La storia di internet

Internet ha rivoluzionato il mondo dei computer e delle comunicazioni.

L’invenzione del telegrafo, del telefono, della radio e del computer hanno solamente posto le basi per questa innovazione senza precedenti.

Internet è allo stesso tempo una capacità di trasmissione mondiale, un meccanismo per la diffusione delle informazioni e un mezzo per la collaborazione e l’interazione tra gli individui e i loro computer senza riguardo alla posizione geografica.

A partire dalle prime ricerche sulla commutazione di pacchetto, il governo, l’industria e il mondo accademico sono stati partner nell’evoluzione e nello sviluppo di questa nuova ed eccitante tecnologia.

Il 4 ottobre 1957, per la prima volta nella storia, l’Unione Sovietica lancia Sputnik in orbita intorno al nostro pianeta.

Il 15 ottobre il presidente Dwight Eisenhower convoca lo Science Advisory Committee, il comitato di consulenza scientifica presidenziale, al fine di affermare la supremazia tecnologica degli Stati Uniti e, al termine della riunione, decide di nominare uno “Science Advisor” per favorire lo sviluppo rapido ed efficiente della scienza americana.

Il 7 novembre Eisenhower annuncia di aver trovato lo “Science Advisor” nella persona di James Rhyne Killian Jr. presidente del Massachussets Institute of Technology.

Il segretario della difesa Neil McElroy si confronta con Killian in merito alla costituzione di una agenzia unica per la ricerca e lo sviluppo scientifico con l’obiettivo di superare la rivalità tra esercito, marina ed aviazione, che fino a quel momento avevano realizzato, ognuno per proprio conto, dei progetti di ricerca a compartimenti stagni, facendosi concorrenza a vicenda. La creazione di tale agenzia incontra però una fortissima resistenza da parte delle gerarchie militari, recalcitranti a sottomettersi ad una autorità scientifica centralizzata.

È lo stesso Eisenhower che, il 7 gennaio del 1958, richiede ufficialmente al congresso i fondi per la nascita dell’ARPA, Advanced Research Project Agency, l’agenzia per i progetti di ricerca avanzata che vide la luce il 7 febbraio sotto la guida del suo primo direttore, Roy Johnson, proveniente dalla General Electric. Altri uomini reclutati per la nascita dell’Arpa vengono da industrie che hanno contratti con il pentagono, come ad esempio Lockheed, Union Carbide e Convair. L’ARPA unisce alcuni tra gli scienziati più brillanti d’America, che mettono a punto il primo satellite USA in 18 mesi: il 31 gennaio 1958, veniva lanciato nello spazio da Cape Canaveral, in Florida, il primo satellite artificiale degli Stati Uniti: Explorer-1.

Nel 1960, all’interno della RAND corporation, ha inizio ad opera di Paul Baran la prima ricerca scientifica sulla commutazione di pacchetto.

 

Dallo studio delle reti neurali Paul Baran ricava un modello, che chiama distributed network, basato sulla ridondanza e la molteplicità dei collegamenti. La numerosità e la ridondanza delle connessioni si rifanno a quelle del cervello umano, dove le funzioni di un’area offesa possono essere sostituite da una nuova connessione realizzata con i neuroni rimasti intatti.

Altra idea rivoluzionaria di Paul Baran è quella di frazionare i messaggi in diverse unità elementari di informazione, ciascuna in grado di seguire un percorso differente all’interno della rete.

Infine Baran, nel memorandum dal titolo “On Distributed Communications Networks”, scrive che

“è tempo di cominciare a pensare ad una nuova e non ancora esistente rete pubblica, un impianto di comunicazione […] progettato specificatamente per la trasmissione di dati digitali tra un vasto insieme di utenti”.

Le proposte di Baran incontrano lo scetticismo della comunità scientifica, la diffidenza del pentagono e della Air Force Usa nonché l’ostilità della compagnia telefonica AT&T.

Nel luglio del 1961 Leonard Kleinrock dell’ UCLA, University of California Los Angeles, pubblica “Information Flow in Large Communication Nets”, un testo che getta le basi statistiche e matematiche per lo studio del traffico nelle reti distribuite di trasmissione dati a pacchetto.

L’ARPA affida a Kleinrock la realizzazione dell’NMC, Network Measurement Center, il centro di misurazione della rete situato presso l’UCLA. L’NMC diventerà il primo nodo della futura Arpanet, con il compito di monitorare il traffico attraverso i nodi che si sarebbero via via aggiunti.

Sempre nel 1961 il secondo direttore dell’ARPA, il Generale Austin W. Betts, viene sostituito da Jack P. Ruina, il primo scienziato a dirigere l’ARPA dopo un uomo d’affari e un militare. È proprio Ruina ad intuire il grande potenziale della trasmissione dei dati applicata alla computer science.

Il primo ottobre 1962 Ruina porta in ARPA Joseph Carl Robnett Licklider, prima al Massachussetts Institute of Technology, uno studioso di psicoacustica che avrà un ruolo fondamentale nello sviluppo delle ricerche dell’ARPA anche grazie al saggio “Man-Computer Symbiosis” (simbiosi uomo computer).

Licklider coinvolge nelle ricerche dell’ARPA tutti i più grandi centri di ricerca e le più prestigiose istituzioni universitarie degli Stati Uniti. Questa scelta condiziona fortemente l’evoluzione di Arpanet, che si sviluppa al di fuori degli ambienti militari, con il contributo fondamentale di tutti gli studenti universitari che iniziano ad utilizzare i collegamenti Arpanet a partire dal 1969, data di collegamento dei primi due nodi della rete.

Licklider viene messo a capo di un gruppo di lavoro, l’Intergalactic Computer Network, al quale indirizza nel 1963 un memorandum che rappresenta la base concettuale di ciò che sarebbe diventata Arpanet.

Licklider rimane alla guida dell’ IPTO (Information Processing Techniques Office) fino al 1965, quando viene sostituito da Ivan Edward Sutherland. Mentre era alla DARPA Licklider convinse i suoi successori Ivan Sutherland, Bob Taylor e il ricercatore del MIT Lawrence G. Roberts, dell’importanza di questo concetto di rete. Mentre Paul Baran negli Stati Uniti cerca di portare avanti il suo progetto di rete distribuita, Donald Watts Davies, un fisico del British National Physical Laboratory di Londra, sviluppa delle teorie sul networking molto simili a quelle di Baran. Nella primavera del 1966 Davies parla, nel corso di una conferenza, di una rete distribuita analoga a quella concepita da Baran descrivendo l’inoltro di messaggi, suddivisi in pacchetti, nell’ambito di una rete digitale. Al termine della conferenza sarà un funzionario del ministero della difesa USA a segnalare a Davies gli studi effettuati dalla Rand Corporation.

Nel 1966 Robert William Taylor sostituisce Ivan Sutherland alla guida dell’IPTO riuscendo ad ottenere da Charles Herzfeld, il quarto direttore dell’ARPA, un finanziamento da un milione di dollari per un progetto di rete distribuita.

Nel 1993, un articolo di Philip Elmer-Dewitt sulla rivista Time darà vita alla leggenda di una rete militare costruita con la precisa intenzione di mettere gli Stati Uniti in condizioni di affrontare una guerra termonucleare, disponendo di una rete di comunicazioni in grado di sopravvivere ad un eventuale bombardamento. L’articolo del Time è smentito da una lettera, mai pubblicata, inviata alla prestigiosa rivista da Robert Taylor.

Le reti a commutazione di pacchetto e la realizzazione di ARPANET sono in realtà solamente due tra i molteplici progetti di ricerca portati avanti dall’ARPA in quegli anni, senza intuirne sin da subito i potenziali utilizzi.

Charles Herzfeld racconta la nascita di ARPANET in una intervista rilasciata a Scientific American del settembre del 1995

“ARPANET non nacque per assicurare le comunicazioni militari in caso di guerra nucleare – questa è un’impressione sbagliata piuttosto comune – ma piuttosto per collegare computer e ricercatori delle università, assistendoli nel condurre ricerche comuni sui computer e sulle reti di comunicazione, e per usare questi computer nelle ricerche di base. Certamente eravamo consapevoli delle applicazioni potenziali di ARPANET per la sicurezza nazionale, ma gli sforzi per usare tale tecnologia a questo fine vennero solo molto dopo”.

Taylor pone a capo di questo progetto Lawrence Gilman Roberts, un ricercatore proveniente dal Lincoln Laboratory dove aveva supervisionato uno dei primi esperimenti di collegamento remoto tra due computer, sempre all’interno di un progetto finanziato dall’ARPA. Nel 1965, lavorando con Thomas Merrill, Roberts collega il computer TX-2 in Mass. al Q-32 in California con una linea telefonica a bassa velocità creando la prima (per quanto piccola) rete di computer ad ampio raggio mai costruita. Il risultato di questo esperimento è che i computer condivisi potevano lavorare bene insieme, eseguendo programmi e recuperando dati come necessario sulla macchina remota, ma che il sistema telefonico a commutazione di circuito è totalmente inadeguato per tale lavoro. La convinzione di Kleinrock della necessità della commutazione di pacchetto è confermata.

A dicembre Larry Roberts fa dunque il suo ingresso all’ARPA.

 

Nei primi mesi del 1967 Roberts organizza un paio di incontri in cui si danno appuntamento tutti i rappresentanti dei maggiori centri di ricerca e organismi universitari del settore informatico.

Il mondo accademico non è ancora pronto per abbracciare lo spirito delle reti distribuite e, nel primo di questi due appuntamenti, molti non sono entusiasti dell’idea di doversi organizzare in rete condividendo con altri le proprie già scarse risorse di calcolo.

Il progetto di Roberts trova però tra i sostenitori Douglas Engelbart dello Stanford Research Institute, famoso per l’invenzione del mouse. Engelbart mette a disposizione il suo gruppo di ricerca per la realizzazione di NIC, il primo centro amministrativo della rete che più tardi prenderà il nome di InterNIC (Internet Network Information Center). Sulla scia dello Stanford Institute, col passare del tempo nasceranno altri NIC, per gestire in maniera decentralizzata servizi di documentazione ed assistenza, relativamente alla struttura della rete e alla gestione dei nomi di dominio con i quali vengono identificati i computer collegati a Internet.

Durante uno degli incontri organizzati da Roberts, un contributo importante arriva da Wesley Allison Clark, che propone di non collegare direttamente i computer tra loro. I modelli di computer disponibili all’epoca erano talmente diversi tra loro che anche calcolatori prodotti della stessa ditta richiedevano enormi sforzi di programmazione e numerose modifiche all’hardware per essere in grado di comunicare l’uno con l’altro. Clark suggerisce di utilizzare una sottorete di computer tutti uguali e compatibili, dedicati esclusivamente alle funzioni di trasmissione e ricezione dei dati. In questo modo i computer della sottorete avrebbero parlato tutti lo stesso linguaggio, senza problemi di compatibilità, e ogni nodo della rete avrebbe dovuto imparare solamente il linguaggio della sottorete anziché quello di tutti gli altri nodi a cui sarebbe stato connesso.

I computer interposti tra i calcolatori universitari e la rete di comunicazione vera e propria vengono battezzati col nome di Interface Message Processor (IMP).

 

In un incontro successivo, promosso da Association for Computing Machinery, Roberts presenta il primo documento su quella che aveva battezzato come ARPANET.

Durante tale incontro, Roger Anthony Scantlebury presenta il lavoro sulle reti a commutazione di pacchetto realizzato al National Physical Laboratory. Attraverso Scantlebury, Roberts viene anche a conoscenza del lavoro di Paul Baran. Con questi incontri iniziano a mettersi insieme i tasselli che daranno vita al primo embrione di ARPANET: l’iniziativa di Roberts, le risorse dell’ARPA, gli strumenti tecnologici sviluppati da Davies e Baran, gli studi teorici sulla statistica delle reti distribuite sviluppati da Kleinrock, l’idea di Clark per risolvere i problemi di compatibilità.

Nel 1968 Roberts invia a 140 diverse aziende le specifiche degli IMP, esperendo di fatto una manifestazione di interesse in merito alla costruzione di questi fondamentali componenti della rete.

IBM risponde a questa request for proposal argomentando che una siffatta rete non avrebbe mai potuto essere realizzata a causa dell’enorme costo dovuto ai computer necessari a far funzionare ogni nodo della rete.

Invece la Bolt Beranek and Newman, piccola ditta di Cambridge nel Massachussetts nata nel 1948 come una ditta di consulenza per la progettazione dell’acustica in teatri e sale cinematografiche, si aggiudicò la prima request for proposal .

Quando il documento di Roberts arriva alla BBN nell’agosto 1968, Frank Heart viene incaricato di mettere insieme un gruppo di ricerca in grado di realizzare il primo IMP rispettando le scadenze fissate dall’ARPA.

Con Heart lavorano Dave Walden, esperto di sistemi in tempo reale, Severo Ornstein, mago dell’hardware, Bernie Cosell, capace di scovare qualsiasi errore di programmazione e Will Crowther, appassionato di matematica in grado di produrre programmi piccoli e complessi al tempo stesso.

Mentre il team di BBN lavorava sugli IMP con Bob Kahn che giocava un ruolo importante nella progettazione architettonica generale di ARPANET, la topologia e l’economia della rete furono progettate e ottimizzate da Roberts lavorando con Howard Frank e il suo team alla Network Analysis Corporation, e il sistema di misurazione della rete fu preparato dal team di Kleinrock alla UCLA.

Tra il 1968 e il 1969 il gruppo di lavoro è febbrilmente impegnato per concludere la realizzazione dell’IMP numero 1. Nello stesso periodo, nelle sedi universitarie destinate ad ospitare i primi nodi di ARPANET, si lavora altrettanto intensamente per mettere in grado i computer universitari di collegarsi agli IMP e, di conseguenza, a tutto il resto della rete.

Steve Crocker, del gruppo di ricerca di Leonard Kleinrock all’UCLA, scrive il primo Request For Comments (RFC), dal titolo “Host Software”. Si tratta di un documento nel quale si descrivono i protocolli di connessione tra due computer, cioè le regole per stabilire uno scambio di dati fra due calcolatori diversi connessi a due IMP uguali.

I documenti RFC sono proposte di innovazioni tecniche, ossia richieste di commenti da sottoporre ad approvazione alla comunità, in accordo con la natura della rete priva di una qualsiasi autorità centralizzata e aperta alle proposte di chiunque.

La nascita dei RFC è raccontata dallo stesso Crocker nel RFC 1000 dal titolo “The Beginning of the Network Working Group from The Origins of RFCs”, un numero speciale richiesto a Crocker da Jon Postel, editor dei RFC.

Lo stile aperto ed informale dei RFC viene apprezzato da tutti i soggetti impegnati nel progetto di rete promosso dall’ARPA e contribuisce a costituire un clima di cooperazione nel quale prende vita l’International Networking Working Group (NWG), il gruppo di lavoro nell’ambito del quale, col meccanismo delle RFC, nasceranno le soluzioni tecnologiche e gli standard che sono alla base degli attuali servizi Internet.

Grazie al precoce sviluppo di Kleinrock della teoria della commutazione di pacchetto e alla sua attenzione all’analisi, alla progettazione e alla misurazione, il suo Network Measurement Center all’UCLA fu selezionato per essere il primo nodo di ARPANET.

Nell’agosto 1969 l’IMP numero 1, realizzato nei laboratori BBN, raggiunge l’UCLA presso la University of California a Los Angeles. Si tratta di un computer con soli 12K di memoria a nuclei di ferrite, ma il codice necessario al funzionamento dell’IMP numero 1 occupa più di 800 metri di nastro perforato!

A settembre 1969 iniziano le prime prove di funzionamento e il Sigma-7 e l’IMP numero 1 iniziano a scambiarsi dati.

A ottobre l’IMP numero 2 raggiunge lo Stanford Research Institute in California, a Menlo Park. Iniziano i primi esperimenti di collegamento con l’università di Los Angeles.

A novembre l’università di Santa Barbara (UCSB) si collega al nodo dell’UCLA e ,un mese più tardi, si aggiunge ai tre nodi precedenti anche l’università dello Utah, che viene collegata allo Stanford Institute tramite l’IMP numero 4.

Questi ultimi due nodi incorporano progetti di visualizzazione di applicazioni, con Glen Culler e Burton Fried alla UCSB che studiano metodi per la visualizzazione di funzioni matematiche usando display di memoria per affrontare il problema del refresh sulla rete, e Robert Taylor e Ivan Sutherland allo Utah che studiano metodi di rappresentazioni 3-D sulla rete. Così, alla fine del 1969, quattro computer host sono collegati tra loro nell’iniziale ARPANET, e il nascente Internet è partito.

Nel giro di pochi mesi ARPANET non è più un’idea, ma una vera e propria rete funzionante.

I computer vengono rapidamente aggiunti ad ARPANET durante gli anni seguenti, e il lavoro procede sul completamento di un protocollo Host-to-Host funzionalmente completo e di altro software di rete.

Nel dicembre 1970 il Network Working Group (NWG) completa il protocollo iniziale ARPANET Host-to-Host, chiamato Network Control Protocol (NCP). Quando i siti ARPANET completano l’implementazione del NCP durante il periodo 1971-1972, gli utenti della rete possono finalmente iniziare a sviluppare applicazioni.

Nell’ottobre 1972, Kahn organizza una dimostrazione di grande successo di ARPANET alla International Computer Communication Conference (ICCC). Questa è la prima dimostrazione di questa nuova tecnologia di rete al pubblico.

Ancora nel 1972 che viene introdotta la prima killer application: la posta elettronica. In marzo Raymond Samuel Tomlinson alla BBN scrive il software di base per l’invio e la lettura dei messaggi di posta elettronica, motivato dal bisogno degli sviluppatori di ARPANET di un facile meccanismo di coordinamento.

In luglio, Roberts espande la sua utilità scrivendo il primo programma di utilità di posta elettronica per elencare, leggere selettivamente, archiviare, inoltrare e rispondere ai messaggi. Da lì l’e-mail decolla come la più grande applicazione di rete per oltre un decennio.

 

Questo è un precursore del tipo di attività che vediamo oggi sul World Wide Web, cioè l’enorme crescita di tutti i tipi di traffico people-to-people.

Bibliografia:

• Baran, Paul: “On Distributed Communications Networks.” IEEE Transactions on Communications Systems, 1/3/1964.
• Bolt, Beranek and Newman: “BBN Report No. 1822: Interface Message Processor”, Cambridge, Massachussetts, 1969.
• Carlini, Franco: “Internet, Pinocchio e il Gendarme – le prospettive della democrazia in rete”, Manifestolibri 1996.
• Hafner, Katie – Lyon, Matthew: “Where Wizards Stay Up Late: The Origins of The Internet”, Simon and Schuster, New York, 1996.
• https://www.internetsociety.org/internet/history-internet/brief-history-internet/
• Kleinrock, Leonard: “Communication Nets: Stochastic Message Flow and Delay”, McGraw-Hill, New York, 1964.
• Licklider, Joseph: “Man-Computer Symbiosis”, Digital Equipment Corporation Systems Research Center, 7/8/1990.