Сеть Национального научного фонда ( NSFNET ) представляла собой программу скоординированных, развивающихся проектов, спонсируемых Национальным научным фондом (NSF) с 1985 по 1995 год, с целью продвижения передовых исследовательских и образовательных сетей в Соединенных Штатах. [1] В рамках программы было создано несколько общенациональных магистральных компьютерных сетей в поддержку этих инициатив. Первоначально созданный для связи исследователей с суперкомпьютерными центрами, финансируемыми NSF, благодаря дальнейшему государственному финансированию и партнерству с частной промышленностью он превратился в основную часть магистральной сети Интернета .
Национальный научный фонд разрешал использовать сеть только правительственным учреждениям и университетам до 1989 года, когда появился первый коммерческий интернет-провайдер . К 1991 году NSF снял ограничения на доступ, и бизнес коммерческих интернет-провайдеров начал быстро расти. [2]
После развертывания в 1981 году Сети компьютерных наук (CSNET), сети, которая предоставляла интернет-услуги академическим факультетам информатики , Национальный научный фонд США (NSF) поставил перед собой задачу создать академическую исследовательскую сеть, облегчающую доступ исследователей к суперкомпьютерным центрам . финансируется NSF в США. [3]
В 1985 году NSF начал финансировать создание пяти новых суперкомпьютерных центров:
Также в 1985 году под руководством Денниса Дженнингса NSF учредил Сеть национальных научных фондов (NSFNET). NSFNET должна была стать исследовательской сетью общего назначения, узлом, соединяющим пять суперкомпьютерных центров вместе с финансируемым NSF Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) друг с другом, а также с региональными исследовательскими и образовательными сетями, которые, в свою очередь, соединяли бы кампус. сети. Используя эту трехуровневую сетевую архитектуру, NSFNET обеспечит доступ между суперкомпьютерными центрами и другими объектами через магистральную сеть бесплатно для центров или региональных сетей с использованием открытых протоколов TCP/IP, первоначально успешно развернутых в ARPANET .
NSFNET начала работу в 1986 году с использованием TCP/IP . Его шесть магистральных узлов были соединены между собой арендованными каналами со скоростью 56 кбит/с , построенными группой, включающей Национальный центр суперкомпьютерных приложений Университета Иллинойса ( NCSA ), Теоретический центр Корнеллского университета , Университет штата Делавэр и Merit Network . Миникомпьютеры PDP-11/73 с программным обеспечением маршрутизации и управления, называемые Fuzzballs , служили сетевыми маршрутизаторами, поскольку они уже реализовали стандарт TCP/IP.
Эта первоначальная магистраль со скоростью 56 кбит/с контролировалась самими суперкомпьютерными центрами под руководством Эда Крола из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне . Маршрутизаторы PDP-11/73 Fuzzball были настроены и запущены Хансом-Вернером Брауном из Merit Network [4], а статистика была собрана Корнельским университетом .
Поддержка конечным пользователям NSFNET оказывалась Центром сетевых услуг NSF (NNSC), расположенным в BBN Technologies , и включала публикацию «Телефонной книги интернет-менеджера» в мягком переплете, в которой в 1990 году была указана контактная информация для каждого выданного доменного имени и IP-адреса. [5] ] Между прочим, Эд Крол также является автором « Автостопом по Интернету» , призванного помочь пользователям NSFNET понять ее возможности. [6] «Автостопом» стало одним из первых справочных руководств в Интернете .
