Сеть NPL , или Сеть передачи данных NPL , представляла собой локальную компьютерную сеть , управляемую командой Национальной физической лаборатории (NPL) в Лондоне, которая впервые разработала концепцию коммутации пакетов .
Основываясь на проектах, впервые задуманных Дональдом Дэвисом в 1965 году, разработки начались в 1968 году. Элементы первой версии сети, Mark I, вступили в эксплуатацию в 1969 году, а затем полностью вступили в строй в январе 1970 года, а версия Mark II работала с 1973 года до 1970 года. 1986. Сеть NPL, а затем ARPANET в США, были первыми двумя компьютерными сетями, реализовавшими коммутацию пакетов, а сеть NPL была первой, которая использовала высокоскоростные каналы связи. Он, наряду с ARPANET и проектом CYCLADES , заложил технические основы современного Интернета .
В 1965-66 годах Дональд Дэвис , который позже был назначен главой отдела компьютерных наук НПЛ, предложил коммерческую национальную сеть передачи данных, основанную на коммутации пакетов, в « Предложении по развитию национальной коммуникационной службы для оперативной обработки данных» . [1] После того, как предложение не было принято на национальном уровне, он возглавил группу, которая разработала проект локальной сети для удовлетворения потребностей NPL и доказала возможность коммутации пакетов. [2] В этом проекте впервые была описана концепция «интерфейсного компьютера», сегодня известного как маршрутизатор . [3]
Письменная версия предложения под названием « Сеть цифровой связи для компьютеров, обеспечивающая быстрое реагирование на удаленных терминалах», была представлена Роджером Скантлбери на Симпозиуме по принципам операционных систем в 1967 году. Проект предполагал передачу сигналов ( пакетов ) по сети с иерархической структурой. Было предложено построить «локальные сети» с интерфейсными компьютерами, которые отвечали за мультиплексирование между рядом пользовательских систем ( компьютеров с разделением времени и других пользователей ) и за связь с «сетью высокого уровня». Последний будет построен из «коммутационных узлов», соединенных между собой цепями с мегабитной скоростью ( каналы T1 , которые работают со скоростью линии 1,544 Мбит/с ). [4] [5] [6] [7] [8] В отчете Скантлбери по итогам конференции он отметил: «Похоже, что идеи, изложенные в документе о НПЛ на данный момент, более продвинуты, чем любые предложенные в США». [9] [10] [11]
Первой теоретической основой коммутации пакетов была работа Пола Бэрана , в которой данные передавались небольшими порциями и маршрутизировались независимо методом, аналогичным методам хранения и пересылки между промежуточными сетевыми узлами. [12] Дэвис независимо пришел к той же модели в 1965 году и назвал ее коммутацией пакетов . [13] Он выбрал термин «пакет» после консультации с лингвистом NPL, потому что его можно было без каких-либо компромиссов перевести на другие языки, кроме английского. [14] Дэвис провел первую публичную презентацию коммутации пакетов 5 августа 1968 года. [15] Его оригинальные идеи повлияли на другие исследования по всему миру. Ларри Робертс включил эти концепции в проект ARPANET . [16] [17] [18] Первоначально сеть NPL предлагала скорость линии 768 кбит/с . [19] Под влиянием этого запланированная скорость линии для ARPANET была повышена с 2,4 кбит/с до 50 кбит/с и принят аналогичный формат пакетов. [20] [21] Проект Луи Пузена «ЦИКЛАДЫ» во Франции также находился под влиянием работ Дэвиса. [22] [6] [23]
Команда NPL использовала свою концепцию коммутации пакетов для создания экспериментальной сети с использованием узла Honeywell 516 . Строительство началось в 1968 году. По совпадению, это был тот же компьютер, который был выбран ARPANET в качестве процессоров интерфейсных сообщений . [24]
Элементы первой версии сети, Mark I NPL Network, вступили в эксплуатацию в 1969 году (до того, как ARPANET установила свой первый узел). [25] [26] Сеть была полностью введена в эксплуатацию в январе 1970 года. [6] Локальная сеть NPL, за которой последовала глобальная ARPANET в США, была первыми двумя компьютерными сетями, реализовавшими коммутацию пакетов. [27] [28] Позже сеть использовала высокоскоростные каналы связи, став первой компьютерной сетью, которая сделала это. [29] [30] Версия Mark II работала с 1973 года. [6] [31]
Команда NPL также провела работу по моделированию производительности глобальных пакетных сетей, изучая дейтаграммы и перегрузку сети . [6] [32] [33]
Сеть NPL позже была соединена с другими сетями, включая Экспериментальную службу коммутации пакетов почтового отделения и Европейскую сеть информатики (EIN) в 1976 году .
В 1976 году было подключено 12 компьютеров и 75 терминальных устройств, [34] и более. Сеть работала до 1986 года. [35]
Помимо Дональда Дэвиса в команду НПЛ входили Дерек Барбер, Роджер Скантлбери, Питер Уилкинсон, Кит Бартлетт и Брайан Олдос. [36] [29] [37]
Первое использование термина « протокол» в современном контексте коммутации данных происходит в меморандуме под названием « Протокол для использования в сети передачи данных NPL», написанном Роджером Скантлбери и Китом Бартлеттом в апреле 1967 года . дальнейшая публикация Бартлетта в 1968 году представила концепцию протокола чередующихся битов (позже использованного в ARPANET и EIN) [40] [41] и описала необходимость трех уровней передачи данных (примерно соответствующих нижним уровням семи двухуровневая модель OSI , появившаяся десятилетие спустя). Версия Mark II, работавшая с 1973 года, использовала такую «многоуровневую» архитектуру протокола. Команда NPL также представила идею «проверки протокола». [29]
Сеть NPL была испытательной площадкой для межсетевых исследований на протяжении 1970-х годов. Дэвис, Скантлбери и Барбер были активными членами Международной сетевой рабочей группы (INWG), сформированной в 1972 году. Винт Серф и Боб Кан выразили признательность Дэвису и Скантлбери в своей статье 1974 года « Протокол для пакетной сетевой связи», которую DARPA разработало в виде набора интернет-протоколов, используемого в 1974 году. в современном Интернете . [42]
Дерек Барбер был назначен директором европейского проекта COST 11, сыграл ведущую роль в предложении Европейской сети информатики (EIN) и возглавил проект, а Скантлбери возглавил технический вклад Великобритании. [29] [43] [44] [45] Протокол EIN помог начать работу INWG, [41] [46] которая предложила международный сквозной протокол в 1975 году, хотя он не получил широкого распространения. [47] [48] [49] [50]
NPL исследовала «основную дилемму», связанную с межсетевыми сетями; то есть общий хост-протокол потребовал бы реструктуризации существующих сетей, если бы они не были предназначены для использования одного и того же протокола. NPL соединялся с Европейской сетью информатики путем трансляции между двумя разными хост-протоколами, в то время как соединение NPL с экспериментальной службой коммутации пакетов почтового отделения использовало общий хост-протокол в обеих сетях. Эта работа подтвердила, что создание общего протокола хоста будет более надежным и эффективным. [51]
Дэвис и Барбер опубликовали « Коммуникационные сети для компьютеров» в 1973 году и « Компьютерные сети и их протоколы» в 1979 году . , а Барбер заявил, что «отсутствие стандартных интерфейсов доступа для новых общедоступных сетей связи с коммутацией пакетов создает для пользователей« своего рода монстра »». [55] В течение длительного периода времени сообщество сетевых инженеров было поляризовано по поводу внедрения конкурирующих наборов протоколов, широко известных как « войны протоколов» . Было неясно, какой тип протокола приведет к созданию лучших и наиболее надежных компьютерных сетей. [56]
Более поздние исследования Дэвиса в NPL были сосредоточены на безопасности данных в компьютерных сетях. [57]
Концепция коммутации пакетов, разработанная в НПЛ, стала основным средством передачи данных в современных компьютерных сетях, включая Интернет . [4] [58] [59] [60]
NPL спонсирует открытую в 2009 году галерею «Технологии Интернета» в Национальном музее вычислительной техники в Блетчли-парке . [37]
Затем, в июне 1966 года, Дэвис написал вторую внутреннюю статью «Предложение по цифровой коммуникационной сети», в которой он ввел слово «пакет» — небольшую часть сообщения, которое пользователь хочет отправить, а также представил концепцию «пакета». Интерфейсный компьютер», расположенный между пользовательским оборудованием и пакетной сетью.
И Пол Бэран, и Дональд Дэвис в своих первоначальных статьях предполагали использование магистралей T1.
Сеть ARPA реализуется с использованием существующих телеграфных технологий просто потому, что тип сети, который мы описываем, не существует. Похоже, что идеи, изложенные в документе о НПЛ на данный момент, более продвинуты, чем любые предложенные в США.
им не хватало одного жизненно важного ингредиента. Поскольку никто из них не слышал о Поле Баране, у них не было серьезного представления о том, как заставить систему работать. И чтобы рассказать им, понадобился английский костюм.
Роджер фактически убедил Ларри, что все, о чем он говорил, было неправильным и что то, как НПЛ предлагала это сделать, было правильным. У меня есть некоторые заметки, в которых говорится, что сначала Ларри был настроен скептически, но некоторые другие встали на сторону Роджера, и в конце концов Ларри был ошеломлен цифрами.
В 1965 году Дэвис впервые предложил новую концепцию компьютерной связи в форме, которой он дал название «коммутация пакетов». ... Конструкция сети ARPA (ArpaNet) была полностью изменена с учетом этой технологии.; «Недостаток конструкции». Вашингтон Пост . 30 мая 2015 г.
Интернет родился благодаря большой идее: сообщения можно было разбивать на фрагменты, отправлять по сети серией передач, а затем быстро и эффективно собирать их на компьютерах назначения. Историки приписывают плодотворные открытия валлийскому ученому Дональду Дэвису и американскому инженеру Полу Барану. ... Самой важной институциональной силой... было Агентство перспективных исследовательских проектов Пентагона (ARPA)... когда ARPA начало работу над новаторской компьютерной сетью, агентство наняло ученых, связанных с ведущими университетами страны.
Хотя между группой NPL и теми, кто разработал и внедрил ARPANET, существовал значительный технический обмен, усилия по созданию сети данных NPL, по-видимому, не оказали существенного влияния на разработку ARPANET. Такие важные аспекты проектирования сети передачи данных NPL, как стандартный сетевой интерфейс, алгоритм маршрутизации и структура программного обеспечения коммутационного узла, в значительной степени игнорировались проектировщиками ARPANET. Однако нет сомнений в том, что сеть передачи данных NPL во многих менее фундаментальных аспектах оказала влияние на проектирование и развитие ARPANET.
Почти во всех отношениях первоначальное предложение Дэвиса, разработанное в конце 1965 года, было похоже на реальные сети, строящиеся сегодня.
Леонард Кляйнрок: Дональд Дэвис... сделал коммутацию пакетов с одним узлом до того, как это сделало ARPA.
Первая сеть с коммутацией пакетов была реализована в Национальных физических лабораториях Соединенного Королевства. За ним быстро последовала ARPANET в 1969 году.
Первое появление в печати термина «протокол» в контексте передачи данных… следующими аппаратными задачами были детальное проектирование интерфейса между оконечными устройствами и коммутирующим компьютером, а также меры по обеспечению надежной передачи пакетов данные по высокоскоростным линиям
Это была первая цифровая локальная сеть в мире, в которой использовалась коммутация пакетов и высокоскоростные каналы связи.
Как вспоминает Кан: ... Вклад Пола Бэрана... Если вы посмотрите на то, что он написал, то увидите, что он говорил о переключателях, которые представляли собой дешевую электронику. Идея разместить в этих местах мощные компьютеры не совсем пришла ему в голову как экономически выгодная. Так что идея компьютерных коммутаторов отсутствовала. В то время не существовало самого понятия протоколов. А идея межкомпьютерной связи на самом деле была второстепенной.
Авторы хотели бы поблагодарить ряд коллег за полезные комментарии во время ранних обсуждений международных сетевых протоколов, особенно Р. Меткалфа, Р. Скантлбери, Д. Уолдена и Х. Циммермана; Д. Дэвис и Л. Пузен, конструктивно прокомментировавшие вопросы фрагментации и учета; и С. Крокер, комментировавшие создание и разрушение ассоциаций.