Батько інтернету »Вінтон Серф про історію Всесвітньої мережі, про те, як вона працює, і про те, що чекає нас в майбутньому.

«Популярною механіці» доводилося брати інтерв'ю самих різних людей - знаменитих учених, інженерів, винахідників і бізнесменів. Але, напевно, вперше нам вдалося поговорити з людиною, яка настільки серйозно змінив все наше життя. Ця людина не президент супердержави і не член королівської династії. У 1970-х роках Вінтон Серф разом зі своїм колегою Робертом Каном займався питаннями об'єднання комп'ютерних мереж і розробкою набору міжмережевих протоколів, відомих як TCP / IP. Попросту кажучи, Вінтон Серф, нині віце-президент компанії Google, - «батько інтернету». Саме він заклав основи тих сучасних чудес, які ми звикли сприймати як належне, і зробив весь наш світ досяжним за допомогою легкого руху мишею.

- Як Ви придумали інтернет?

Початковий імпульс цьому процесу, як не дивно, дала не наша, а ваша країна. У жовтні 1957 року СРСР запустив перший штучний супутник Землі, і ця новина в США справила ефект бомби, що розірвалася. Як крок у відповідь було організовано агентство Advanced Research Projects Agency (ARPA), завданням якого стало застосування різних наукових і технологічних розробок в оборонних цілях. У тому числі і використання комп'ютерів в структурі військового командування і управління.

І ось в 1970-х разом з Бобом Каном ми на замовлення ARPA стали займатися невеликим проектом. У той час вже існували комп'ютери, об'єднані в мережі, але кожен виробник використовував свої власні протоколи передачі інформації. Військові не хотіли стати заручниками якогось одного виробника, і тому нашим завданням стала розробка спільних стандартних мережевих протоколів, які дозволяли б обмінюватися інформацією через мережі, незалежно від їх розміру, виробника обладнання та програмного забезпечення. Це конкретна інженерне завдання, ми не ставили перед собою мету змінити світ.

Наша ідея полягала в тому, щоб використовувати принципово відмінну від телефонної архітектуру. Телефонна мережа заснована на комутації каналів: коли ви набираєте номер, між двома телефонами створюється прямий канал. Ми ж працювали над мережею ARPANET з комутацією пакетів - принципом, який обіцяв набагато ширші можливості.

- У чому полягає принцип мережі з комутацією пакетів?

Уявіть, що у вас є товста книга і вам потрібно передати міститься в ній свого друга в іншому місті, і при цьому єдине, що у вас є під рукою, - це поштові листівки. Ви вириваєте з книги всі сторінки, кожну розрізаєте на частини, щоб вона помістилася на листівці, пишете свою адресу і адресу одержувача. Потім нумеруете листівки, робите копію кожної (на випадок, якщо загубиться) і кидаєте їх все в поштову скриньку.

Так ось, пакети в протоколі, який зараз називається Internet Protocol (IP), - це повний аналог листівок. Вони також мають адресу відправника і одержувача і несуть деяку інформацію, також не обов'язково приходять до адресата в тому ж порядку, в якому ви їх відправили. Коли ви кидаєте листівку в ящик, немає гарантії, що адресат її отримає, і в разі з пакетом теж (це називається принципом «найкращою спроби»).

Але систему можна зробити надійної, якщо поверх цієї технології покласти ще один шар (зараз він називається Transmission Control Protocol, TCP). Оскільки ви не знаєте, чи всі листівки дійшли, ви просите одержувача надіслати вам відповідь листівку (пакет) зі списком усіх листівок, які він отримав, і пересилаєте копії відсутніх ще раз. Але і відповідна листівка зі списком може загубитися - в цьому випадку ви просто починаєте слати всі листівки заново. І так до тих пір, поки не отримаєте підтвердження. Ну ось, тепер ви знаєте, як працює інтернет.

Як працює мережа з комутацією пакетів TCP / IP Пакети відповідно до протоколу IP подорожують від роутера до роутера в мережі Інтернет (не обов'язково одними і тими ж Маршрутами).

- Невже все так просто?

Так, все просто. Але в цьому принципі є два дуже важливих критичних рішення, які і визначили популярність мережі Інтернет.

Перше - це те, що поштова листівка (і пакет) не знає, яку інформацію вона несе: це можуть бути текст, картинка, числа, рівняння, все що завгодно. Все, що листівка (і пакет) знає, - це те, що вона повинна бути доставлена ​​з точки А в точку Б. Отже, так можна передавати через мережу будь-яку інформацію, якщо домовитися про те, що вона означає. Тобто для нового додатка не потрібно міняти архітектуру мережі. Не потрібно отримувати дозвіл від кожного провайдера, який передає ваш трафік. Можна надсилати та передавати дані з будь-якого місця мережі.

