ARPANET (Gelişmiş Araştırma Projeleri Dairesi Ağı), Birleşik Devletler Savunma Bakanlığı bünyesinde çalışan ARPA tarafından geliştirilen dünyanın ilk paket dağıtımı ağı ve evrensel İnternet’in öncülüdür.
Günümüzde veri ve ses iletişiminin dünya çapındaki baskın temeli olarak görülen paket dağıtımı veri iletişiminde yeni ve önemli bir kavram işlevi görüyordu. Daha önceleri veri iletişimi devre dağıtımı yöntemine dayanıyordu. Eski telefon devrelerini andıran bu yöntemde telefonun bir ucundaki kişinin konuşma süresinin sonuna dek hattın diğer ucundaki kişiden başkasıyla iletişim kurması olanaksızdı.
Paket dağıtma yönteminde bir sistemin tek bir iletişim hattı kullanarak birden çok makineyle haberleşebilmesi için verinin küçük parçalara ayrılıp bu parçaların daha sonra paketler halinde düzenlenmesi gerekiyordu. Bu sayede bağlantı hattı paylaşılabiliyor (Tek bir posta merkezinden farklı varış noktalarına birçok mektubun gönderilmesinde olduğu gibi) ve her paket diğer paketlerden bağımsız olarak gönderilebiliyordu.
Lincoln Laboratuvarı biliminsanlarından Larry Roberts tarafından geliştirilen bir paket dağıtım yöntemi ARPANET’in tasarımının temelini oluşturmuştur.[1]
Geçmiş
Çok sayıda bilgisayar kullanıcısının birbirleriyle haberleşebilmelerini öngören bir bilgisayar ağı hakkındaki ilk düşünceler Ağustos 1962’de Bolt, Beranek ve Newman (BBN)’den J.C.R. Licklider tarafından “Galaksilerarası Bilgisayar Ağı” kavramına atfen ortaya atılmıştır. İnternet’in günümüzde sahip olduğu tüm özellikler bu çalışma sırasında belirlenmiştir.
Ekim 1963’te Licklider, Birleşik Devletler Savunma Bakanlığı Gelişmiş Araştırma Projeleri Dairesi (o tarihteki adıyla ARPA) bünyesindeki Davranış Bilimleri ve Denetim ve Komuta Programları başkanlığına atandı. Daha sonraları Ivan Sutherland ve Bob Taylor’ı bu projenin çok önemli bir kavram kurgusuna sahip olduğuna ikna etti ancak çalısmaların somut sonuçlarını göremeden ARPA’dan ayrıldı.
ARPA ve Taylor’ın bir bilgisayar iletişim ağı kurma calışmaları sürmekteydi. Öncelikli hedef, ARPA tarafından sağlanan bilgisayarların bulunduğu farklı konumlardaki ARPA destekli araştırmacıların birbirleriyle iletişiminin sağlanması ve üretilecek yazılımların daha geniş bir çevrede kullanılmasının yolunun açılmasıydı. Taylor, ofisinde ARPA tarafından sağlanan üç bilgisayar yardımıyla üç farklı konumla iletişim sağlayabiliyordu. Bunlar; Santa Monica’da Sistem Geliştirme Kuruluşu için kullanılan Q-32, California Üniversitesi’nde Genie Projesi için kullanılan bir bilgisayar ve MIT’de bulunan ve Multics projesi için kullanılan bilgisayardı. Taylor’ın bu konudaki sözleri şöyle:
“Her üç terminal için üç farklı komut bulunuyordu. Bu nedenle farklı konumlardaki kişilerle görüşme yapabilmek için etkin hattaki bağlantıyı kesmem ve yeni iletişim hattı için yeni kod ile giriş yapmam gerekiyordu. Kendi kendime şunu söyledim: Farklı üç bağlantı noktasına sahipsek her bağlantı noktasına ulaşabilen bir çıkış noktası olmalı. ARPAnet bu düşünceden doğmuştur.” [1].
O sıralar başka kişiler de (büyük çoğunluğu birbirinden bağımsız olmak üzere) daha sonraları “paket dağıtma” olarak adlandırılacak olan kavramın birçok yönünü çözmüşlerdi. Bu nedenle, ARPANET’in asıl tarihi tüm bu farklı kaynaklara dayanmaktadır.
Kurulum
1968 yazı itibariyle eksiksiz bir plan hazırlanmıştı. Planın ARPA’dan onay almasının hemen ardından 140 kuruluşa açık artırma için fiyat belirleme isteğinde bulunuldu. Bunlardan çoğu isteği tuhaf buldu ve içlerinde yalnızca dördünün dünya çapında olduğu 12 şirket fiyat bildiriminde bulundu. Yıl sonu itibariyle katılımcı sayısı ikiye kadar düşen ihale, sonuç müzakerelerinin ardından 7 Nisan 1969 tarihinde BBN’e verildi.
BBN’in proje planı Roberts’ın planıyla örtüşmekteydi. Şöyle ki, ağ şu anda “yönlendiriciler” olarak adlandırılan arayüz ileti işlemcilerinden oluşacaktı. Her konumdaki işlemciler “kaydet ve yönlendir” denilen paket dağıtma işlevini görecek ve bu işlemciler birbirlerine 50 kbps hızda çalışan çevirgeler yardımıyla bağlanacaklardı. Sunucu bilgisayarlarla işlemciler arasındaki bağlantı özel arayüzler aracılığıyla sağlanacaktı.
BBN birinci kuşak işlemci yapımı için sağlamlaştırılmış bir Honeywell DDP-516 kullanmaya karar verdi. 516, 24 kBlik bir belleğe (artırılabilir) ve 16 kanallı bir doğrudan bellek erişimli bir kontrol birimine sahipti. Sunucu ve çevirge bağlantıları için özel arayüzler kullanıldı. 516, ön yüzdeki lambalara ek olarak 24 sinyal ışığından oluşan ve işlemcinin iletişim kanallarının durumunu gösteren lamba kümesine de sahipti. Her işlemci dört yerel sunucuyu destekliyor ve altı işlemciyle bağlantı kurabiliyordu.
BBN’in küçük ekibi (başlangıçta yalnızca yedi kişiden oluşmaktaydı) fiyat bildirimi metninde belirtilen ayrıntılara uymak koşuluyla kısa süre içinde çalışan bir sistem tasarladılar. Donanım ve dünyanın ilk paket dağıtma yazılımından oluşan sistemin kurulumu dokuz ay içinde tamamlandı.
İlk Konuşlanma
İlk ARPANET dört işlemciden oluşmaktaydı. Bu işlemciler aşağıda listelenen konumlara kuruldular.
* Leonard Kleinrock’un SDS Sigma 7 kullanarak kurduğu bir ağ ölçüm merkezinin bulunduğu UCLA’da.
* Douglas Engelbart’ın NLS sistemi (‘Genie’ adıyla anılan bu sistem ilk önemli yüksekmetin sistemi olarak bilinir)ni kurduğu Stanford Araştırma Enstitüsü’nde.
* IBM 360/75 türü bilgisayarlara sahip olan Culler Etkileşimli Matematik Merkezi’nin bulunduğu UC Santa Barbara’da.
* Ivan Sutherland tarafından getirilen PDP-10’lerin bulunduğu Utah Üniversitesi Örüntü Bölümü.
İlk kesin ARPANET hattı UCLA’daki işlemci ile SAE’deki işlemci arasinda 21 Kasım 1969 tarihinde kurulmuştur. Dört üçlü ağ 5 Aralık 1969 tarihi itibariyle tamamlanmıştır [2].
ARPANET üzerinden ilk ileti gönderimi 29 Ekim 1969 tarihinde saat 22:30’da iki sunucu arasında gerçekleşmiştir. İleti, UCLA profesörlerinden Leonard Kleinrock’un danışmanlığını yaptığı UCLA öğrencisi bir programcı olan Charley Kline tarafından gönderilmiştir. Yalnızca “login” sözcüğünü içeren ileti UCLA’daki SDS Sigma 7 sunucusundan SAE’deki SDS 940 sunucusuna gönderilmiştir. İlk iki harf olan “l” ve “o” sorunsuz biçimde iletildi ancak sistem bundan hemen sonra durdu. Böylece ARPANET üzerindeki ilk başarılı ileti “lo” oldu. “login” sözcüğünün tamamının gönderilmesi için bir saate yakın bir çalışma gerekti.
Yazılım ve Protokol Geliştirme
İki sunucunun ARPANET üzerindeki iletişiminin başlangıç noktası sunucuların ARPANET işlemcilerine hangi yolla ileti gönderebileceklerini tanımlayan 1822 protokolüdür. İleti biçimi geniş bir bilgisayar mimarisine hizmet sunacak biçimde tasarlanmıştı. Bir 1822 iletisi; ileti türü, sunucu adresi ve bir veri alanından oluşmaktaydı. Bir sunucudan diğerine ileti göndermek için gönderici sunucunun alıcı sunucunun sunucu adresini içeren bir iletiyi biçimleyip onu 1822 donanım arayüzü yardımıyla karşıya iletmesi gerekiyordu. İletinin yerel bir sunucuya ya da başka bir işlemciye gönderilmesi durumunda işlemci, iletinin gönderildiğini görebiliyordu. İleti karşı tarafa ulaştığında alıcı göndericiye bir onay iletisi (Sonraki İleti İçin Hazırım) gönderiyordu.
Çagdaş İnternet datagramlarının aksine ARPANET, tüm 1822 iletilerinin başarılı bir biçimde karşı tarafa iletilmesini amaçlıyordu. Ne var ki, 1822 protokolünün aynı sunucu üzerinde çalışan farklı uygulamalar arasındaki bağlantılarda karışıklığa yol açtığı gözlenmiştir. Bu sorun Ağ Denetim Programı yoluyla çözülmüştür. Buna göre, farklı sunuculardaki farklı işlemler arasındaki çift yönlu iletişim hatları standart bir yöntem kullanmak suretiyle kurulabilirdi. Bu arayüz, yazılım uygulamaları kullanarak üst düzey iletişim protokollerinin oluşturulmasına yardımcı oldu. Bu, OSI modeline aktarılan bir kavram olan protokol katmanlamanın ilk örneğidir.
1983’te TCP/IP protokolleri ARPANET’in ana kısmı haline gelirken ARPANET, yeni doğmakta olan İnternet’in birçok bileşeninden yalnızca biri olmak üzereydi.
Ağ Uygulamaları
Ağ Denetim Programı bir sunucu üzerinde çalışan çeşitli uygulamalar tarafından kullanılan standart bir ağ hizmetleri kümesi sunmaktaydı. Bu, üzerine inşa edildiği ağ hizmetinden az çok bağımsız olarak çalışan uygulama protokollerinin gelişimine katkıda bulundu. ARPANET’in İnternet protokollerine geçtigi 1983 yılında kaydadeğer uygulama protokolleri de aynı yolu izledi.
* E-posta: 1971 yılında BBN’den Ray Tomlinson ilk e-postayı gönderdi [3]. 1973 yılı itibariyle e-posta, ARPANET trafiğinin %75’ini oluşturmaktaydı.
* Dosya aktarımı: 1973 yılı itibariyle FTP’nin teknik ayrıntıları tanımlanmıştı. Bu protokol, ARPANET üzerinden dosya aktarımına izin veriyordu.
* Ses trafiği: Bir Ağ Ses Protokolü (NVP) standardı tanımlandı (RFC 741) ve hemen uygulandı. Ne var ki, ARPANET üzerinden yapılan konferans görüşmeleri teknik nedenlerle sürekli başarısızlığa uğradı. İnternet üzerinden sesli iletişim uzun yıllar boyunca makul bir olgu olarak görülmeyecekti.
Gelişim
Mart 1970’de BBN’in doğu yakasındaki bir işlemciyle birleşen ARPANET’in etkinlik alanı genişledi. Ağ, bundan sonra çabucak büyüdü: Haziran 1970’de 9, Aralık 1970’de 13, Eylül 1971’de 18 işlemciye ulaştı (Bu sırada üniversite ve devlet araştırma merkezlerinde toplam 23 sunucu ağa bağlıydı). Ağustos 1972’de 29’a ulaşan işlemci sayısı Eylül 1973’te 40’a kadar yükseldi.
Ayrıca, Pasifik Okyanusu üzerinden Hawaii’ye ve Atlantik Okyanusu üzerinden Norveç’e iki uydu hattı kuruldu. Kısa bir süre sonra, Norveç ile İngiltere’yi birbirine bağlamak amacıyla Londra’da karasal bir devre kuruldu.
Haziran 1974’te 46 olan işlemci sayısı Temmuz 1975’te 57’ye yükseldi. 213’e ulaşan sunucu sayısı ortalama yirmi günde bir artmaktaydı.
ARPANET’in birkaç yıl boyunca sorunsuz çalışması ARPA’yı ağı yönetecek başka bir birim aramaya yöneltti. Bunun nedeni, ARPA’nın kuruluş amacının bir iletişim hattı yönetmekten çok araştırma-geliştirme çalışmaları için kaynak sağlamak olmasıydı. Görüşmeler sonucunda ağın yönetimi Savunma Bakanlığı’na bağlı Savunma İletişim Dairesi’ne bırakıldı.
1983 yılında ARPANET’in ordu ile ilintili kısmı MILNET adı altında başka bir ağa ayrıldı. Ayrılmadan önce 113 terminalden oluşan ARPANET’e, MILNET’in kurulmasının ardından 68 terminal kaldı.
Donanım gelişimi
230.4 kbit/s hızları destekleyen işlemci devreleri 1970 yılında ağ bünyesine katıldı ancak bu kapasite çok kullanılmadı.
1971 yılı Honeywell 316 adlı düşük yoğunluklu makinelerin işlemci olarak kullanıldıkları ilk tarihtir. Makine, terminal işlemcisi olarak kullanıldığında sunucuların tek terminaline karşılık 65 ASCII seri terminaline izin veriyordu. 316, mali ve bakım kolaylığı açısından 516’ya göre daha elverişliydi. Bu makine, sunucu sürümlerinde 40 kB’lik bir belleğe sahipti. 1973 yılında, bellek boyutu işlemciler için 32 kB’a, sunucu işlemciler için 56 kB’a yükseltildi.
BBN 1975 yılında Pluribus işlemcilerinde çalışabilecek bir yazılım geliştirdi ancak kısa süre içinde pek yayılma olanağı bulamadı. 1981 yılında ise BBN, kendi ürettiği C/30 işlemcileri için bir yazılım geliştirdi.
NSFNet’in kurulmasını izleyen süreçte ARPANET bünyesindeki çoğu işlemci devre dışı bırakıldı. Az sayıdaki diğer işlemciler ise 1989 yılına kadar çalışmayı sürdürdü.
ARPANET ve nükleer saldırılar
ARPANET hakkındaki bir yarı efsaneye göre ağın kuruluş amacı nükleer saldırılara karşı koymaktı. Internet Society’nin ARPANET’in teknik ayrıntılarını anlattığı yazıda (İnternet’in Kısa Bir Tarihçesi) şöyle deniliyor:
ARPANET’in bir nükleer saldırıya karşı korunma amacıyla ortaya çıktığı iddiası RAND çalışması sonucunda ortaya çıkmıştır. Bu kesinlikle doğru değildi. Nükleer bir saldırı olasılığı yalnızca RAND çalışması kapsamında ortaya atılmıştı. Gene de, daha sonraları İnternet üzerinde yapılan çalışmalar büyük ağ bölümlerindeki kapasite kayıplarının engellenebilmesi için sağlamlık ve dayanıklılık üzerine eğilmek gerekliliğini ortaya koymuştur.
ARPANET’in asıl amacı herhangi bir nükleer saldırıya maruz kalınmadığında bile ortaya çıkabilecek düğüm ve hat işlev bozukluklarını engellemekti. 1965 – 1967 yılları arasında ARPA’da yöneticilik görevini üstlenen Charles Herzfeld, kısıtlı bilgisayar kaynaklarının ARPANET’in ortaya çıkışını nasıl güçleştirdiğini anlatıyor:
ARPANET, günümüzde iddia edilenin aksine nükleer bir saldırıya karşı koymak amacıyla tasarlanmamıştır. Bu askeri bir gereklilikti ancak kesinlikle ARPA’nin görevi değildi. Aslında, bu tür bir çabanın varlığı durumunda ciddi eleştırılere maruz kalabilirdik. ARPAnet’in asıl ortaya çıkış amacı yurt çapındaki birçok araştırmacının coğrafik bakımdan birbirlerinden kopuk bulunması ve bu durumun üzerimizde yarattığı hayal kırıklığıydı.
Retrospektif
ARPA tarafından sunulan destek ve bakım hizmetinin ARPANET’in başarısında büyük etkisi vardı. BBN ve ARPA’nın ortak çalışması sonucunda hazırlanan ARPANET Sonuç Raporu şöyle bitiyor:
…Raporun sonuna şunu eklemek uygun olacaktır ki, ARPANET programı içinden fışkırdığı berimsel bilimlerin gücüne sağlam bir katkıda bulunmuştur.
Medyadaki yankılar
* Metal Gear Solid 3: Snake Eater oyunundaki Sigint karakteri ARPANET’in kurulumunda görev alıyor.
* 1981’de kurgulanmış olmasına karşın 2003’te yazılan Blue Box, ARPANET’in 2000 yılı itibariyle dörtyüz makineye ulaşacağı iddiasında bulunan bir karaktere sahip.
* Arpanet adıyla anılan bir elektronik müzik şarkıcısı bulunuyor. Bu ad bir sözcük olarak kavranmasına karşın ARPANET’le ilintili olduğu açıktır. Şarkıcının 2002 albümü Wireless Internet, İnternet’in kablosuz iletişime olan yayılışına dair ipuçları içerir. Japon telekomünikasyon devi NTT DoCoMo”yla aynı adı taşıyan şarkı buna bir örnek olarak sayılabilir.
* X Files televizyon dizisinin çoğu bölümünde ARPANET’e atıfta bulunulmakta ve ağ Lone Gunmen tarafından işlevsiz hale getirilmektedir. Bu vurgunun en güçlü yapıldığı bölüm Unusual Suspects’tir.
Seslikamera's Blog 