От переводчика: Это перевод статьи OSI: The Internet that wasn't Эндрю Л. Рассела (Andrew L. Russell), изначально опубликованной в журнале IEEE Spectrum.
Если бы всё пошло по плану, Интернет который мы знаем никогда бы не возник. Этот план, разработанный 35 лет назад, предполагал создание целостного набора стандартов для компьютерных сетей Open Systems Interconnection, OSI.
Его создатели были обособленной группой представителей компьютерной индустрии из Соединённого Королевства, Франции и Соединённых Штатов Америки. Они представляли себе законченную, открытую и многослойную систему, которая позволила бы пользователям по всему миру легко обмениваться данными и тем самым открыть новые возможности для развития сотрудничества и коммерции.
В то время, их видение представлялось единственно правильным. Тысячи инженеров и законодателей по всему миру оказались вовлечены в процесс становления стандартов OSI. Скоро у них была поддержка всех заинтересованных сторон: производителей компьютеров, телефонных компаний, регуляторов, национальных правительств, агентств по международным стандартам, академических исследователей, даже министерства обороны США [U.S. Department of Defence]. К середине 1980-х мировое признание OSI было очевидно.
Однако, к началу 1990-х проект практически заглох, столкнувшись с дешёвой и гибкой, хоть и менее полной, альтернативой: стеком Интернет состоявшим из Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Когда позиции OSI ослабли, один из ведущих сторонников Интернета, Эйнар Стефруд (Einar Stefferud), с удовлетворением произнёс: «OSI это красивая мечта, а TCP/IP — уже реальность!» («OSI is a beautiful dream, and TCP/IP is living it!»).
Что же случилось с «красивой мечтой»? В то время как триумфальная история Интернета хорошо задокументирована его создателями и историками с ними работавшими, OSI был позабыт всеми, за исключением лишь горстки ветеранов войны стандартов Internet-OSI. Чтобы понять причину, нам нужно окунуться в раннюю историю компьютерных сетей, время, когда досадные проблемы цифрового единства и глобальной связности будоражили умы учёных-информатиков, инженеров из телекоммуникационных компаний, законотворцев и правление корпораций. А чтобы лучше понять эту историю, вам придётся на время откинуть всё то, что вы уже знаете об Интернете. Попробуйте представить, если можете, что Интернет никогда не существовал.
История начинается в 1960-х. Воздвигается Берлинская Стена. Движение за свободу слова (Free Speech Movement) расцветает в Беркли. Солдаты США сражаются во Вьетнаме. А системы взаимосвязи цифровых компьютеров находятся ещё в младенчестве и подвергаются интенсивным широкопрофильным исследованиям, с десятками (а скоро — сотнями) людей в академических кругах, промышленности и правительстве занятых в крупных исследовательских проектах.
Наиболее многообещающие из всех исследовательских проектов включали новый подход к передаче данных, называемый коммутацией пакетов. Изобретённый независимо Полом Бараном (Paul Baran) в Rand Corp. в Соединённых Штатах и Дональдом Дэвисом (Donald Davies) в Национальной Физической Лаборатории в Англии, способ коммутации пакетов предусматривал разбиение сообщений на отдельные блоки, или пакеты, которые могли быть маршрутизированы независимо по множеству доступных сетевых каналов. Компьютер на принимающей стороне собирал бы пакеты обратно в изначальную форму. Баран и Дэвис оба верили, что коммутация пакетов может быть более надёжной и эффективной, чем коммутация каналов, старая технология, используемая в телефонных системах, требующая выделенного канала для каждого подключения.
Исследователи, финансируемые Агентством по передовым исследованиям (Advanced Research Projects Agency, ARPA) министерства обороны США, создали первую сеть с коммутацией пакетов, названную ARPANET, в 1969 году. Вскоре другие организации, в частности компьютерный гигант IBM и ряд телефонных монополистов в Европе, начали вынашивать амбициозные планы по созданию сетей с коммутацией пакетов. Рассматривая возможность цифрового единства между компьютерами и связью, эти компании всё же больше заботились об удержании уровня доходов, получаемых от их существующего бизнеса. В результате, IBM и телефонные монополии предпочитали чтобы коммутация пакетов полагалась на «виртуальные цепи» (“virtual circuits”) — конструкция, копирующая технические и организационные методы систем с коммутацией каналов.
При таком числе идей от заинтересованных сторон, все сходились на необходимости для коммутации пакетов некоторой формы международной стандартизации. Первые попытки начались в 1972 году, когда была сформирована Международная Рабочая Группа по Сетям (International Network Working Group, INWG). Винт Серф (Vint Cerf) был её первым председателем; другими активными участниками были Алекс МакКинзи (Alex McKenzie) в Соединённых Штатах, Дональд Дэвис и Роджер Сканлбёри (Roger Scantlebury) в Англии, а также Луи Пузан (Luis Pouzin) и Юбер Зиммерманн (Hubert Zimmermann) во Франции.
Задачей INWG было продвижение идеи коммутации пакетов на основе «датаграм», разработанной Пузаном. Как он мне объяснил во время нашей встречи в Париже в 2012 году, «Суть датаграм в отсутствии соединения. Это означает, что не создаётся никаких взаимоотношений между отправителем и получателем. Они независимы друг от друга, как фотоны». Это было радикальным предложением, в особенности при сравнении с виртуальными соединениями, предпочитаемыми IBM и телеком-инженерами.
INWG регулярно собиралась и обменивалась техническими статьями с целью приведения разработок в соответствие с идеей датаграм, в особенности транспортного протокола — ключевого механизма обмена пакетами между сетями различных типов. После нескольких лет дебатов и дискуссий, группа, наконец, достигла соглашения в 1975 году, и Серф с Пузаном отправили документацию по своему протоколу в международную организацию по надзору за телекоммуникационными стандартами, Международный Консультативный Комитет Телеграфии и Телефонии (International Telegraph and Telephone Consultative Commitee, известный по своему французскому акрониму, CCITT).
Комитет, в котором преобладали телеком-инженеры, отверг предложение INWG как слишком рискованное и не обкатанное. Серф с коллегами были очень разочарованы. Пузан, лидер Cyclades, французского исследовательского проекта по пакетным сетям, саркастически заметил, что CCITT «не против коммутации пакетов, если она выглядит также как коммутация каналов». И когда Пузан на конференциях жаловался на тактику «заламывания рук» со стороны «государственных монополий», все понимали, что он говорит о французском регуляторе [CCITT]. Французским бюрократам не нравилась искренность их соотечественника, что привело к постепенному истощению государственного финансирования Cyclades с 1975 по 1978 годы, после чего Пузан покинул проект.
Со своей стороны, Серф был настолько обескуражен этим опытом создания международных стандартов, что к концу 1975 года он покинул пост председателя INWG. Он также покинул кафедру в Стэнфорде и принял предложение Роберта Кана работать в ARPA. Серф и Кан уже успели развить разработку Пузана и опубликовали детали своей "программы управления передачей" годом ранее в IEEE Transactions on Communications. Эта разработка стала техническим фундаментом «Интернета», термина который позже был принят для обозначения сети сетей, использовавшей стек TCP/IP ARPA. В последующие годы эти двое руководили разработкой протоколов Интернета в подконтрольной им среде: небольшом сообществе подрядчиков ARPA.
Уход Серфа ознаменовал перелом в INWG. В то время как Серф и подрядчики ARPA в итоге формировали костяк Интернет в восьмидесятые, многие из оставшихся ветеранов INWG перегруппировались и присоединились к международному альянсу, который формировался под знаменем OSI, и два этих лагеря стали враждовать.
OSI был разработан комитетом, но одного этого факта недостаточно, чтобы похоронить проект — в конце концов, многие успешные стандарты начинают подобным образом. Однако это важно для понимания того, что произошло дальше.
В 1977 году, представители британской компьютерной промышленности предложили создание нового комитета по стандартам, посвящённого сетям с коммутацией пакетов, в рамках Международной Организации по Стандартизации (International Organization for Standardization, ISO), независимой негосударственной ассоциации созданной после Второй Мировой Войны. В отличии от CCITT, ISO не занималась исключительно телекоммуникациями: широта охвата тем включала технический комитет TC1 занятый стандартами на резьбу шурупов и TC17, работавший со сталью. Также, в отличии от CCITT, ISO уже имела в своём составе комитеты по компьютерным стандартам и могла быть более восприимчива к идеям датаграм без соединений.
Британское предложение, получившее поддержку представителей из США и Франции, призывало к созданию «сетевых стандартов необходимых для открытого взаимодействия». Эти стандарты, по мнению британцев, могли бы предложить альтернативу «замкнутым 'закрытым' системам» традиционных компьютеров, разработанных «без учёта возможности их совместной работы». Концепция открытого взаимодействия была как стратегической, так и технической, и говорила об их желании создать конкуренцию лидерам рынка, конкретно IBM и телекоммуникационным монополиям.
Как и ожидалось, ISO согласилась с предложением британцев и назначила эксперта по базам данных из США Чарльза Бакмэна (Charles Bachman) главой комитета. Весьма уважаемый в околокомпьютерных кругах, Бакмэн получил четырьмя годами ранее престижную Премию Тьюринга за свою работу над системой управления базами данных Integrated Data Store.
Когда я брал интервью у Бакмэна в 2011 году, он описал то «архитектурное видение», которое он привнёс в OSI, то видение было вдохновлено его работой с базами данных вообще и архитектурой IBM Systems Network Architecture в частности. Он начал с определения референсной модели, которая разделяла различные задачи связи между компьютерами на множество уровней. На пример, физическая среда передачи (такая как медные кабели) попадает в первый уровень, транспортные протоколы для перемещения данных попадают в четвёртый уровень, а приложения (такие как электронная почта и передача файлов) находятся на седьмом уровне. После утверждения архитектуры на основе уровней, можно было приступать к разработке конкретных протоколов.
Разработка Бакмэна в значительной мере отличалась от Systems Network Architecture: тогда как IBM создавала архитектуру терминал-компьютер, Бакмэн соединял равноправные компьютеры. Этот подход сделал проект весьма привлекательным для таких компаний как General Motors, ведущего сторонника OSI в восьмидесятые годы. GM имела десятки заводов и сотни поставщиков, использующих смесь малосовместимых программных и аппаратных систем. Схема Бакмэна позволила бы объединить компьютеры и сети различных проприетарных типов — если они следовали стандартам OSI.
Многоуровневая референсная модель OSI давала также и важную организационную возможность: модульность. То есть деление на уровни позволило разделить работу над протоколами между комитетами. Явно, модель Бакмэна была лишь началом. Чтобы стать международным стандартом, каждое предложение должно было пройти через четыре стадии, начиная с рабочего черновика, далее черновика предлагаемого международного стандарта, потом черновика международного стандарта и, наконец, международного стандарта. Создание консенсуса вокруг референсной модели OSI и связанных с ней стандартов потребовало экстраординарного числа пленарных заседаний и собраний комитетов.
Первое пленарное заседание OSI продлилось три дня, с 28 февраля по 2 марта 1978 года. Собралось множество делегатов из десяти стран и наблюдатели из четырёх международных организаций. У всех участвовавших были свои рыночные интересы и готовые наработки. При этом, у делегатов из одной страны могли быть совершенно разные цели. Многие из собравшихся были ветеранами INWG, сохранившими осторожный оптимизм в отношении возможности вырвать будущее сетей из лап IBM и телекоммуникационных монополий, которые, вполне очевидно, планировали доминировать на новом рынке.
Одновременно, представители IBM, возглавляемые Джозефом Де Блэзи (Joseph De Blasi), весьма способным директором по стандартам в компании, мастерски направляли дискуссию, удерживая развитие OSI в рамках деловых интересов IBM. Информатик Джон Дэй, разрабатывавший протоколы для ARPANET, был ключевым членом делегации США. В своей книге 2008 года Паттерны в Архитектуре Сетей (Patterns in Network Architecture, изд. Prentice Hall), Дэй вспоминает, что представители IBM со знанием дела вмешивались в споры между делегатами «боровшимися за кусок пирога… IBM вертела ими как хотела. Это было завораживающее зрелище».
Несмотря на палки, вставляемые в колёса, лидерство Бакмэна двигало OSI по рискованному пути от замысла к реальности. Бакмэн и Юбер Зиммерман (ветеран Cyclades и INWG) добились альянса с телекоммуникационными инженерами из CCITT. Но это партнёрство с трудом преодолевало фундаментальную несовместимость их взглядов. Зиммерман и его коллеги от информатики, вдохновлённые конструкцией датаграм Пузана, боролись за протоколы без установления соединения, тогда как профессионалы от телекоммуникаций настаивали на виртуальных цепях. Вместо разрешения спора, они согласились включить оба варианта в рамках OSI, тем самым увеличивая его размеры и сложность.
Этот непростой альянс информатиков и связистов опубликовал международный стандарт на референсную модель OSI в 1984 году. Вскоре последовали отдельные стандарты OSI на транспортные протоколы, электронную почту, электронные справочники, управление сетью и многие другие функции. OSI начинал проявлять признаки своей неотвратимости. Ведущие компьютерные компании, такие как Digital Equipment Corp., Honeywell, и IBM, были к тому времени очень заинтересованы в OSI, наравне с Европейски Экономическим Сообществом (European Economic Community), правительствами стран Европы, Северной Америки и Азии.
Даже правительство США — ведущий спонсор протоколов Интернета, несовместимых с OSI — присоединилось к популярному проекту. Министерство обороны официально приняло заключение из рекомендаций Национального Исследовательского Совета (National Research Council) 1985 года о переходе от TCP/IP к OSI. Одновременно, министерство по торговле (Department of Commerce) издало в 1988 году мандат, предписывающий использование стандартов OSI на всех компьютерах, закупаемых правительством США после августа 1990 года.
Хотя такие указы и выглядят как работа передёргивающих бюрократов, следует вспомнить что в восьмидесятых годах Интернет был всего лишь исследовательской сетью: сеть быстро росла, но её администраторы не допускали коммерческий трафик или сторонних провайдеров на финансируемую правительством магистраль вплоть до 1992 года. Для компаний и других крупных организаций, желавших обмениваться данными между различными типами компьютеров или сетей, OSI оставался единственным вариантом.
На этом, конечно, история не заканчивается. К концу восьмидесятых годов, негодование по поводу медленного развития OSI достигло критической отметки. В ходе собрания в Европе в 1989 году, защитник OSI Браэн Капентер (Brian Carpenter) выступил с речью озаглавленной «OSI уже опоздал?» («Is OSI Too Late»). Тот раз, как он вспоминает в своих недавних мемуарах, «был единственным случаем в моей жизни» когда он удостоился «стоячей овации на технической конференции». Двумя годами позже, французский эксперт по сетям и бывший член INWG, Пузан, в эссе озаглавленном «Десять лет OSI — Зрелость или Младенчество?» («Ten Years of OSI—Maturity or Infancy?») обозначил растущую неопределённость: «Правительственные и корпоративные нормативы постоянно рекомендуют OSI в качестве основного решения. Однако, гораздо проще и быстрее внедрить однородную сеть на базе проприетарных архитектур или объединить разнородные системы используя продукты на базе TCP». Даже для сторонников OSI, Интернет выглядел всё более привлекательно.
Ощущение обречённости усугублялось, прогресс замедлился и в середине девяностых, красивая мечта OSI наконец закончилась. Фатальным недостатком процесса, как бы иронично это не звучало, была приверженность к открытости. Формальные правила международной стандартизации давали любой заинтересованной стороне право участвовать в разработке, что приводило к общей напряжённости, несовместимости взглядов и давало путь подрывной деятельности.
Первый председатель OSI, Бакмэн, ожидал этих проблем с самого начала. В своей речи на конференции в 1978 году, он выказал обеспокоенность шансами OSI на успех: "[Стоящая перед нами] организационная задача велика. Технические проблемы больше, чем что-либо ранее известное в информационных системах. А политические проблемы заставят попотеть самого хитроумного государственного деятеля. Можете ли вы себе представить попытку привести в обозримом будущем к соглашению представителей десятка ведущих конкурирующих компьютерных корпораций, и десятка телефонных компаний, и PTT [государтсвенные телекоммуникационные монополии — прим.автора], и технических экспертов из десяти различных государств?"
Несмотря на усилия Бакмэна и других людей, груз организационных проблем не спадал. Сотни инженеров присутствовали на встречах различных комитетов и рабочих групп OSI, а бюрократические процедуры, используемые для структурирования дискуссии, не давали быстро создавать стандарты. Спорили обо всём: даже о тривиальных нюансах языка (например, о разнице между оборотами «вы подчинитесь» и «вам следует подчиниться»). Гораздо более сложные вопросы разделяли экспертов от информатики и телекоммуникаций, чьи технические и бизнес-планы конфликтовали. Таким образом, открытость и модульность — ключевые принципы координации проекта — стали причиной краха OSI.
В тоже время, Интернет процветал. При достаточном финансировании со стороны правительства США, Серф и Кан со своими коллегами были защищены от сил международной политики и экономики. ARPA и Агентство по связи для обороны (Defence Communications Agency) ускорили внедрение Интернета в начале восьмидесятых годов, финансируя учёных для внедрения протоколов Интернет в популярных операционных системах, таких как вариант Unix от Университета Калифорнии, Беркли. Тогда, первого января 1983 года, ARPA прекратила поддержку межузлового протокола ARPANET, тем самым вынудив подрядчиков использовать TCP/IP, если они желали оставаться на связи; этот день известен как "день рождения Интернета".
Таким образом, пока многие пользователи ещё ждали, что OSI станет решением для глобального объединения сетей, всё большее число людей начинало использовать TCP/IP как практичное, пусть и временное, средство сетевого взаимодействия.
Инженеры, которые присоединялись к Интернет-сообществу в 1980-е часто не понимали OSI, высмеивая её ошибочную монструозность созданную ничего не смыслящими европейскими бюрократами. Инженер Маршал Роуз (Marshall Rose) писал в своём учебнике 1990 года, что «Сообщество Интернета очень старается игнорировать сообщество OSI. Вообще говоря, технологии OSI уродливы в сравнении с технологиями Интернет.»
К сожалению, негативный настрой Интернет-сообщества также приводил к отвержению хороших технических идей OSI. Классическим примером является «дворцовый переворот» в 1992 году. Хотя они и были далеки от уровня формальности той бюрократии, что создавала OSI, Интернет регулировали Совет по делам Интернета (Internet Activities Board) и Инженерный совет Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF), которые отвечали за управление развитием стандартов. Именно такая работа проходила в 1992 году в Кэмбридже. Несколько лидеров, занятых пересмотром маршрутизации и ограничений адресации, не предусмотренных ранее при разработке TCP и IP, рекомендовали сообществу если не внедрить, то хотя бы рассмотреть некоторые технические протоколы, разработанные в рамках OSI. Сотни присутствовавших Интернет-инженеров рьяно выразили свой протест, а затем изгнали лидеров за такую ересь.
Хотя Серф и Кан не разрабатывали TCP/IP для применения в бизнесе, десятилетия государственной поддержки их исследований создали важное коммерческое преимущество: протоколы Интернет могли применяться бесплатно. Для сравнения, чтобы использовать стандарты OSI, компании, разрабатывавшие и продававшие сетевое оборудование, должны были приобретать у соответствующей группы ISO бумажные копии, по одной копии за раз. Марк Левийон (Mark Levilion), инженер французского подразделения IBM, в 2012 году сказал мне в ходе интервью об отходе индустрии от OSI к TCP/IP следующее: „С одной стороны, есть что-то что бесплатно, доступно и его нужно просто загрузить. А с другой, гораздо более проработанный проект, гораздо более завершённый, более сложный, но дорогой. Будучи директором по ИТ, что бы вы выбрали?“
К середине девяностых, Интернет стал стандартом де-факто для глобальной компьютерной сети. Поступив жестоко с создателями OSI, приверженцы Интернета перехватили идею „открытости“ и объявили её своей. Сегодня, они то и дело выступают за свободу „открытого Интернета“ от авторитарных правительств, регулирования и монополистов.
В свете успеха гибкого подхода Интернета, OSI часто описывают как негативный пример бюрократизированной „предупредительной стандартизации“ на незрелом переменчивом рынке. Акцент на недостатках, однако, упускает многие успехи, сделанные OSI: фокусирование внимания на последних достижениях техники сделало её источником ценного опыта (включая решение ряда серьёзных проблем) для поколения сетевых инженеров, которые позднее основали свои компании, были советниками при правительствах и преподавали в университетах по всему миру.
За гранью этих упрощённых понятий „успеха“ и „неудач“, история OSI содержит важные уроки, который следует усвоить инженерам, регуляторам и пользователям Интернета. Возможно, важнейшим из этих уроков является противоречивость понятия „открытости“. OSI выявила глубокое несоответствие между идеалистическими представлениями об открытости и политико-экономическими реалиями мировой сетевой индустрии. И крах OSI наступил потому, что не удалось примирить разнородные желания всех заинтересованных сторон. Что, в таком случае, это означает для жизнеспособности открытого Интернета?
Эта статья является логическим продолжением статьи “‘Rough Consensus and Running Code’ and the Internet-OSI Standards War” 2006 года того же автора, опубликованной в IEEE Annals of the History of Computing. Атор подробнее рассматривает эти и другие темы в своей книге Open Standards and the Digital Age: History, Ideology, and Networks (Cambridge University Press, 2014).
В работе Джанет Эбэйт (Janet Abbate) Inventing the Internet (MIT Press, 1999) даётся прекрасное расмотрение событий, приведших Интернет к тому виду, который мы имеем сейчас.
Статья “INWG and the Conception of the Internet: An Eyewitness Account” Алекса МакКинзи, опубликованная в январском выпуске IEEE Annals of the History of Computing 2011 года, основана на документах сохранённых МакКинзи после его работы в International Networking Working Group, которые сейчас находятся в архиве института Чарльза Бэбиджа Университета Минесоты (Минеаполис).
Онлайн-книга Entrepreneurial Capitalism and Innovation: A History of Computer Communications, 1968–1988 Джеймса Пелки (James Pelkey) основана на интервью и документах, собранных им в конце 1980-х и начале девяностых, времени когда казалось, что OSI будет доминировать в будущих сетях. Проект Пелки также описан в блоге Музея Истории Компьютеров в посте посвящённом сорокалетию Ethernet.
Как TCP/IP превзошёл стандарты Open Systems Interconnection, став протоколом для глобальных компьютерных сетей.
Если бы всё пошло по плану, Интернет который мы знаем никогда бы не возник. Этот план, разработанный 35 лет назад, предполагал создание целостного набора стандартов для компьютерных сетей Open Systems Interconnection, OSI.
Его создатели были обособленной группой представителей компьютерной индустрии из Соединённого Королевства, Франции и Соединённых Штатов Америки. Они представляли себе законченную, открытую и многослойную систему, которая позволила бы пользователям по всему миру легко обмениваться данными и тем самым открыть новые возможности для развития сотрудничества и коммерции.
Фото: INRIA
Просто подключите: Исследователь Юбер Зиммерман (Hubert Zimmerman) [слева — прим. автора] рассказывает о компьютерных сетях представителям французской власти на встрече в 1974 году. Зиммерман впоследствии будет играть ключевую роль в развитии стандартов OSI.
В то время, их видение представлялось единственно правильным. Тысячи инженеров и законодателей по всему миру оказались вовлечены в процесс становления стандартов OSI. Скоро у них была поддержка всех заинтересованных сторон: производителей компьютеров, телефонных компаний, регуляторов, национальных правительств, агентств по международным стандартам, академических исследователей, даже министерства обороны США [U.S. Department of Defence]. К середине 1980-х мировое признание OSI было очевидно.
Однако, к началу 1990-х проект практически заглох, столкнувшись с дешёвой и гибкой, хоть и менее полной, альтернативой: стеком Интернет состоявшим из Transmission Control Protocol и Internet Protocol. Когда позиции OSI ослабли, один из ведущих сторонников Интернета, Эйнар Стефруд (Einar Stefferud), с удовлетворением произнёс: «OSI это красивая мечта, а TCP/IP — уже реальность!» («OSI is a beautiful dream, and TCP/IP is living it!»).
Фото: INRIA
1961: Пол Баран (Paul Baran) в Rand Corp. начинает разработку своей концепции «коммутации блоков сообщений» как способа передачи данных по компьютерным сетям.
Что же случилось с «красивой мечтой»? В то время как триумфальная история Интернета хорошо задокументирована его создателями и историками с ними работавшими, OSI был позабыт всеми, за исключением лишь горстки ветеранов войны стандартов Internet-OSI. Чтобы понять причину, нам нужно окунуться в раннюю историю компьютерных сетей, время, когда досадные проблемы цифрового единства и глобальной связности будоражили умы учёных-информатиков, инженеров из телекоммуникационных компаний, законотворцев и правление корпораций. А чтобы лучше понять эту историю, вам придётся на время откинуть всё то, что вы уже знаете об Интернете. Попробуйте представить, если можете, что Интернет никогда не существовал.
История начинается в 1960-х. Воздвигается Берлинская Стена. Движение за свободу слова (Free Speech Movement) расцветает в Беркли. Солдаты США сражаются во Вьетнаме. А системы взаимосвязи цифровых компьютеров находятся ещё в младенчестве и подвергаются интенсивным широкопрофильным исследованиям, с десятками (а скоро — сотнями) людей в академических кругах, промышленности и правительстве занятых в крупных исследовательских проектах.
1965: Дональд В. Дэвис (Donald W. Davies), работая независимо от Барана, разрабатывает свою сеть с «коммутацией пакетов» (packet-switching).
Наиболее многообещающие из всех исследовательских проектов включали новый подход к передаче данных, называемый коммутацией пакетов. Изобретённый независимо Полом Бараном (Paul Baran) в Rand Corp. в Соединённых Штатах и Дональдом Дэвисом (Donald Davies) в Национальной Физической Лаборатории в Англии, способ коммутации пакетов предусматривал разбиение сообщений на отдельные блоки, или пакеты, которые могли быть маршрутизированы независимо по множеству доступных сетевых каналов. Компьютер на принимающей стороне собирал бы пакеты обратно в изначальную форму. Баран и Дэвис оба верили, что коммутация пакетов может быть более надёжной и эффективной, чем коммутация каналов, старая технология, используемая в телефонных системах, требующая выделенного канала для каждого подключения.
Исследователи, финансируемые Агентством по передовым исследованиям (Advanced Research Projects Agency, ARPA) министерства обороны США, создали первую сеть с коммутацией пакетов, названную ARPANET, в 1969 году. Вскоре другие организации, в частности компьютерный гигант IBM и ряд телефонных монополистов в Европе, начали вынашивать амбициозные планы по созданию сетей с коммутацией пакетов. Рассматривая возможность цифрового единства между компьютерами и связью, эти компании всё же больше заботились об удержании уровня доходов, получаемых от их существующего бизнеса. В результате, IBM и телефонные монополии предпочитали чтобы коммутация пакетов полагалась на «виртуальные цепи» (“virtual circuits”) — конструкция, копирующая технические и организационные методы систем с коммутацией каналов.
1969: ARPANET, первая сеть с коммутацией пакетов, создана в Соединённых Штатах.
1970: Оценочная прибыль на рынке компьютерных сетей США: US $46 миллионов.
1971: Во Франции запущен проект сети с коммутацией пакетов Cyclades.
При таком числе идей от заинтересованных сторон, все сходились на необходимости для коммутации пакетов некоторой формы международной стандартизации. Первые попытки начались в 1972 году, когда была сформирована Международная Рабочая Группа по Сетям (International Network Working Group, INWG). Винт Серф (Vint Cerf) был её первым председателем; другими активными участниками были Алекс МакКинзи (Alex McKenzie) в Соединённых Штатах, Дональд Дэвис и Роджер Сканлбёри (Roger Scantlebury) в Англии, а также Луи Пузан (Luis Pouzin) и Юбер Зиммерманн (Hubert Zimmermann) во Франции.
Задачей INWG было продвижение идеи коммутации пакетов на основе «датаграм», разработанной Пузаном. Как он мне объяснил во время нашей встречи в Париже в 2012 году, «Суть датаграм в отсутствии соединения. Это означает, что не создаётся никаких взаимоотношений между отправителем и получателем. Они независимы друг от друга, как фотоны». Это было радикальным предложением, в особенности при сравнении с виртуальными соединениями, предпочитаемыми IBM и телеком-инженерами.
INWG регулярно собиралась и обменивалась техническими статьями с целью приведения разработок в соответствие с идеей датаграм, в особенности транспортного протокола — ключевого механизма обмена пакетами между сетями различных типов. После нескольких лет дебатов и дискуссий, группа, наконец, достигла соглашения в 1975 году, и Серф с Пузаном отправили документацию по своему протоколу в международную организацию по надзору за телекоммуникационными стандартами, Международный Консультативный Комитет Телеграфии и Телефонии (International Telegraph and Telephone Consultative Commitee, известный по своему французскому акрониму, CCITT).
1972: собирается International Network Working Group (INWG) для разработки международного стандарта сетей с коммутацией пакетов, включая [слева направо — прим.автора] Луи Пузана, Винта Серфа, Алекса МакКинзи, Юбера Зиммермана и Дональда Дэвиса.
Комитет, в котором преобладали телеком-инженеры, отверг предложение INWG как слишком рискованное и не обкатанное. Серф с коллегами были очень разочарованы. Пузан, лидер Cyclades, французского исследовательского проекта по пакетным сетям, саркастически заметил, что CCITT «не против коммутации пакетов, если она выглядит также как коммутация каналов». И когда Пузан на конференциях жаловался на тактику «заламывания рук» со стороны «государственных монополий», все понимали, что он говорит о французском регуляторе [CCITT]. Французским бюрократам не нравилась искренность их соотечественника, что привело к постепенному истощению государственного финансирования Cyclades с 1975 по 1978 годы, после чего Пузан покинул проект.
1974: Винт Серф и Роберт Кан (Robert Kahn) публикуют статью “A Protocol for Packet Network Intercommunication,” [Протокол для взаимодействия пакетных сетей — прим. переводчика] в журнале IEEE Transactions on Communications.
Со своей стороны, Серф был настолько обескуражен этим опытом создания международных стандартов, что к концу 1975 года он покинул пост председателя INWG. Он также покинул кафедру в Стэнфорде и принял предложение Роберта Кана работать в ARPA. Серф и Кан уже успели развить разработку Пузана и опубликовали детали своей "программы управления передачей" годом ранее в IEEE Transactions on Communications. Эта разработка стала техническим фундаментом «Интернета», термина который позже был принят для обозначения сети сетей, использовавшей стек TCP/IP ARPA. В последующие годы эти двое руководили разработкой протоколов Интернета в подконтрольной им среде: небольшом сообществе подрядчиков ARPA.
Уход Серфа ознаменовал перелом в INWG. В то время как Серф и подрядчики ARPA в итоге формировали костяк Интернет в восьмидесятые, многие из оставшихся ветеранов INWG перегруппировались и присоединились к международному альянсу, который формировался под знаменем OSI, и два этих лагеря стали враждовать.
OSI был разработан комитетом, но одного этого факта недостаточно, чтобы похоронить проект — в конце концов, многие успешные стандарты начинают подобным образом. Однако это важно для понимания того, что произошло дальше.
В 1977 году, представители британской компьютерной промышленности предложили создание нового комитета по стандартам, посвящённого сетям с коммутацией пакетов, в рамках Международной Организации по Стандартизации (International Organization for Standardization, ISO), независимой негосударственной ассоциации созданной после Второй Мировой Войны. В отличии от CCITT, ISO не занималась исключительно телекоммуникациями: широта охвата тем включала технический комитет TC1 занятый стандартами на резьбу шурупов и TC17, работавший со сталью. Также, в отличии от CCITT, ISO уже имела в своём составе комитеты по компьютерным стандартам и могла быть более восприимчива к идеям датаграм без соединений.
Британское предложение, получившее поддержку представителей из США и Франции, призывало к созданию «сетевых стандартов необходимых для открытого взаимодействия». Эти стандарты, по мнению британцев, могли бы предложить альтернативу «замкнутым 'закрытым' системам» традиционных компьютеров, разработанных «без учёта возможности их совместной работы». Концепция открытого взаимодействия была как стратегической, так и технической, и говорила об их желании создать конкуренцию лидерам рынка, конкретно IBM и телекоммуникационным монополиям.
Многоуровневый подход: Референсная модель OSI (слева) разделяет связь между компьютерами на семь уровней, от физики на первом до приложений на седьмом. Хоть и менее строго, подход TCP/IP также может быть представлен в виде уровней, как показано справа.
Как и ожидалось, ISO согласилась с предложением британцев и назначила эксперта по базам данных из США Чарльза Бакмэна (Charles Bachman) главой комитета. Весьма уважаемый в околокомпьютерных кругах, Бакмэн получил четырьмя годами ранее престижную Премию Тьюринга за свою работу над системой управления базами данных Integrated Data Store.
Когда я брал интервью у Бакмэна в 2011 году, он описал то «архитектурное видение», которое он привнёс в OSI, то видение было вдохновлено его работой с базами данных вообще и архитектурой IBM Systems Network Architecture в частности. Он начал с определения референсной модели, которая разделяла различные задачи связи между компьютерами на множество уровней. На пример, физическая среда передачи (такая как медные кабели) попадает в первый уровень, транспортные протоколы для перемещения данных попадают в четвёртый уровень, а приложения (такие как электронная почта и передача файлов) находятся на седьмом уровне. После утверждения архитектуры на основе уровней, можно было приступать к разработке конкретных протоколов.
1974: IBM запускает сеть с коммутацией пакетов названную Systems Network Architecture.
1975: INWG направляет предложение в CCITT, комитет его отвергает. Серф покидает свой пост в INWG.
1976: CCITT публикует Рекомендацию X.25, стандарт пакетной коммутации, использующий «виртуальные цепи».
Разработка Бакмэна в значительной мере отличалась от Systems Network Architecture: тогда как IBM создавала архитектуру терминал-компьютер, Бакмэн соединял равноправные компьютеры. Этот подход сделал проект весьма привлекательным для таких компаний как General Motors, ведущего сторонника OSI в восьмидесятые годы. GM имела десятки заводов и сотни поставщиков, использующих смесь малосовместимых программных и аппаратных систем. Схема Бакмэна позволила бы объединить компьютеры и сети различных проприетарных типов — если они следовали стандартам OSI.
Многоуровневая референсная модель OSI давала также и важную организационную возможность: модульность. То есть деление на уровни позволило разделить работу над протоколами между комитетами. Явно, модель Бакмэна была лишь началом. Чтобы стать международным стандартом, каждое предложение должно было пройти через четыре стадии, начиная с рабочего черновика, далее черновика предлагаемого международного стандарта, потом черновика международного стандарта и, наконец, международного стандарта. Создание консенсуса вокруг референсной модели OSI и связанных с ней стандартов потребовало экстраординарного числа пленарных заседаний и собраний комитетов.
Первое пленарное заседание OSI продлилось три дня, с 28 февраля по 2 марта 1978 года. Собралось множество делегатов из десяти стран и наблюдатели из четырёх международных организаций. У всех участвовавших были свои рыночные интересы и готовые наработки. При этом, у делегатов из одной страны могли быть совершенно разные цели. Многие из собравшихся были ветеранами INWG, сохранившими осторожный оптимизм в отношении возможности вырвать будущее сетей из лап IBM и телекоммуникационных монополий, которые, вполне очевидно, планировали доминировать на новом рынке.
1977: Комитет ISO по взаимодействию открытых систем Open Systems Interconnection сформирован во главе с Чарльзом Бакмэном [слева]; среди других активных участников Юбер Зиммерман [по центру] и Джон Дэй (John Day) [справа].
1980: Министерство обороны США публикует «Стандарты Интернет Протокола и Протокола Управления Передачей» (“Standards for the Internet Protocol and Transmission Control Protocol”).
Одновременно, представители IBM, возглавляемые Джозефом Де Блэзи (Joseph De Blasi), весьма способным директором по стандартам в компании, мастерски направляли дискуссию, удерживая развитие OSI в рамках деловых интересов IBM. Информатик Джон Дэй, разрабатывавший протоколы для ARPANET, был ключевым членом делегации США. В своей книге 2008 года Паттерны в Архитектуре Сетей (Patterns in Network Architecture, изд. Prentice Hall), Дэй вспоминает, что представители IBM со знанием дела вмешивались в споры между делегатами «боровшимися за кусок пирога… IBM вертела ими как хотела. Это было завораживающее зрелище».
Несмотря на палки, вставляемые в колёса, лидерство Бакмэна двигало OSI по рискованному пути от замысла к реальности. Бакмэн и Юбер Зиммерман (ветеран Cyclades и INWG) добились альянса с телекоммуникационными инженерами из CCITT. Но это партнёрство с трудом преодолевало фундаментальную несовместимость их взглядов. Зиммерман и его коллеги от информатики, вдохновлённые конструкцией датаграм Пузана, боролись за протоколы без установления соединения, тогда как профессионалы от телекоммуникаций настаивали на виртуальных цепях. Вместо разрешения спора, они согласились включить оба варианта в рамках OSI, тем самым увеличивая его размеры и сложность.
Этот непростой альянс информатиков и связистов опубликовал международный стандарт на референсную модель OSI в 1984 году. Вскоре последовали отдельные стандарты OSI на транспортные протоколы, электронную почту, электронные справочники, управление сетью и многие другие функции. OSI начинал проявлять признаки своей неотвратимости. Ведущие компьютерные компании, такие как Digital Equipment Corp., Honeywell, и IBM, были к тому времени очень заинтересованы в OSI, наравне с Европейски Экономическим Сообществом (European Economic Community), правительствами стран Европы, Северной Америки и Азии.
Даже правительство США — ведущий спонсор протоколов Интернета, несовместимых с OSI — присоединилось к популярному проекту. Министерство обороны официально приняло заключение из рекомендаций Национального Исследовательского Совета (National Research Council) 1985 года о переходе от TCP/IP к OSI. Одновременно, министерство по торговле (Department of Commerce) издало в 1988 году мандат, предписывающий использование стандартов OSI на всех компьютерах, закупаемых правительством США после августа 1990 года.
Хотя такие указы и выглядят как работа передёргивающих бюрократов, следует вспомнить что в восьмидесятых годах Интернет был всего лишь исследовательской сетью: сеть быстро росла, но её администраторы не допускали коммерческий трафик или сторонних провайдеров на финансируемую правительством магистраль вплоть до 1992 года. Для компаний и других крупных организаций, желавших обмениваться данными между различными типами компьютеров или сетей, OSI оставался единственным вариантом.
January 1983: Требование министерства обороны США (U.S. Department of Defense) использовать TCP/IP в ARPANET отмечает “Рождение Интернета.”
May 1983: ISO публикует международный стандарт «ISO 7498: Базовая Референсная Модель Взаимосвязи Открытых Систем» (The Basic Reference Model for Open Systems Interconnection).
1985: Национальный Исследовательский Совет США (U.S. National Research Council) рекомендует мин.обороны постепенную миграцию от TCP/IP к OSI.
1988: Доход на рынке компьютерной связи США: 4.9 миллиарда долларов.
На этом, конечно, история не заканчивается. К концу восьмидесятых годов, негодование по поводу медленного развития OSI достигло критической отметки. В ходе собрания в Европе в 1989 году, защитник OSI Браэн Капентер (Brian Carpenter) выступил с речью озаглавленной «OSI уже опоздал?» («Is OSI Too Late»). Тот раз, как он вспоминает в своих недавних мемуарах, «был единственным случаем в моей жизни» когда он удостоился «стоячей овации на технической конференции». Двумя годами позже, французский эксперт по сетям и бывший член INWG, Пузан, в эссе озаглавленном «Десять лет OSI — Зрелость или Младенчество?» («Ten Years of OSI—Maturity or Infancy?») обозначил растущую неопределённость: «Правительственные и корпоративные нормативы постоянно рекомендуют OSI в качестве основного решения. Однако, гораздо проще и быстрее внедрить однородную сеть на базе проприетарных архитектур или объединить разнородные системы используя продукты на базе TCP». Даже для сторонников OSI, Интернет выглядел всё более привлекательно.
Ощущение обречённости усугублялось, прогресс замедлился и в середине девяностых, красивая мечта OSI наконец закончилась. Фатальным недостатком процесса, как бы иронично это не звучало, была приверженность к открытости. Формальные правила международной стандартизации давали любой заинтересованной стороне право участвовать в разработке, что приводило к общей напряжённости, несовместимости взглядов и давало путь подрывной деятельности.
Первый председатель OSI, Бакмэн, ожидал этих проблем с самого начала. В своей речи на конференции в 1978 году, он выказал обеспокоенность шансами OSI на успех: "[Стоящая перед нами] организационная задача велика. Технические проблемы больше, чем что-либо ранее известное в информационных системах. А политические проблемы заставят попотеть самого хитроумного государственного деятеля. Можете ли вы себе представить попытку привести в обозримом будущем к соглашению представителей десятка ведущих конкурирующих компьютерных корпораций, и десятка телефонных компаний, и PTT [государтсвенные телекоммуникационные монополии — прим.автора], и технических экспертов из десяти различных государств?"
1988: U.S. Department of Commerce предписывает правительственным организациям закупать только соответствующие OSI продукты.
1989: В то время как OSI начинает разваливаться, информатик Браэн Капентер выступает с речью «OSI уже опоздал?» завершающейся овацией.
1991: Тим Бёнес-Ли объявляет о публичном выпуске приложения WorldWideWeb.
1992: U.S. National Science Foundation пересматривает политику в отношении допуска коммерческого трафика в Интернете.
Несмотря на усилия Бакмэна и других людей, груз организационных проблем не спадал. Сотни инженеров присутствовали на встречах различных комитетов и рабочих групп OSI, а бюрократические процедуры, используемые для структурирования дискуссии, не давали быстро создавать стандарты. Спорили обо всём: даже о тривиальных нюансах языка (например, о разнице между оборотами «вы подчинитесь» и «вам следует подчиниться»). Гораздо более сложные вопросы разделяли экспертов от информатики и телекоммуникаций, чьи технические и бизнес-планы конфликтовали. Таким образом, открытость и модульность — ключевые принципы координации проекта — стали причиной краха OSI.
В тоже время, Интернет процветал. При достаточном финансировании со стороны правительства США, Серф и Кан со своими коллегами были защищены от сил международной политики и экономики. ARPA и Агентство по связи для обороны (Defence Communications Agency) ускорили внедрение Интернета в начале восьмидесятых годов, финансируя учёных для внедрения протоколов Интернет в популярных операционных системах, таких как вариант Unix от Университета Калифорнии, Беркли. Тогда, первого января 1983 года, ARPA прекратила поддержку межузлового протокола ARPANET, тем самым вынудив подрядчиков использовать TCP/IP, если они желали оставаться на связи; этот день известен как "день рождения Интернета".
Фото: Джон Дэй (John Day)
Что в имени?: В ходе заседания в июле 1986 годе в Newport, R.I., представители из Франции, Германии, Соединённого Королевства и США рассматривали вопрос работы референсной модели OSI с критическими функциями именования и адресации в сети.
Таким образом, пока многие пользователи ещё ждали, что OSI станет решением для глобального объединения сетей, всё большее число людей начинало использовать TCP/IP как практичное, пусть и временное, средство сетевого взаимодействия.
Инженеры, которые присоединялись к Интернет-сообществу в 1980-е часто не понимали OSI, высмеивая её ошибочную монструозность созданную ничего не смыслящими европейскими бюрократами. Инженер Маршал Роуз (Marshall Rose) писал в своём учебнике 1990 года, что «Сообщество Интернета очень старается игнорировать сообщество OSI. Вообще говоря, технологии OSI уродливы в сравнении с технологиями Интернет.»
К сожалению, негативный настрой Интернет-сообщества также приводил к отвержению хороших технических идей OSI. Классическим примером является «дворцовый переворот» в 1992 году. Хотя они и были далеки от уровня формальности той бюрократии, что создавала OSI, Интернет регулировали Совет по делам Интернета (Internet Activities Board) и Инженерный совет Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF), которые отвечали за управление развитием стандартов. Именно такая работа проходила в 1992 году в Кэмбридже. Несколько лидеров, занятых пересмотром маршрутизации и ограничений адресации, не предусмотренных ранее при разработке TCP и IP, рекомендовали сообществу если не внедрить, то хотя бы рассмотреть некоторые технические протоколы, разработанные в рамках OSI. Сотни присутствовавших Интернет-инженеров рьяно выразили свой протест, а затем изгнали лидеров за такую ересь.
1992: В ходе «дворцового переворота, Интернет-инженеры отвергли ISO ConnectionLess Network Protocol, предложенный в качестве альтернативы IP версии 4.
1996: Интернет-сообщество разрабатывает IP версии 6.
2013: По IPv6 передаётся примерно 1 процент глобального Интернет трафика.
Хотя Серф и Кан не разрабатывали TCP/IP для применения в бизнесе, десятилетия государственной поддержки их исследований создали важное коммерческое преимущество: протоколы Интернет могли применяться бесплатно. Для сравнения, чтобы использовать стандарты OSI, компании, разрабатывавшие и продававшие сетевое оборудование, должны были приобретать у соответствующей группы ISO бумажные копии, по одной копии за раз. Марк Левийон (Mark Levilion), инженер французского подразделения IBM, в 2012 году сказал мне в ходе интервью об отходе индустрии от OSI к TCP/IP следующее: „С одной стороны, есть что-то что бесплатно, доступно и его нужно просто загрузить. А с другой, гораздо более проработанный проект, гораздо более завершённый, более сложный, но дорогой. Будучи директором по ИТ, что бы вы выбрали?“
К середине девяностых, Интернет стал стандартом де-факто для глобальной компьютерной сети. Поступив жестоко с создателями OSI, приверженцы Интернета перехватили идею „открытости“ и объявили её своей. Сегодня, они то и дело выступают за свободу „открытого Интернета“ от авторитарных правительств, регулирования и монополистов.
В свете успеха гибкого подхода Интернета, OSI часто описывают как негативный пример бюрократизированной „предупредительной стандартизации“ на незрелом переменчивом рынке. Акцент на недостатках, однако, упускает многие успехи, сделанные OSI: фокусирование внимания на последних достижениях техники сделало её источником ценного опыта (включая решение ряда серьёзных проблем) для поколения сетевых инженеров, которые позднее основали свои компании, были советниками при правительствах и преподавали в университетах по всему миру.
За гранью этих упрощённых понятий „успеха“ и „неудач“, история OSI содержит важные уроки, который следует усвоить инженерам, регуляторам и пользователям Интернета. Возможно, важнейшим из этих уроков является противоречивость понятия „открытости“. OSI выявила глубокое несоответствие между идеалистическими представлениями об открытости и политико-экономическими реалиями мировой сетевой индустрии. И крах OSI наступил потому, что не удалось примирить разнородные желания всех заинтересованных сторон. Что, в таком случае, это означает для жизнеспособности открытого Интернета?
Хотите узнать больше?
Эта статья является логическим продолжением статьи “‘Rough Consensus and Running Code’ and the Internet-OSI Standards War” 2006 года того же автора, опубликованной в IEEE Annals of the History of Computing. Атор подробнее рассматривает эти и другие темы в своей книге Open Standards and the Digital Age: History, Ideology, and Networks (Cambridge University Press, 2014).
В работе Джанет Эбэйт (Janet Abbate) Inventing the Internet (MIT Press, 1999) даётся прекрасное расмотрение событий, приведших Интернет к тому виду, который мы имеем сейчас.
Статья “INWG and the Conception of the Internet: An Eyewitness Account” Алекса МакКинзи, опубликованная в январском выпуске IEEE Annals of the History of Computing 2011 года, основана на документах сохранённых МакКинзи после его работы в International Networking Working Group, которые сейчас находятся в архиве института Чарльза Бэбиджа Университета Минесоты (Минеаполис).
Онлайн-книга Entrepreneurial Capitalism and Innovation: A History of Computer Communications, 1968–1988 Джеймса Пелки (James Pelkey) основана на интервью и документах, собранных им в конце 1980-х и начале девяностых, времени когда казалось, что OSI будет доминировать в будущих сетях. Проект Пелки также описан в блоге Музея Истории Компьютеров в посте посвящённом сорокалетию Ethernet.