По мере роста региональных сетей магистраль NSFNET со скоростью 56 кбит/с испытала быстрый рост сетевого трафика и стала серьезно перегруженной. В июне 1987 года NSF опубликовал новое предложение по обновлению и расширению NSFNET. [7]
В результате вручения NSF в ноябре 1987 года награды Merit Network , сетевому консорциуму государственных университетов Мичигана , первоначальная сеть со скоростью 56 кбит/с была расширена и к июлю 1988 года включила 13 узлов, соединенных между собой на скорости 1,5 Мбит/с ( T-1 ). Были добавлены дополнительные каналы для формирования многопутевой сети, а также добавлен узел, расположенный в Атланте . Каждый из магистральных узлов представлял собой маршрутизатор, называемый системой узловой коммутации (NSS). NSS представляли собой совокупность нескольких (обычно девяти) ПК-систем IBM RT , соединенных локальной сетью Token Ring . Компьютеры RT работали под управлением AOS , версии Berkeley UNIX от IBM , и были предназначены для конкретной задачи обработки пакетов. [8]
По соглашению о сотрудничестве с NSF Merit Network была ведущей организацией в партнерстве, в которое входили IBM , MCI и штат Мичиган . Компания Merit обеспечивала общую координацию проекта, проектирование и проектирование сети, центр сетевых операций (NOC) и информационные услуги для помощи региональным сетям. IBM предоставила оборудование, разработку программного обеспечения, установку, обслуживание и поддержку эксплуатации. MCI предоставила каналы передачи данных T-1 по сниженным тарифам. Штат Мичиган предоставил финансирование для оборудования и персонала. Эрик М. Опперле, президент Merit, был директором проекта NSFNET, а Ханс-Вернер Браун был соглавным исследователем.
С 1987 по 1994 год компания Merit организовала серию встреч «Региональные технологии», на которых технический персонал региональных сетей встречался для обсуждения эксплуатационных вопросов, представляющих общий интерес друг с другом и с инженерным персоналом Merit.
В течение этого периода, помимо поддержки магистральной сети NSFNET, NSF профинансировал:
NSFNET стала основной магистральной сетью Интернета летом 1986 года, когда MIDnet , первая региональная магистральная сеть NSFNET, начала функционировать. К 1988 году, помимо пяти суперкомпьютерных центров NSF, NSFNET включала возможность подключения к региональным сетям BARRNet, JVNCNet, Merit/MichNet , MIDnet, NCAR, NorthWestNet, NYSERNet, SESQUINET, SURAnet и Westnet, которые, в свою очередь, соединяли около 170 дополнительных сетей. в НСФНЕТ. [10] В рамках обновления до Т-3 были добавлены три новых узла: NEARNET в Кембридже, Массачусетс; Аргонская национальная лаборатория за пределами Чикаго; и SURAnet в Атланте, Джорджия. [11] NSFNET подключен к другим федеральным правительственным сетям, включая Научный Интернет НАСА, Сеть энергетических наук ( ESnet ) и другие.
Начиная с 1988 года были также установлены связи с исследовательскими и образовательными сетями в других странах: Канада, Франция, [12] [13] NORDUnet (обслуживает Данию, Финляндию, Исландию, Норвегию и Швецию), [14] Нидерланды, [15] и многих других стран в последующие годы. [16] [17]
Две федеральные интернет-биржи (FIX) были созданы в июне 1989 года [18] под эгидой Федеральной группы инженерного планирования (FEPG). FIX East в Университете Мэриленда в Колледж-Парке и FIX West в Исследовательском центре Эймса НАСА в Маунтин-Вью, Калифорния . Существование NSFNET и FIX позволило свернуть ARPANET в середине 1990 года. [19]
Начиная с августа 1990 года магистраль NSFNET поддерживала сетевой протокол OSI без установления соединения (CLNP) в дополнение к TCP/IP. [20] Однако использование CLNP оставалось низким по сравнению с TCP/IP.
Трафик в сети продолжал стремительно расти, удваиваясь каждые семь месяцев. Прогнозы показали, что магистраль Т-1 будет перегружена где-то в 1990 году.
В этот период истории Интернета возникла критическая технология маршрутизации, протокол пограничного шлюза (BGP). BGP позволял маршрутизаторам магистральной сети NSFNET различать маршруты, первоначально полученные по нескольким путям. До появления BGP соединения между IP-сетями по своей сути были иерархическими, и требовалось тщательное планирование, чтобы избежать петель маршрутизации. [21] BGP превратил Интернет в ячеистую топологию, отойдя от центральной архитектуры, на которой подчеркивалось ARPANET.
В 1991 году была развернута модернизированная магистральная сеть со схемами передачи 45 Мбит/с ( Т-3 ) для соединения 16 узлов. Маршрутизаторами на обновленной магистральной сети были серверы IBM RS/6000 , работающие под управлением AIX UNIX. Базовые узлы располагались на объектах MCI, а конечные узлы — в подключенных региональных сетях и суперкомпьютерных центрах. Завершенный в ноябре 1991 года переход от Т-1 к Т-3 прошел не так гладко, как предыдущий переход от DDS со скоростью 56 кбит/с к Т-1 со скоростью 1,5 Мбит/с, поскольку он занял больше времени, чем планировалось. В результате на перегруженной магистрали Т-1 временами возникали серьезные перегрузки. После перехода на Т-3 части магистрали Т-1 остались на месте, чтобы служить резервной копией для новой магистрали Т-3.
В ожидании модернизации Т-3 и приближающегося окончания пятилетнего соглашения о сотрудничестве NSFNET в сентябре 1990 года Merit, IBM и MCI сформировали Advanced Network and Services (ANS), новую некоммерческую корпорацию с более широкой базой. Совет директоров, чем базирующаяся в Мичигане сеть Merit Network. В соответствии с соглашением о сотрудничестве с NSF, Merit продолжала отвечать за работу NSFNET, но передала ANS большую часть инженерных и эксплуатационных работ по субподряду. И IBM, и MCI взяли на себя новые существенные финансовые и другие обязательства для поддержки нового предприятия. Аллан Вейс покинул IBM, чтобы стать первым президентом и управляющим директором ANS. Дуглас Ван Хаувелинг , бывший председатель совета директоров Merit Network и вице-проректор по информационным технологиям Мичиганского университета , был председателем совета директоров ANS.
Новая магистраль T-3 получила название ANSNet и обеспечивала физическую инфраструктуру, используемую Merit для предоставления услуг магистральной сети NSFNET.
В дополнение к пяти суперкомпьютерным центрам NSF (которые управляли региональными сетями, например, SDSCnet [22] и NCSAnet [23] ), NSFNET обеспечивал подключение к одиннадцати региональным сетям, а через эти сети - ко многим меньшим региональным и университетским сетям. Региональными сетями NSFNET были: [11] [24]
Закон об ассигнованиях NSF уполномочил NSF «стимулировать и поддерживать развитие и использование компьютерных и других научных и инженерных методов и технологий, в первую очередь для исследований и образования в области науки и техники». Это позволило NSF поддерживать NSFNET и связанные с ним сетевые инициативы, но только в той степени, в которой эта поддержка предназначалась « в первую очередь для исследований и образования в области науки и техники ». [29] А это, в свою очередь, означало, что использование NSFNET в коммерческих целях не разрешено .
Чтобы гарантировать правильное использование поддержки NSF, NSF разработал Политику допустимого использования NSFNET (AUP), в которой в общих чертах описываются разрешенные и запрещенные виды использования NSFNET. [30] AUP несколько раз пересматривался, чтобы сделать его более ясным и обеспечить максимально широкое использование NSFNET в соответствии с пожеланиями Конгресса, выраженными в законе об ассигнованиях.
Примечательной особенностью AUP является то, что в нем указаны допустимые способы использования сети, которые не связаны напрямую с тем, кто или какой тип организации это использует. Использование коммерческими организациями допускается, если оно направлено на поддержку открытых исследований и образования. А некоторые виды использования, такие как сбор средств, реклама, деятельность по связям с общественностью, широкое личное или частное использование, коммерческое консультирование и любая незаконная деятельность, никогда не приемлемы, даже если такое использование осуществляется некоммерческим колледжем, университетом, школой K-12. , или библиотека. И хотя эти положения AUP кажутся вполне разумными, в конкретных случаях их часто бывает трудно интерпретировать и обеспечивать соблюдение. NSF не отслеживал содержимое трафика, отправляемого через NSFNET, и не контролировал активно использование сети. И для этого не требовалось участия Merit или региональных сетей. NSF, Merit и региональные сети действительно расследовали возможные случаи ненадлежащего использования, когда о таком использовании было доведено до их сведения. [31]
Пример может помочь проиллюстрировать проблему. Допустимо ли для родителя обмениваться электронной почтой с ребенком, обучающимся в колледже или университете, если для этого обмена используется магистральная сеть NSFNET? Было бы приемлемо, если бы темой электронного письма была инструкция студента или исследовательский проект. Даже если предметом не было обучение или исследование, электронная почта все равно могла быть приемлема как частное или личное дело, пока ее использование не было обширным. [32]
Запрет на коммерческое использование магистрали NSFNET [33] означал, что некоторые организации не могли подключаться к Интернету через региональные сети, подключенные к магистрали NSFNET, при этом быть полностью подключенными к другим организациям (или региональным сетям от их имени), в том числе некоторым некоммерческим исследовательским и образовательным учреждениям потребуется два подключения: одно к региональной сети, подключенной к NSFNET, и одно к сетевому провайдеру, не подключенному к NSFNET. В любом случае ситуация была запутанной и неэффективной. Это предотвратило эффект масштаба, увеличение затрат или и то, и другое. И это замедлило рост Интернета и его внедрение новыми классами пользователей, чему никто не был рад.
В 1988 году Винт Серф , тогда работавший в Корпорации национальных исследовательских инициатив (CNRI), предложил Федеральному сетевому совету (FNC) и MCI соединить коммерческую почтовую систему MCI с NSFNET. MCI предоставила финансирование, а FNC предоставила разрешение, и летом 1989 года эта связь была установлена. По сути, FNC разрешил экспериментальное использование магистрали NSFNET для передачи коммерческого трафика электронной почты в NSFNET и из нее. Другие провайдеры электронной почты, такие как Telemail компании Telenet , OnTyme компании Tymnet и CompuServe , примерно в то же время получили разрешение на создание экспериментальных шлюзов для той же цели. Интересным побочным эффектом этих ссылок на NSFNET было то, что пользователи ранее отключенных коммерческих служб электронной почты смогли обмениваться электронной почтой друг с другом через Интернет. По совпадению, в один и тот же период времени появились три коммерческих интернет-провайдера: AlterNet (созданный UUNET ), PSINet и CERFnet .
В период создания NSFNET начали появляться интернет-провайдеры, разрешавшие коммерческий трафик, такие как Alternet, PSINet , CERFNet и другие. Коммерческие сети во многих случаях были подключены к NSFNET и маршрутизировали трафик через NSFNET номинально в соответствии с политикой допустимого использования NSFNET [ 34] . некоторые региональные сети Интернет.
В 1991 году PSINet, UUNET и CERFnet создали коммерческий интернет-обмен (CIX, произносится как «кики») , чтобы обеспечить место, в котором несколько сетей могли обмениваться трафиком без расчетов на основе трафика и ограничений, налагаемых политикой приемлемого использования. [35]
В 1991 году новый интернет-провайдер, ANS CO+RE (коммерческий и исследовательский), выразил обеспокоенность и уникальные вопросы, касающиеся политики коммерческой и некоммерческой совместимости. ANS CO+RE была коммерческой дочерней компанией некоммерческой организации Advanced Network and Services (ANS), созданной ранее партнерами NSFNET, Merit, IBM и MCI. [36] ANS CO+RE был создан специально для того, чтобы разрешить коммерческий трафик через ANSNet, не ставя под угрозу некоммерческий статус материнской компании и не нарушая налоговое законодательство. Магистральная служба NSFNET и ANS CO+RE использовали и совместно использовали общую инфраструктуру ANSNet. NSF согласился разрешить ANS CO+RE осуществлять коммерческий трафик при соблюдении нескольких условий:
Какое-то время ANS CO+RE отказывалась подключаться к CIX, а CIX отказывалась покупать соединение с ANS CO+RE. В мае 1992 года Митч Капор и Эл Вайс заключили соглашение, по которому ANS будет подключаться к CIX в качестве «пробного» с возможностью отключения в любой момент и без необходимости присоединяться к CIX в качестве члена. [37] Этот компромисс на какое-то время разрешил ситуацию, но позже CIX начал блокировать доступ региональных сетей, которые не заплатили взнос в размере 10 000 долларов, чтобы стать членами CIX. [38]
Тем временем Конгресс принял Закон о научных и передовых технологиях 1992 года [39] , который формально разрешал NSF подключаться к коммерческим сетям для поддержки исследований и образования.
