предложенная конструкция сети была основана на иерархической структуре, в которой «локальные сети» взаимодействовали с «сетью высокого уровня». [18] Чтобы справиться с перестановками пакетов (из-за динамически обновляемых предпочтений маршрутов) и потерями датаграмм (неизбежными, когда быстрые источники отправляют данные медленным получателям), он предположил, что «все пользователи сети обеспечат себя каким-то контролем ошибок», [19] таким образом изобретя то, что стало известно как принцип «из конца в конец ». В отчете Скэнтлбери после конференции он отметил: «Похоже, что идеи в статье NPL на данный момент более продвинуты, чем любые предложенные в США». [20] [21] Ларри Робертс из Агентства перспективных исследовательских проектов (ARPA) Министерства обороны США (DoD) применил концепции Дэвиса по коммутации пакетов для ARPANET, которая впоследствии стала предшественником Интернета . [ 2] [22] [23] [24]
В июле 1968 года NPL провела демонстрацию реальных и моделируемых сетей на мероприятии, организованном Real Time Club в Royal Festival Hall в Лондоне. [8] Дэвис впервые представил свои собственные идеи по коммутации пакетов на конференции в Эдинбурге 5 августа 1968 года. [25] [26] В 1969 году Дэвис был приглашен в Японию для чтения лекций по коммутации пакетов. Он прочитал серию из девяти трехчасовых лекций, завершившихся интенсивной дискуссией с примерно 80 людьми. [2]
В 1968-1969 годах [16] [27] Дэвис руководил строительством сети, элементы которой были введены в эксплуатацию в начале 1969 года [28] [29] первой реализацией пакетной коммутации в мире. [30] [31] Локальная сеть Mark I NPL полностью вступила в эксплуатацию в январе 1970 года. [29] В 1973 году она была модернизирована до Mark II с многоуровневой архитектурой протокола и оставалась в эксплуатации до 1986 года. [16] Команда NPL также проводила работы по моделированию пакетных сетей, изучая датаграммы и перегрузки сети в масштабных сетях для облегчения передачи данных по всей территории Соединенного Королевства. [3] [29] [32] [33] Эти ранние годы совместного использования компьютерных ресурсов были задокументированы в фильме 1972 года «Компьютерные сети: вестники совместного использования ресурсов» . Оригинальные идеи Дэвиса оказали влияние на другие исследования по всему миру, [29] [34] включая проект Луи Пузена CYCLADES во Франции. [35]
В специальном выпуске Трудов IEEE 1978 года , посвященном коммутации пакетов, приглашенный редактор Боб Кан процитировал размышления Дэвиса о десятилетнем опыте работы с сетями пакетной связи: [36]
... есть три фактора, которые, прежде всего, критически влияют на качество сети. Самым критическим фактором является наша способность проектировать интерфейсы человек-машина, которые удобны и естественны для большинства людей. Вторым фактором, имеющим определенную важность, является высокая надежность и доступность услуг. Они не могут стать неотъемлемой частью промышленности и торговли, если они не могут быть абсолютно надежными так, как мы привыкли ожидать от традиционных телекоммуникационных средств массовой информации. Третьим требованием является общая конструкция системы, которая обеспечивает адаптивность к изменениям в системе, а также к новым требованиям пользователей.
— Дональд Дэвис (1978)
Дэвис, вместе с Дереком Барбером, его заместителем, и Роджером Скэнтлбери, провели исследование протоколов для межсетевого взаимодействия . Они участвовали в Международной сетевой рабочей группе с 1972 года, первоначально возглавляемой Винтом Серфом , а затем Барбером. [37] [38] [39] [40] Дэвис и Скэнтлбери были признаны Серфом и Бобом Каном в их основополагающей статье 1974 года о межсетевом взаимодействии, Протокол для пакетной сетевой интеркоммуникации . [41] [42]
Дэвис и Барбер опубликовали «Сети связи для компьютеров » в 1973 году. [43] Они выступили на симпозиуме по передаче данных в 1975 году о «битве за стандарты доступа» между датаграммами и виртуальными каналами , при этом Барбер сказал, что «отсутствие стандартных интерфейсов доступа для появляющихся общедоступных сетей связи с коммутацией пакетов создает «какого-то монстра» для пользователей». [44]
Эксперименты по межсетевому взаимодействию в NPL под руководством Дэвиса включали подключение к Европейской информационной сети (EIN) путем трансляции между двумя различными хост-протоколами и подключение к Экспериментальной пакетной коммутируемой службе почтового отделения (EPSS) с использованием общего хост-протокола в обеих сетях. Их исследования подтвердили, что установление общего хост-протокола будет более надежным и эффективным, чем трансляция между различными хост-протоколами с использованием шлюза. [45] Дэвис опубликовал «Компьютерные сети и их протоколы» в 1979 году, в котором он отмечает: [46]
Проблемам маршрутизации во взаимосвязанных сетях уделено мало внимания в литературе; примечательные статьи принадлежат Серфу и Кану, а позднее — Sunshine. ... Узлы шлюза должны быть снабжены адекватным пулом буферов пакетов для обслуживания вероятного уровня межсетевого трафика. Серф и Кан предполагают, что повторная сборка сообщений не должна происходить на шлюзах; это подразумевает, что порядок пакетов не должен поддерживаться, если адаптивная маршрутизация нарушает порядок пакетов. Если фрагментация пакетов необходима из-за различных ограничений на размер сетевых пакетов, Серф и Кан утверждают, что единственное логичное место для размещения процесса реконструкции — это хост назначения (это связано с тем, что последняя введенная сеть может иметь наименьшее ограничение на размер пакета, поэтому последний шлюз должен фрагментировать пакеты). Эта философия противоречит широко распространенному мнению о том, что пакетные сети должны доставлять поток данных, точно эквивалентный полученному потоку данных.
— Дональд Дэвис (1979)
В течение длительного периода времени сообщество сетевых инженеров было поляризовано по поводу внедрения конкурирующих наборов протоколов, дебаты обычно назывались Войнами протоколов . Было неясно, какой тип протокола приведет к лучшим и наиболее надежным компьютерным сетям. [47]
Дэвис оставил свои управленческие обязанности в 1979 году, чтобы вернуться к исследованиям. Он особенно заинтересовался безопасностью компьютерных сетей , и его исследования в области криптографии привели к ряду патентов, включая методы обеспечения безопасной связи для использования смарт-карт . [4] [48]
Он ушел из NPL в 1984 году, став ведущим консультантом по безопасности данных в банковской отрасли и опубликовав книгу на эту тему в том же году. [3] [4] Вместе с Дэвидом О. Клейденом он разработал алгоритм аутентификации сообщений (MAA) в 1983 году, один из первых алгоритмов кода аутентификации сообщений , получивший широкое признание. Он был принят в качестве международного стандарта ISO 8731-2 в 1987 году. [2]
В 1987 году Дэвис стал приглашенным профессором в колледжах Royal Holloway и Bedford New College . [49]
Поначалу Дэвис не знал, что Пол Баран из корпорации RAND в США также работал над похожей концепцией в начале 1960-х годов, хотя она была разработана для голосовой связи с использованием недорогой электроники без протоколов связи. [50] [51] [52] Когда Дэвис узнал о работе Барана в 1966 году, он признал, что они оба в равной степени открыли концепцию коммутации пакетов, и Дэвис и его команда ссылались на более раннюю опубликованную работу Барана. [53] [54] [55] [56]
Баран был рад признать, что Дэвис придумал ту же идею, что и он, независимо. В электронном письме Дэвису он написал: [53]
У нас с вами общее представление о том, что такое коммутация пакетов, поскольку мы с вами независимо друг от друга придумали одни и те же ингредиенты. ... и [вы] первыми применили это на практике.
— Пол Баран (2000)
Леонард Клейнрок , современник, работавший над анализом задержек сообщений с использованием теории очередей , разработал математическую модель для работы сетей коммутации сообщений в своей докторской диссертации в 1961-2 годах, опубликованной в виде книги в 1964 году. [57] Однако позднее заявление Клейнрока о разработке теоретической основы сетей коммутации пакетов оспаривается другими пионерами Интернета , [58] [59] [60] [61], включая Роберта Тейлора , [62] Барана [63] и Дэвиса. [64] [41]
Дональд Дэвис и Пол Баран признаны историками и Национальным залом славы изобретателей США за независимое изобретение концепции цифровой пакетной коммутации, используемой в современных компьютерных сетях, включая Интернет. [65] [66]
Ларри Робертс сказал, что компьютерные сети, построенные в 1970-х годах, были похожи «почти во всех отношениях» на оригинальный проект Дэвиса 1965 года. [67] Работа Дэвиса по передаче данных и проектированию компьютерных сетей была описана как «краеугольная» технология, использованная при разработке Интернета , который представляет собой глобальную систему связанных компьютерных сетей (сеть сетей). [68] [49] [69] [70] [71]
В 1975 году Дэвис был назначен почетным членом Британского компьютерного общества (BCS), в 1983 году ему было присвоено звание CBE , а в 1987 году он стал членом Королевского общества . [22] [3]
В 1974 году он получил премию Джона Плейера от BCS [72] , а в 1985 году был награжден медалью Компьютерного общества Джона фон Неймана в Венгрии [73].
В 2000 году Дэвис разделил первую премию IEEE Internet Award . [74] В 2007 году он был включён в Национальный зал славы изобретателей , [75] а в 2012 году Дэвис был включён в Зал славы Интернета Обществом Интернета . [76]
В 2001 году Дэвис получил награду за достижения всей жизни за исследования в области безопасной связи для смарт-карт. [77] [78]
NPL спонсирует галерею, открытую в 2009 году, посвященную развитию пакетной коммутации и «Технологии Интернета» в Национальном музее вычислительной техники . [79]
В июле 2013 года в Треорчи была открыта синяя мемориальная доска в память о Дэвисе . [80] [81]
У Дэвиса остались жена Диана, дочь, двое сыновей и четверо внуков. [82]
Статья Гатлинбурга 1967 года оказала влияние на разработку ARPAnet, которая в противном случае могла бы быть построена с использованием менее расширяемой технологии. ... Дэвис был приглашен в Японию для чтения лекций по коммутации пакетов.
Впервые система была запущена в эксплуатацию в начале 1969 года.
статья от июня 1966 года ... представила концепцию «интерфейсного компьютера», который должен располагаться между пользовательским оборудованием и пакетной сетью.
сети ARPA (ArpaNet) был полностью изменен для принятия этой технологии.
Впервые система была запущена в эксплуатацию в начале 1969 года .
Первая сеть с коммутацией пакетов была реализована в Национальной физической лаборатории в Соединенном Королевстве. За ней быстро последовала ARPANET в 1969 году.
Леонард Клейнрок: Дональд Дэвис ... сделал одноузловой пакетный коммутатор до того, как это сделала ARPA
Почти во всех отношениях первоначальное предложение Дэвиса, разработанное в конце 1965 г., было похоже на реальные сети, которые строятся сегодня.
Возможно, единственное историческое различие, которое имело бы место, если бы DARPA переключилось на протокол INWG 96, заключается в том, что вместо Серфа и Кана, которых обычно называли «отцами Интернета», возможно, Серфа, Скэнтлбери, Циммермана и меня.
Роджер Скэнтлбери был одним из главных игроков. И Дональд Дэвис, который управлял, по крайней мере, он был суперинтендантом отдела информационных систем или что-то в этом роде. В то время я, безусловно, много общался с NPL. Они на самом деле приезжали на ICCC 72, и они приезжали на предыдущие встречи того, что сейчас называется Datacomm. Его первым воплощением было длинное название, связанное с анализом и оптимизацией компьютерных коммуникационных сетей или что-то в этом роде. Это началось в конце 1969 года, я думаю, когда состоялась первая встреча в Пайн-Хилл, штат Джорджия. Я не пошел на ту встречу, но я пошел на следующую, которая была в Стэнфорде, я думаю. Именно там я впервые встретил Скэнтлбери, я думаю. Затем у меня было гораздо больше взаимодействия с ним. Я приезжал в Великобританию довольно регулярно, отчасти по причинам IFIP или INWG
Авторы хотели бы поблагодарить ряд коллег за полезные комментарии во время ранних обсуждений международных сетевых протоколов, особенно R. Metcalfe, R. Scantlebury, D. Walden и H. Zimmerman; D. Davies и L. Pouzin, которые конструктивно прокомментировали вопросы фрагментации и учета; и S. Crocker, который прокомментировал создание и разрушение ассоциаций.
У. Дэвис, предложивший метод передачи данных, сделавший возможным Интернет
уделял больше внимания цифровой голосовой связи, чем компьютерной.
Как вспоминает Кан: ... Вклад Пола Барана ... Я также думаю, что Пол был мотивирован почти исключительно голосовыми соображениями. Если вы посмотрите на то, что он написал, он говорил о коммутаторах, которые были недорогой электроникой. Идея размещения мощных компьютеров в этих местах не совсем пришла ему в голову как экономически эффективная. Поэтому идея компьютерных коммутаторов отсутствовала. Само понятие протоколов не существовало в то время. И идея коммуникаций между компьютерами была действительно второстепенной.
Пол Баран ... сосредоточился на процедурах маршрутизации и на выживаемости распределенных систем связи во враждебной среде, но не сосредоточился на необходимости совместного использования ресурсов в той форме, как мы это понимаем сейчас; действительно, концепция программного коммутатора не присутствовала в его работе.
Это вызвало возмущение среди многих других пионеров Интернета, которые публично напали на Клейнрока и заявили, что его краткое упоминание о разбиении сообщений на более мелкие части даже близко не соответствовало предложению по коммутации пакетов.
Авторы, которые брали интервью у десятков пионеров Arpanet, прекрасно знают, что заявлениям Клейнрока-Робертса не верят.
Интернет на самом деле является работой тысячи людей», — сказал г-н Баран. «И из всех историй о том, что сделали разные люди, все части сходятся воедино. Это просто один маленький случай, который кажется отклонением.
Я не могу найти никаких доказательств того, что он понимал принципы коммутации пакетов.[ мертвая ссылка ]
приписывают основополагающие идеи валлийскому ученому Дональду У. Дэвису и американскому инженеру Полу Барану.
во всех отношениях первоначальное предложение Дэвиса, разработанное в конце 1965 г., было похоже на реальные сети, которые строятся сегодня.
коммутации пакетов и проектирование компьютерных сетей связи... стали краеугольным камнем развития, которое привело к появлению Интернета.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Признавая выдающиеся достижения в области смарт-карт, программа — за которую ... Дональд Дэвис и Питер Хоукс, за их совместный и индивидуальный вклад