ARPANET

29. října 1969, krátce po desáté večer, se student Charley Kline z Kalifornské univerzity v Los Angeles pokusil přihlásit do počítače ve Stanford Research Institute, přes 500 kilometrů daleko. Napsal příkaz LOGIN. Dorazila písmena L a O, pak se systém zhroutil. Celý příkaz prošel až zhruba o hodinu později.

Článek popisuje, proč ARPANET vznikl, jak fungoval, kdo za ním stál a co z něj používáte dodnes, pokaždé když otevřete jakýkoli web.

Obsah článku

• Co byl ARPANET
• Proč ARPANET vznikl
• Jak ARPANET fungoval
• Kdo vynalezl internet?
• Časová osa ARPANETu
• Od ARPANETu k internetu
• Internet a web: jaký je rozdíl
• Co si z ARPANETu beru do vlastní práce

Co byl ARPANET

Název ARPANET je zkratka z Advanced Research Projects Agency Network. Síť financovala agentura ARPA, která spadala pod americké ministerstvo obrany. Jejím úkolem bylo propojit počítače na univerzitách a ve výzkumných ústavech, které pro agenturu pracovaly.

Do konce roku 1969 byly v síti čtyři uzly:

• UCLA (Kalifornská univerzita v Los Angeles), laboratoř Leonarda Kleinrocka
• Stanford Research Institute (SRI) v Menlo Parku
• Kalifornská univerzita v Santa Barbaře
• Univerzita v Utahu

Na začátku 80. let už ARPANET propojoval přes 200 počítačů po celých Spojených státech a měl uzly i v Evropě.

Jak ten večer vypadal? Kline měl u ucha telefon a na druhém konci byl Bill Duvall ze SRI. Po každém písmenu se ujišťovali: „Dostal jsi L?“ „Ano.“ „Dostal jsi O?“ „Ano.“ Pak Kline napsal G a počítač v SRI spadl. V deníku laboratoře na UCLA se dochoval ručně psaný řádek „22:30, talked to SRI host to host“ s Klineovými iniciálami. Je to jediný dobový záznam okamžiku, kdy si poprvé „povídaly“ dva počítače v síti, ze které vyrostl internet.

A ta dvě písmena z úvodu? Když to pak profesor Leonard Kleinrock a jeho tým komentovali, poukázali na to, že anglický výkřik „Lo!“ (což je archaické, ale silné „hle!“, „vizte!“) spojený s obratem „Lo and behold!“ („Hle a hleďte!“ / „A hle, ono to funguje!“) sedí na zrod internetu naprosto dokonale a to zcela neplánovaně, protože žádnou hlubokou myšlenku dopředu nepřipravovali.

Proč ARPANET vznikl

Za vznikem ARPANETu stál velmi praktický problém. Bob Taylor, který v roce 1966 vedl počítačový výzkum v ARPA, měl v kanceláři tři terminály. Každý byl připojený k jinému počítači na jiném místě, každý měl jiné přihlašování a jiné příkazy. Navzájem spolu nekomunikovaly.

Počítače tehdy stály miliony dolarů a každá univerzita chtěla vlastní. Taylor si řekl, že bude levnější je propojit, aby vědci mohli sdílet výpočetní výkon, programy i výsledky. S nápadem zašel za ředitelem ARPA Charlesem Herzfeldem. Podle Taylorových vzpomínek trval rozhovor zhruba dvacet minut a odcházel s rozpočtem kolem milionu dolarů. Projekt dostal na starost Larry Roberts, který v roce 1967 zveřejnil plán sítě.

Agentura se tehdy jmenovala ARPA. Písmeno D (Defense) jí přibylo až v roce 1972, proto dnes potkáte oba názvy, ARPA i DARPA.

Co je pravdy na jaderné válce?

Často se píše, že internet vznikl jako síť, která měla přežít jaderný útok. To je zjednodušení, které se drží desítky let.

Skutečně existoval výzkum odolných sítí. Paul Baran z RAND Corporation v roce 1964 popsal, jak postavit vojenskou komunikační síť, která bude fungovat i po zničení části uzlů. Jeho myšlenky na decentralizovanou síť a dělení zpráv na menší části návrh ARPANETu ovlivnily.

Samotný ARPANET ale s jadernou válkou nepočítal. Skutečným důvodem jeho vzniku bylo sdílení drahých počítačů a výsledků výzkumu mezi univerzitami. Internet Society, organizace, kterou založili tvůrci internetu, to ve své historii uvádí výslovně.

Jak ARPANET fungoval

Paketové přepínání

Tehdejší telefonní síť fungovala tak, že po dobu hovoru měli oba účastníci vyhrazenou celou linku. Pro počítače to bylo plýtvání, protože data posílají nárazově.

ARPANET proto data dělil na malé kousky, takzvané pakety. Představte si, že posíláte knihu poštou po jednotlivých očíslovaných stránkách. Každá může jet jinou trasou a příjemce si je podle čísel složí zpátky. Když je jedna cesta ucpaná, pakety jdou jinudy.

Teorii k tomu nezávisle na sobě vypracovali tři lidé: Leonard Kleinrock v USA, Paul Baran v RAND a Donald Davies v britské National Physical Laboratory. Davies vymyslel i samotné slovo „paket“.

IMP: první směrovače

Počítače na univerzitách byly každý jiný a neuměly spolu mluvit. Firma BBN proto pro ARPANET postavila zařízení IMP (Interface Message Processor), upravené minipočítače velké jako lednice. Každý počítač se připojil ke svému IMP a jednotlivé IMP si mezi sebou předávaly pakety.

První IMP přivezli na UCLA v září 1969. Byl to předchůdce dnešních routerů, přes které jde i váš domácí internet.

NCP: první společný jazyk

Aby si počítače rozuměly, potřebovaly společná pravidla komunikace, protokol. Navrhla ho skupina studentů a výzkumníků vedená Stevem Crockerem a v prosinci 1970 ho dokončila. Jmenoval se NCP (Network Control Protocol).

Crocker přitom zavedl dokumenty RFC (Request for Comments), ve kterých kdokoli mohl navrhnout změnu a ostatní ji připomínkovat. Tímto způsobem vznikají internetové standardy dodnes.

První z nich, RFC 1, psal Crocker v dubnu 1969 v noci v koupelně, aby nevzbudil spolubydlící. Skromný název „žádost o připomínky“ zvolil schválně. Byli to převážně studenti a nechtěli působit, že profesorům a úřadům diktují pravidla. Z dokumentu napsaného v koupelně se tak stala tradice, podle které dnes funguje celý internet.

Kdo vynalezl internet?

Internet nemá jednoho vynálezce. Je to výsledek práce desítek lidí během zhruba 30 let. Tito jsou nejdůležitější:

• J. C. R. Licklider v roce 1962 popsal „galaktickou síť“, ve které budou všichni sdílet data a programy z jakéhokoli místa. Byl to první ucelený popis toho, čím je dnes internet.
• Leonard Kleinrock, Paul Baran a Donald Davies vypracovali teorii paketového přepínání.
• Bob Taylor a Larry Roberts ARPANET prosadili, zafinancovali a řídili.
• Steve Crocker vedl vývoj prvního protokolu NCP a zavedl dokumenty RFC.
• Ray Tomlinson v roce 1971 poslal první e-mail mezi dvěma počítači v síti a vybral pro adresy znak @. Oba počítače přitom stály v jedné místnosti vedle sebe. Kolegovi pak prý řekl: „Nikomu to neříkej, na tom přece nemáme pracovat.“ Co bylo v první zprávě a jak se z Tomlinsonova pokusu stal nástroj pro miliardy lidí, popisuji v článku o historii a vývoji e-mailu.
• Vint Cerf a Bob Kahn navrhli protokol TCP/IP, který propojil různé sítě do jedné. Kvůli tomu se jim říká „otcové internetu“.
• Tim Berners-Lee nevynalezl internet, ale web. O rozdílu píšu níže.

Více o lidech, kteří internet formovali, najdete v článku Významné osobnosti internetu.

Časová osa ARPANETu

Od ARPANETu k internetu

ARPANET sám o sobě ještě nebyl internet. Byla to jedna síť, ve které všechny počítače mluvily stejným protokolem NCP.

Na začátku 70. let ale vznikaly další sítě, třeba rádiové nebo satelitní, a každá fungovala jinak. Bob Kahn a Vint Cerf proto začali v roce 1973 navrhovat protokol, který by je dokázal propojit. Výsledkem byl TCP/IP. Propojování sítí se anglicky říkalo „internetting“, odtud název internet: síť sítí.

TCP/IP se několik let vyvíjel a testoval. 1. ledna 1983 přešel ARPANET z NCP na TCP/IP najednou, v jeden den. Počítače, které přechod nestihly, se do sítě nedostaly. Ve stejném roce se od ARPANETu oddělila vojenská část jako samostatná síť MILNET.

V druhé polovině 80. let převzala roli páteřní sítě rychlejší NSFNET, kterou financovala americká National Science Foundation. ARPANET už nebyl potřeba a v únoru 1990 ho vypnuli. Jeho principy ale zůstaly: paketové přepínání, směrovače, TCP/IP i otevřené standardy RFC používáte i ve chvíli, kdy čtete tento článek.

Internet a web: jaký je rozdíl

Slova internet a web se často zaměňují, ale každé znamená něco jiného.

• Internet je infrastruktura: celosvětová síť propojených sítí, kabelů, routerů a protokolů TCP/IP. Vznikal od 70. let a ARPANET byl jeho předchůdce.
• Web (World Wide Web) je jedna ze služeb, které po internetu fungují. Jsou to webové stránky propojené odkazy. V roce 1989 ho navrhl Tim Berners-Lee v CERNu, veřejnosti se otevřel v roce 1991.

Pomůže přirovnání k silnicím. Internet je silniční síť. Web je jedna z věcí, které po ní jezdí, vedle e-mailu, videohovorů nebo online her. Silnice existovaly dávno před tím, než po nich začaly jezdit autobusy.

Web stojí na třech vynálezech Bernerse-Leeho: adrese URL, protokolu HTTP a jazyku HTML, ve kterém se stránky píší dodnes. Jak se HTML vyvíjel do současné podoby, popisuji v článku HTML5.

Adresa URL by se neobešla bez domén, a ty jsou mladší, než byste čekali. V ARPANETu byly adresy všech počítačů v jediném textovém souboru HOSTS.TXT. Spravoval ho tým Elizabeth Feinlerové ve Stanford Research Institute a každý počítač v síti si ho musel pravidelně stahovat. Pro pár set počítačů to stačilo, pro rostoucí internet ne. V roce 1983 proto vznikl systém doménových jmen DNS a z Feinlerové skupiny vzešly i koncovky jako .com, .edu nebo .gov. Dnes si doménu jako jw.cz zaregistrujete za pár minut, ale na začátku za ní stál jeden ručně udržovaný soubor.

Co si z ARPANETu beru do vlastní práce

Na příběhu ARPANETu mě nejvíc zaujalo, jak začal. Bob Taylor nezačal technologií. Začal třemi terminály na stole, které spolu neuměly mluvit. Měl konkrétní problém a síť postavil tak, aby ho vyřešila.

Weby dělám stejně. Než napíšu první řádek kódu, je nutné zjistit, co má web dělat, kdo na něj chodí a proč dnes neplní svůj účel. Teprve potom navrhnu řešení. Zbytečně tak neplatíte za funkce, které nikdo nepoužije.

Pokud si nejste jistí, jestli váš současný web řeší ten správný problém, začněte konzultací a auditem webu. Dozvíte se, co funguje a co ne, ještě než začnete investovat do vývoje. A pokud vás zajímá, jak vývoj probíhá v čase, přečtěte si, jak dlouho trvá vývoj webových stránek.