Создание ANS CO+RE и его первоначальный отказ подключиться к CIX стало одним из факторов, приведших к разногласиям, описанным далее в этой статье. [40] Другие вопросы были связаны с:
Какое-то время такое положение дел удерживало сетевое сообщество в целом от полной реализации концепции Интернета как всемирной сети полностью взаимосвязанных сетей TCP/IP, позволяющих любому подключенному сайту взаимодействовать с любым другим подключенным сайтом. Эти проблемы не могли быть полностью решены до тех пор, пока не была разработана новая сетевая архитектура и в 1995 году не была отключена магистральная служба NSFNET. [11]
Магистральная служба NSFNET в основном использовалась академическими и образовательными учреждениями и представляла собой переходную сеть, соединяющую эпоху ARPANET и CSNET с современным Интернетом сегодняшнего дня. Благодаря успеху модель «магистральной сети, финансируемой из федерального бюджета», уступила место концепции коммерческих сетей, работающих вместе, к которым пользователи приобретают доступ. [41]
30 апреля 1995 года магистральная служба NSFNET была успешно переведена на новую архитектуру [42] , а оптоволоконная магистральная сеть NSFNET была выведена из эксплуатации. [43] На тот момент региональные магистральные сети NSFNET все еще занимали центральное место в инфраструктуре расширяющегося Интернета, и еще существовали другие программы NSFNET, но центральной службы оптических сетей NSFNET больше не существовало.
После перехода сетевой трафик передавался по оптоволоконным региональным магистральным сетям NSFNET и любой из нескольких коммерческих магистральных сетей, InternetMCI , PSINet , SprintLink , ANSNet и других. Обмен трафиком между сетями осуществлялся через четыре точки доступа к сети или NAP. Созданные на конкурсной основе и первоначально финансируемые NSF, NAP располагались в Нью-Йорке (фактически Нью-Джерси), Вашингтоне, округ Колумбия, Чикаго и Сан-Хосе и управлялись компаниями Sprint , MFS Datanet, Ameritech и Pacific Bell . [44] NAP были предшественниками современных точек обмена Интернетом .
Региональные магистральные сети NSFNET могут подключаться к любой из своих новых одноранговых коммерческих магистральных сетей или напрямую к NAP, но в любом случае им придется платить за собственную инфраструктуру подключения. NSF предоставил некоторое финансирование для НПД и промежуточное финансирование, чтобы помочь региональным сетям осуществить переход, но не финансировал новые коммерческие магистральные сети напрямую.
Чтобы обеспечить стабильность Интернета во время и сразу после перехода от NSFNET, NSF провел запрос на выбор арбитра маршрутизации (RA) и в конечном итоге предоставил совместное решение Merit Network и Институту информационных наук Университета Южной Калифорнии выступать в качестве RA.
Чтобы продолжить продвижение передовых сетевых технологий, NSF обратился с просьбой о создании высокоскоростной службы магистральной сети ( vBNS ), которая, как и NSFNET до нее, будет сосредоточена на предоставлении услуг исследовательскому и образовательному сообществу. Компания MCI получила эту награду и создала сеть банкоматов со скоростью 155 Мбит/с ( OC3c ), а затем 622 Мбит/с ( OC12c ) и 2,5 Гбит/с ( OC48c ) для передачи трафика TCP/IP в основном между суперкомпьютерными центрами и их пользователями. Поддержка NSF [45] была доступна организациям, которые могли продемонстрировать потребность в сверхскоростных сетевых возможностях и хотели подключиться к vBNS или к сети Abilene Network , высокоскоростной сети, управляемой Университетской корпорацией перспективного развития Интернета ( UCAID , также известной как Интернет2 ). [46]
На региональном техническом совещании в Сан-Диего в феврале 1994 года группа пересмотрела свой устав [47] , включив в него более широкую базу поставщиков сетевых услуг, и впоследствии приняла в качестве нового названия Североамериканскую Группу сетевых операторов (NANOG). Элиза Герих и Марк Кноппер были основателями NANOG и ее первыми координаторами, за ними следовали Билл Нортон, Крейг Лабовиц и Сьюзен Харрис. [48]
На протяжении большей части периода с 1987 по 1995 год, после открытия Интернета через NSFNET и, в частности, после создания коммерческой организации ANS CO+RE в мае 1991 года, некоторые заинтересованные стороны Интернета [ 49] были обеспокоены последствиями приватизация и то, как ANS, IBM и MCI получили предполагаемое конкурентное преимущество, используя федеральные деньги на исследования для завоевания позиций в областях, в которых другие компании предположительно были более конкурентоспособными. Доклад Кука в Интернете [50] , который существует до сих пор, превратился в одного из крупнейших критиков. Другие писатели, такие как Четли Зарко, выпускник Мичиганского университета и независимый писатель-расследователь, предложили свою собственную критику. [51]
12 марта 1992 года Подкомитет по науке Комитета по науке, космосу и технологиям Палаты представителей США провел слушания по проверке управления NSFNET. [31] Свидетелей на слушаниях попросили сосредоточиться на соглашении(ях), которое NSF заключил для эксплуатации магистральной сети NSFNET, на плане фонда по повторной конкуренции этих соглашений, а также помочь подкомитету изучить, обеспечивала ли политика NSF равные условия для поставщиков сетевых услуг, гарантирующие реагирование сети на потребности пользователей и обеспечивающие эффективное управление сетью. Подкомитет заслушал семь свидетелей, задал им ряд вопросов и получил письменные показания от всех семи, а также от трех других. В конце слушания беседуем с двумя свидетелями из NSF, доктором Нико Хаберманном , помощником директора NSF по компьютерным и информационным наукам и инженерному управлению (CISE), и доктором Стивеном Вольфом , директором отдела сетей и коммуникаций NSF. Исследования и инфраструктура (DNCRI), представитель Баучер , председатель подкомитета, сказал:
… Я думаю, вы должны очень гордиться тем, чего достигли. Даже те, у кого есть конструктивная критика того, как в настоящее время управляется сеть, с самого начала признают, что вы проделали потрясающую работу для достижения цели этой NSFNET, и число ее пользователей значительно возросло, а ее стоимость для пользователей возросла. приходите, и мы, конечно же, поздравляем вас с этим великолепным успехом.
Впоследствии подкомитет разработал законопроект, ставший законом 23 октября 1992 года, который разрешил Национальному научному фонду
… содействовать и поддерживать доступ исследовательских и образовательных сообществ к компьютерным сетям, которые могут использоваться в основном для целей, помимо исследований и образования в области науки и техники, если дополнительные виды использования будут иметь тенденцию увеличивать общие возможности сетей по поддержке такая исследовательская и образовательная деятельность (то есть коммерческий трафик). [52]
Это законодательство разрешало, но не требовало от NSF отмены или изменения существующей Политики приемлемого использования NSFNET (AUP) [30] , которая ограничивала использование сети деятельностью в поддержку исследований и образования. [33]
Слушания также привели к получению запроса от члена палаты представителей Баучера с просьбой к генеральному инспектору NSF провести проверку администрирования NSFNET со стороны NSF. Управление Генерального инспектора ННФ опубликовало свой отчет 23 марта 1993 года. [36] В заключении отчета говорится:
