Der Geburtstag des Internet

Am 1. Januar 1983 fand der Übergang vom NCP-Protokoll zum TCP/IP statt

Kurz vor dem 1. Januar 2003 wurden einige Artikel und Mitteilungen im Internet veröffentlicht, die den Neujahrstag als den 20. Geburtstag des Internet ankündigten. Es war der Jahrestag des Übergangs des ARPANET vom NCP (Network Control Protocol) zum TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Das ARPANET ist eingerichtet worden, um in großem Umfang die Leistungskraft der Technologie der Paketvermittlung (packet switching) zu testen. Am 1. Januar 1983 sollten die Host-Computer des ARPANET ihren Übergang vom Protokoll NCP zum TCP/IP abgeschlossen haben. 10 Monate später, im Oktober 1983, sollte sich das ARPANET in zwei unterschiedliche Netzwerke, das ARPANET und das MILNET, aufspalten, die über Gateways - heute Router genannt - kommunizierten.

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Diese Entwicklungen markierten den Übergang vom ARPANET als einem einzigen Netzwerk, das unterschiedliche Computer und Betriebssysteme verbindet, zum TCP/IP, das es Host-Computern im ARPANET ermöglichte, mit anderen Host-Computern von anderen Netzwerken wie dem Internet zu kommunizieren.

10 Jahre zuvor hatte man die Notwendigkeit einer Architektur für ein Computer-Kommunikationssystem erkannt, mit dem sich unterschiedliche Netzwerke verbinden lassen können. Um 1973 schufen Wissenschaftler in mehreren Ländern ihre eigenen paketvermittelten Netzwerke oder planten, dies zu machen. In Großbritannien arbeiteten Wissenschaftler am NPL Netzwerk, in Frankreich an Cyclades, in Norwegen hatten Forscher mit Kollegen aus den USA und Großbritannien vereinbart, gemeinsam ein Protokoll zu realisieren, um Netzwerke in ihren Ländern über ein paketbasiertes Satellitennetzwerk zu verbinden.

Das Design des Host-Protokolls des ARPANET hatte nicht vorgesehen, es mit unterschiedlichen Netzwerken zu verbinden.1 Dagegen erkannten die Wissenschaftler, die an Netzwerken in mehreren Ländern arbeiteten, die Notwendigkeit, eine Möglichkeit zu schaffen, um die Netzwerke untereinander verbinden zu können. Diese Netzwerke sollten sich technisch, politisch und administrativ je nach den Anforderungen der Geldergeber unterscheiden.

Im Hinblick auf diese Herausforderung diskutierte eine ganze Reihe von Wissenschaftlern das Problem und arbeitete an einer Lösung. In den USA war Robert Kahn beim Design des ARPANET im Bolt Beranek and Newman (BBN) Team daran beteiligt, das IMP-Subnetzwerk des ARPANET zu entwickeln. Im November 1972 verließ Kahn BBN und arbeitete anschließend beim Information Processing Techniques Office (IPTO), der Abteilung des Verteidigungsministeriums, das als ARPA (heute: DARPA) bekannt ist und in den USA an der Spitze der Computer- und Netzwerkforschung stand. Bevor Kahn zum IPTO kam, hatte er 1972 ein Memo geschrieben, in dem er seine Vorstellungen über Prinzipien eines kommunikationsorientierten Betriebssystems unter dem Titel "Communications Principles for Operating Systems"2 darlegte.

Kahn hatte viel über eine neue Netzwerkarchitektur nachgedacht, die er eine "offene Architektur" nannte. Diese Architektur sollte die Verbindung unterschiedlicher Netzwerke ermöglichen. Das NCP-Protokoll basierte auf dem IMP-Netzwerk des ARPANET, um Kommunikationsaufgaben wie das Aufteilen der Sendungen in Pakete, das Routen der Pakete an ihren Bestimmungsort, die Datenflusskontrolle, die Fehlerkontrolle und das erneute Zusammenfügen der Pakete. NPC ließ es möglich werden, den Text eines Benutzers von einem Host-Computer zu nehmen, ihn zum IMP-Subnetzwerk zur Verarbeitung zu übermitteln und ihn dann an die Ziel-IMP zu senden. Da es nicht möglich ist, ein IMP-Subnetzwerk als Basis zu verwenden, wenn Texte zwischen unterschiedlichen Netzwerken verschickt werden sollen, war NPC nicht zur Lösung einer Verbindung von Netzwerken geeignet. Kahn ging dem Plan nach, das paketbasierte Satellitenprogramm SATNET von IPTO zu verwenden, um ein paketbasiertes Radioprogramm zu schaffen.

"Well, for starters NCP addressed a particular output line on the ARPANET. If that line went to another network, how would one further specify the end user or his/her machine. Thus the need for global addressing and hence IP..... NCP assumed everything sent would arrive and be reassembled by the net before the next message would be sent. If this did not happen, something was broken....In a packet radio mode, for example, packets could be lost for many reasons. Jamming, in a tunnel, behind a mountain, etc. Further, gateways (now called routers) could overflow and lose packets. Then there are the other network variations - different packet sizes, etc. lead to resizing packets to fit, possibly generating duplicates via different routes - all of which has to be sorted out at the destination host. NCP didn't know anything about this."

In seiner Doktorarbeit zählt Robert Metcalfe, der Erfinder des Ethernet, einige der Punkte auf, die von Kahn als grundlegend für die Architektur des Internet und für ein Protokoll, das ein Internet ermöglicht, erkannt wurden.

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Among these issues were optimal packet and message size, message fragmentation and reassembly, flow and congestion control, naming, addressing, and routing, store-and-forward delay, error control, and the texture of interprocess communication.

Robert M. Metcalfe, Packet Communication, Peer-to-Peer Communication, Inc., San Jose, 1996, page xx

Auch wenn viele dieser Punkte von BBN aufgegriffen worden sind, um ein einzelnes Netzwerk zu schaffen, als man das IPM-Subnetzwerk für das ARPANET entwickelte, können sie auf unterschiedliche Weise auf allen anderen Netzwerken umgesetzt werden, die Teil eines Internet werden. Ein internetfähiges Protokoll müsste die Unterschiede zwischen den Netzwerken berücksichtigen und ein Kommunikationsprotokoll sein. Als solches würde es festlegen, wo in der Soft- und Hardware die Datenflusskontrolle, die Fehlerkontrolle, das Aufteilen eines Textes in Pakete in den sendenden Host-Computern, die Wiederzusammenführung der Pakete in den Zielrechnern, die Adressierung von Computern in anderen paketbasierten Netzwerken und andere Funktionen ablaufen sollen. Das Protokoll müsste auch die Rolle der Gateways festlegen. Alle diese Aufgaben mussten gelöst werden, um das Internet zu schaffen.

1973 bat Kahn Vinton Cerf, ihm beim Entwickeln der Protokolle zu helfen. Im September 1973 konnten sie bereits ein Arbeitspapier über die Philosophie und das Design eines solchen Protokolls vorlegen, das später unter dem Namen TCP/IP bekannt wurde. Im Mai 1974 wurde ihr Papier in den IEEE Transactions on Communications unter dem Titel "A Protocol for Packet Network Intercommunication" veröffentlicht.3

Dem schloss sich ein Jahrzehnt an, in dem US-Wissenschaftler mit Kollegen aus Großbritannien und Norwegen zusammen gearbeitet haben, um TCP/IP-Implementierungen zu schaffen. Auch Wissenschaftler aus anderen Ländern, besonders aus Frankreich, leisteten dazu Beiträge. 1982 gab es schließlich vorläufige TCP/IP-Implementierungen für unterschiedliche Computer und Betriebssysteme. Der 1. Januar 1983 wurde als Termin festgelegt, um das Protokoll auf den Hosts des ARPANET vom alten NCP auf das TCP/IP-Protokoll umzustellen. Eine gute Dokumentation dieser Meilensteine findet man in der Mailingliste TCP/IP Digest4

Der Kern des ARPANET mit dem NCP-Protokoll war die Verbindung von Cpmputern. Der Kern des Internet ist die Verbindung von Netzwerken, nicht von Computern. Auch wenn der Übergang zu TCP/IP im ARPANET nicht als bedeutsame Entwicklung erscheinen mag, so war die Ablösung von NCP durch TCP/IP der erste notwendige Schritt für die ARPANT-Hosts, um am Internet teilnehmen und sich über Gateways mit TCP/IP-basierten Hosts in anderen Netzwerken verbinden zu können.

Der Übergang von einem großen paketvermittelten Netwzerk unter der Kontrolle einer Behörde oder einer politischen Organisation zu einer offenen Architektur, die eine Kommunikation zwischen unterschiedlichen Netwzerken von unterschiedlichen Behörden oder politischen Organsiationen ermöglicht, hat das internationale Internet ermöglicht, das wir heute haben.

Daher ist der 1. Januar 1983 tatsächlich ein Geburtstag für das Internet gewesen, den man auch noch nachträglich feiern sollte.5 (Ronda Hauben)

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