Другий важливий момент: поштова листівка (і пакет) не знає, як її доставляють до адресата - пішки, на коні, поїздом, судном, автомобілем або літаком. Все, що має при цьому значення, - що її (можливо) довезуть до адресата. За останні 40 років технології зв'язку неодноразово змінювалися, але кожен раз вдавалося організувати передачу пакетів поверх нової технології, будь то телефонні дроти, оптоволоконні кабелі, мобільні радіоканали, супутниковий або радіорелейний зв'язок.

- Припускали Ви, що мережа розвинеться до нинішнього рівня?

І немає і так. Істина, як завжди, десь посередині. Ми досить довго експериментували з ARPANET, поки не знайшли правильних рішень. До того моменту вже була винайдена електронна пошта, персональні комп'ютери, Ethernet, концепція гіперпосилань і навіть мобільний зв'язок. Так що навряд чи можна вважати інтернет тільки моєї (і Боба Кана) заслугою. Але завдяки нашому проекту всі ці розробки отримали можливість поширитися в глобальному масштабі.

Взагалі поява мережі Інтернет - це типовий «чорний лебідь», тобто концепція, що описує дуже рідкісне, малоймовірна подія, яке має великий вплив на подальший хід речей. При цьому ні сама подія, ні його наслідки не піддаються прогнозуванню. Сам термін прийшов з латини, з цитати давньоримського поета Ювенала: rara avis in terris nigroque simillima cygno - «Хороша людина так само рідкісний, як чорний лебідь» (до XVII століття чорні лебеді не були відомі в Європі).

Хорошим прикладом «чорного лебедя» служать деякі винаходи. Наприклад, друкований прес. До винаходу Гуттенберга мало хто вмів читати - в цьому просто не було ніякої необхідності, адже книги були великою рідкістю. А коли вони стали масовими і доступними, грамотність стала швидко поширюватися. Або візьміть маленький економічний транзистор, який замінив громіздку і ненажерливу електронну лампу.

- Мова йде про революції в області технологій?

Не тільки! Інтернет серйозно вплинув на багато економічні моделі. Скажімо, свого часу газети почали друкувати на дешевому папері, ціна знизилася, і велика кількість людей змогли дозволити собі купувати їх кожен день. Завдяки великим накладами газети стали цікаві рекламодавцям, виникла величезна галузь бізнесу. З появою інтернету ця модель змінюється - тепер ми читаємо новини не на папері, а на планшетах і смартфонах, а рекламодавці мають можливість показувати кожному передплатнику індивідуальну рекламу - власне, це той бізнес, який лежить в основі Google. Або, наприклад, поява 3D-принтерів призвело до цікавої ідеї пересилати не саму річ, а лише її креслення. З розвитком інтернету багато понять взагалі втрачають сенс - наприклад, ми часто спілкуємося з друзями або колегами через мережу, навіть не знаючи, в якій країні ті знаходяться. Мовний бар'єр поки ще залишається проблемою, але в міру розвитку технологій переклад можна буде робити в реальному часі, причому навіть в досить екзотичних випадках: уявіть, що комп'ютер допоможе в спілкуванні глухонімого зі сліпим. А діти, які будуть жити в новому світі, будуть сприймати все це як належне.

Ім'я: Вінтон Серф. Поточна посаду: віце-президент компанії Google, головний інтернет-євангеліст. Освіта: Стенфордський університет, Каліфорнійський університет в Лос-Анджелесі. Найбільш значущі досягнення: створення набору протоколів TCP / IP, першого комерційного сервісу email, впровадження інтернаціоналізованних доменних імен, розробка протоколу «міжпланетного інтернету» (InterPlaNet). Найбільш значущі нагороди: Yuri Rubinsky Memorial Award (1996), Національна медаль США за технологію і інновацію (1997), IEEE Alexander Graham Bell Medal (1997), Library of Congress Living Legend (2000), Премія Тюрінга (2004, спільно з Робертом Каном ), Президентська медаль Свободи (2005), National Inventors Hall of Fame (спільно з Робертом Каном), Internet Hall of Fame (2012), нагорода за інженерні досягнення фонду королеви Єлизавети (2013). Життєвий принцип: «Найкращий спосіб передбачити майбутнє - винайти його».

- З моменту початку роботи над ARPANET пройшло 40 років, змінилося кілька технологій зв'язку. Чи підходить та архітектура мережі, яку ви придумали спочатку, до вимог сьогоднішнього дня?

Якщо брати апаратну частину, то вона, звичайно, сильно змінилася. На початку 1970-х пристрій комутації пакетів було контейнером розміром з холодильник, у важкому металевому корпусі. А апаратура для мобільного радіоканалу, з якої ми тоді експериментували, займала цілий автобус. З самого початку ми намагалися передавати по мережі оцифрований і стиснутий за допомогою алгоритму лінійного інтелектуального кодування голос - і, як показали наші експерименти, для цього було достатньо пропускної спроможності всього лише в 1800 біт / с (проти звичайних «телефонних» 64 кбіт / с) . Хоча якість передачі голосу, звичайно, залишало бажати кращого - звучало це як ніби після пляшки чогось досить міцного. А 22 листопада 1977 роки ми вперше продемонстрували спільну роботу мобільного радіоканалу, супутникового каналу і ARPANET - за допомогою протоколів TCP / IP. Ці протоколи принципово не змінилися. Але, звичайно, деякі помилки потім довелося виправляти.

- А які помилки ви допустили?

Ну, ми сильно недооцінили зростання мережі. Оскільки кожен пристрій в мережі повинно було мати унікальну IP-адресу, нам треба було оцінити кількість потрібних адрес. У 1973 році пристрою були надзвичайно дорогими, а з мереж існувала тільки сама ARPANET. Ми вирішили оцінити по верхній планці, скільки мереж національного масштабу будуть підключені до Всесвітньої мережі в майбутньому, і прийшли до висновку, що навряд чи більше двох на країну. Кількість країн ми прийняли за 128. У результаті кількість всіх мереж вийшло рівним 256, і в кожній з них могло бути 224 (трохи більше 16 млн) пристроїв. Зараз в світі налічується понад півмільйона мереж, підключених до мережі Інтернет, з різними операторами, бізнес-моделями, обладнанням, програмним забезпеченням, і єдине, що їх об'єднує, - це загальні стандартні протоколи сімейства TCP / IP. Кількість пристроїв, підключених до інтернету, оцінюється зараз в 9 млрд (плюс ще 7 млрд мобільних пристроїв). Зрозуміло, що IP-адреси повинні були закінчитися. Для виправлення цієї помилки в середині 1990-х розроблений новий стандарт IPv6, в якому є 2128 (3,4х1038) адрес. Цієї кількості повинно вистачити надовго.

Правда, перехід на IPv6 йде не так швидко, як ми очікували: зараз, через 17 років після початку впровадження, IPv6 підтримують лише 2% пристроїв, але, як я очікую, до 2017 року ми перевалимо за 50%. А до тих пір старий стандарт IPv4 і новий IPv6 будуть використовуватися паралельно.

Всемирная сеть за своєю структурою нагадує листковий пиріг з незалежними один від одного рівнями. Саме це дає можливість передавати за допомогою IP-пакетів інформацію будь-яких додатків поверх будь-яких технологій передачі даних. Існують дві основні моделі «шарування» мережі: семиуровневая Open Systems Interconnection (OSI) і чотирирівнева TCP / IP (або DoD, Department of Defence).

- Це була єдина помилка?

Ні звичайно. Як я вже говорив, ми з самого початку експериментували з передачею даних в радіомережах. При переході з однієї мережі в іншу пристрою присвоюється новий IP-адреса, куди повинні адресуватися пакети, - тут ми все придумали правильно. Але ми прив'язали шар TCP до IP-адресою, і ось це було помилкою. Знову ж таки, ми сильно недооцінили темпи розвитку бездротових мереж - тоді це здавалося дуже дорогий екзотикою, а відділення шару TCP від ​​шару IP вимагало більшої довжини заголовків пакетів - в загальному, заощадили на дрібницях. Зараз є способи вирішення цих проблем - наприклад, використання HIP (Host Identity Protocol).

- А що чекає інтернет в майбутньому?

Десь в районі 2009 року відбулася знаменна подія: кількість підключених до інтернету пристроїв перевищила кількість користувачів (людей). Ця дата вважається народженням нової концепції - «Інтернету речей», тобто мережі, де речей більше, ніж людей. У найближчому майбутньому ця тенденція навіть посилиться - до 2020 року до мережі буде підключено 50 млрд пристроїв. Причому не тільки комп'ютерів, планшетів і смартфонів, але і абсолютно побутових речей - фоторамок, мікрохвильовок, пральних машин, а також самих різних автоматичних датчиків, що утворюють сенсорні мережі, які будуть перетворювати вашу кімнату, будинок і навіть місто в розумний і єдиний організм. Спілкуючись через мережу між собою і керуючими комп'ютерами, такі пристрої зможуть, наприклад, згладити пік енергоспоживання - просто включаючи техніку не одночасно, а по черзі. І це вже не фантастика, а цілком реальні комерційні пристрої. Взагалі фантазія розробників, оснащується пристрої мережевими інтерфейсами, схоже, не має меж. Років десять тому я жартував, що скоро навіть лампочки будуть мати можливість підключення до інтернету. Цей жарт перестала бути жартом пару років назад - зараз таку лампочку з бездротовим підключенням до мережі можна купити в магазині приблизно за $ 20. Тому робити прогнози навіть на десять років надзвичайно складно.

Стаття «Чорний лебідь інтернету» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №2, Березень 2014 ).