Американский исследователь получил признание за свою центральную роль в изобретении, стандартизации и коммерциализации вездесущей сетевой технологии.
Боб Меткалф всегда верил в силу сетей. В 1980-х и 1990-х годах он способствовал популяризации идеи о том, что ценность сети быстро растет с увеличением числа пользователей, – принцип, известный сейчас как закон Меткалфа. Сегодня, когда интернет вездесущ, он мыслит более масштабно. «Самый важный новый факт о состоянии человека заключается в том, что мы теперь внезапно связаны», – сказал он.
Сегодня Меткалф был назван победителем премии A.M. Тьюринга, ежегодная премия, считающаяся высшей наградой в области информатики, за его участие в открытии нашей гиперподключенной эпохи. Пятьдесят лет назад Меткалф помог изобрести Ethernet, локальную сетевую технологию, которая соединяет персональные компьютеры по всему миру с глобальным Интернетом. Он также сыграл центральную роль в стандартизации и коммерциализации своего изобретения.
«Боб – один из тех, кто жил по обе стороны. Он мог видеть общую картину», – сказал Стив Крокер, пионер компьютерных сетей, который работал с Меткалфом над предшественником Интернета, известным как Arpanet.
Карьера Меткалфа росла параллельно с нашими сетевыми возможностями. Он родился в Бруклине в 1946 году и изучал электротехнику и промышленный менеджмент в Массачусетском технологическом институте. Когда он переехал через город в Гарвардский университет, чтобы учиться в аспирантуре, Министерство обороны США как раз увеличивало свои инвестиции в Arpanet. Меткалф предложил построить интерфейс, соединяющий сеть с универсальным компьютером Гарварда, но университет отказал ему. Он развернулся и сделал такое же предложение в Массачусетском технологическом институте, куда его наняли в качестве исследователя, когда он еще был аспирантом Гарварда. Когда в 1972 году он представил диссертацию, описывающую работу, своему диссертационному совету, он провалил защиту – они сказали, что тема недостаточно теоретическая.
К тому времени Меткалф уже устроился на работу в Исследовательский центр Xerox Corporation в Пало-Альто, или PARC, в Калифорнии. Директор лаборатории Боб Тейлор велел ему все равно приехать и закончить диссертацию в Пало-Альто. Оказавшись там, Меткалф начал создавать еще один интерфейс Arpanet для нового компьютера PARC, одновременно подыскивая теоретическую тему, которая удовлетворила бы Гарвард.
В то время компьютерные сети представляли собой не только инженерную, но и теоретическую задачу. Основная проблема заключалась в том, как разделить доступ к сети между многими пользователями. Телефонные сети решали эту проблему самым простым способом: соединение между двумя сторонами блокировало канал связи на время разговора, делая этот канал недоступным для других пользователей, даже если он не использовался на полную мощность. Эта неэффективность не является большой проблемой для телефонных разговоров, которые редко замолкают надолго. Но компьютеры общаются короткими пакетами, которые часто разделяются длинными отрезками времени.
В начале 1960-х ученый Леонард Клейнрок показал, что теория очередей – раздел математики, который моделирует пробки и другие вещи, которые могут произойти, пока мы стоим в очереди, – также может описывать поток данных через сеть. Эта модель показала инженерам, как существенно сократить простои, а Arpanet продемонстрировала, что она работает на практике. Но координировать поток трафика через сеть было непростой задачей.
В 1971 году профессор Гавайского университета Норм Абрамсон продемонстрировал радикальную альтернативу координации дорожного движения, которая привела бы в ужас любого градостроителя. Он построил радиосеть под названием ALOHAnet, которая, как и Arpanet, передавала данные крошечными пакетами. Но в отличие от Arpanet, ALOHAnet не пытался избежать коллизий между пакетами. Вместо этого любой пользователь, чье сообщение было потеряно или искажено из-за конфликта, просто повторит попытку через случайный интервал времени. Эта «случайная ретрансляция» похожа на разговорный этикет на званом обеде: когда два человека начинают говорить одновременно, оба останавливаются и повторяют попытку через мгновение. Случайность времени ожидания гарантирует, что ситуация разрешится сама собой после нескольких попыток. Эта стратегия хорошо работала в ситуациях с низким трафиком, но когда сеть становилась достаточно переполненной, коллизии становились настолько частыми, что никакие сообщения не могли пройти.
Меткалф наткнулся на статью Абрамсона, описывающую теорию очередей, лежащую в основе ALOHAnet, и придумал способ обойти затор. В модели Меткалфа пользователи независимо настраивали среднее время ожидания между попытками передачи, принимая во внимание частоту коллизий: они быстрее попытались бы повторить попытку, если бы коллизии были редкими, и отступили бы, если сеть была переполнена, улучшив связь. В целом намного эффективнее. Эта модель придавала диссертации Меткалфа достаточно теоретического веса, чтобы пройти проверку в Гарварде, и он быстро понял, что может применить ее на практике на своей новой работе.
Это произошло потому, что в то время в лаборатории применялся необычный подход к компьютерным сетям. Arpanet был задуман как способ, позволяющий исследователям совместно использовать мейнфреймы – мощные, но дорогие машины. ALOHAnet также подключил множество точек доступа к центральному узлу. В PARC Тейлор представил себе локальную сеть из множества компьютеров в одном здании, и вскоре его новый сотрудник Меткалф приступил к ее проектированию.
Меткалф изложил свое видение локальной сети в служебной записке от мая 1973 года. Предложение сочетало рандомизированную систему ретрансляции Абрамсона, корректировку времени Меткалфа и иные усовершенствования модели ALOHAnet, которые смягчали последствия коллизий. Некоторые из этих теоретических нововведений были разработаны иными исследователями, но Меткалф был первым, кто интегрировал их в проект практической локальной сети.
План Меткалфа также обходился без центрального узла ALOHAnet. Вместо этого компьютеры будут подключаться через какую-то пассивную среду. Он имел в виду особый тип кабеля с привлекательными свойствами для практической реализации. Но он отметил, что иные кабели или беспроводные сети будут работать так же хорошо в теории и могут работать лучше на практике по мере совершенствования технологий.
Чтобы не акцентировать внимание на конкретном оборудовании, Меткалф назвал своё детище сетью Ether Network, позже сокращенной до Ethernet. Он был вдохновлен гипотетической средой, в которой физики 19-го века (ошибочно) предполагали, что распространяются электромагнитные волны. «Термин был выставлен на продажу, поэтому мы ухватились за него», – сказал Меткалф.
К ноябрю 1973 года Меткалф и его коллеги запустили свою первую сеть. Он продолжал развивать дизайн дальше, надеясь расширить его за пределы Xerox, но руководители не спешили коммерциализировать новую технологию. К 1979 году Меткалфу это надоело. Он покинул PARC и основал собственную компанию 3Com, чтобы сделать то, чего не сделала Xerox. «Скромный – это не то слово, которое ассоциируется у вас с Бобом, – сказал Винт Серф, пионер Интернета, ныне работающий в Google. – Он взял эту идею и побежал с ней».
Вскоре после отказа Меткалф убедил представителей Xerox, Intel и ныне несуществующей корпорации Digital Equipment принять Ethernet в качестве открытого отраслевого стандарта для локальных сетей. Другие компании продвигали свои собственные технологии, но Ethernet в конечном итоге победил, во многом благодаря своей простоте и раннему стремлению Меткалфа к стандартизации.
В 1990 году Меткалф покинул 3Com и стал экспертом и техническим обозревателем. Это был второй раз, когда он решил изменить жизнь после примерно десяти лет своей карьеры, и это не будет последним разом – он продолжил работать венчурным капиталистом, а затем профессором Техасского университета в Остине. У Меткалфа есть теория, объясняющая, что побуждает его к таким радикальным переменам. «Вы вначале не знаете ничего, а затем поднимаетесь по кривой обучения, и тогда вы знаете всё», – сказал он, проводя пальцем по кривой. Он указал на середину кривой и добавил: «Я обнаружил на собственном опыте, что самое интересное находится именно здесь».
Ethernet также адаптировался с годами, и осталось мало исходных технических деталей. Но он продолжал играть незаменимую роль домашнего «трубопровода» для сетей персональных компьютеров, которые мы теперь воспринимаем как должное. «Именно Ethernet сделал это возможным, – сказал Серф. – Это действительно была чрезвычайно полезная технология».
Менее года назад Меткалф в возрасте 76 лет ещё раз изменил свою карьеру. Сейчас он работает научным сотрудником в Массачусетском технологическом институте, изучая применение суперкомпьютеров для решения сложных проблем в энергетике и иных областях. «Я всё ещё нахожусь на раннем этапе обучения», – сказал он. – Я мало что знаю, но я работаю над тем, чтобы это исправить».
Автор перевода @arielf
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
— 15% на все тарифы VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS.