Hlavní navigace

Vítězná cesta TCP/IP

Vladimír Vrabec 27. 8. 2002

Rozhodující význam pro sítě s přepojováním paketů měl vývoj sady protokolů TCP/IP. Hlavními tvůrci této sady byli Vinton Cerf a Robert Kahn. Na tvorbě, která byla zahájena již v roce 1973, se podílela i řada dalších osobností. Prvé testy se začaly provádět v roce 1975. V roce 1977 proběhla demonstrace práce sítě ARPANET pod řízením internetových protokolů.

Článek je druhou ze dvou kapitol seriálu o historii Internetu Vladimíra Vrabce, který vychází na Lupě každé druhé úterý.

Motivem tvorby nových protokolů byla především reálná perspektiva propojovat počítačové sítě mezi sebou. A to i sítě různých architektur. Na počátku sedmdesátých let minulého století se totiž objevily další LAN (Ethernet, radiové a satelitní paketové sítě) a na významu nabyl pojem internet, chápaný jako síť počítačových sítí. Povšimněme si, že Cerf zavedl v této souvislosti pojem internet s malým počátečním písmenem. Pro propojení dvou počítačových sítí pracujících dle různých protokolů se stal klíčovým pojmem gateway, počítač tvořící rozhraní mezi oběma sítěmi. Toto rozhraní převádělo datový tok z řízení protokolů výchozí sítě na datový tok řízený protokoly cílové sítě.

Klasickým případem byl gateway pro předávání elektronické pošty. Elektronický dopis se adresoval na vhodné síťové rozhraní, které vyhodnotilo část specifikující adresu v druhé síti, provedlo potřebné transformace a dopis odeslalo na určenou adresu. Díky tomuto řešení bylo možné například posílat později elektronické dopisy z Internetu do komerční počítačové sítě CompuServe, ve které mělo pronajatu schránku elektronické pošty například i naše velvyslanectví v USA Jeho adresa byla 72360,544, a proto stačilo poslat dopis na příslušný gateway, tedy na internetovou adresu 72360.544@com­puserve.com. Než sada TCP/IP zvítězila a sítě odlišné architektury přešly na internetovou architekturu, bylo možné s nimi vést analogickým způsobem komunikaci prostřednictvím elektronické pošty. Například s trochu složitější adresou bylo možné komunikovat se sítěmi, ve kterých pracovala elektronická pošta dle sady protokolů X.400.

Základním novým protokolem byl TCP (Transmission Control Protocol), který v roce 1978 autoři rozdělili na dva, na vlastní TCP a na IP (Internet Protocol). Do sady mezi hlavní internetové protokoly byl zařazen ještě UDP (User Datagram Protocol) a ICMP (Internet Control Message Protocol). O dalších se nebudeme zmiňovat, protože k celkovému pochopení činnosti Internetu, sítě pracující dle TCP/IP, stačí porozumět uvedeným protokolům. Opět si všimněme, že Cerf zavedl v této souvislosti jméno nové počítačové sítě – Internet – s velkým počátečním písmenem.

Protokol IP specifikuje formáty paketů – datagramů, zahrnuje internetové adresní schéma (IP adresy) a zabývá se přenosem paketů k určenému hostitelskému systému. Původní verze předpokládala internetový adresní prostor o rozsahu 32 bitů, tedy adresy pro zhruba čtyři miliardy počítačů. Vývoj ukázal, že tento prostor nestačí a že je třeba adresní prostor Internetu rozšířit Nová experimentální verze IP tento prostor rozšiřuje na 128 bitů a dovoluje adresovat neskutečně velké množství počítačů.

Protokol TCP umožňuje vytvořit mezi dvěma hostitelskými systémy oboustranné propojení garantující bezchybný přenos posloupnosti paketů v tomtéž pořadí, v jakém byly vyslány. UDP pracuje nad protokolem IP podobně jako TCP. Je vybaven slabším mechanizmem pro zotavení z chyb, zato jednodušším způsobem vysílá a přijímá pakety přes síť. Obvykle se používá pro posílání stejného paketu většímu množství příjemců (broadcasting). ICMP se zabývá pakety obsahujícími chybová, příkazová nebo informační data. Tak například program PING, testující průchodnost propojení k danému cíli, využívá tento protokol.

Plné posvěcení dostaly protokoly TCP/IP v roce 1983, kdy se staly oficiálními protokoly sítě ARPANET. O rok později byl zaveden DNS, který ustavil pro internetové počítače hierarchicky organizovaná doménová jména a vzájemnou konverzi mezi IP adresami a doménovými jmény. Bylo definováno šest velkých domén nejvyšší úrovně: EDU (education), GOV (government), MIL (military), COM (commercial), ORG (organization) a NET (network resources). Tato skupina byla rozšířena i o národní domény. Pro USA byla zavedena doména US. Tak například město San Antonio získalo doménové jméno WWW.CI.SAT.TX.US (WWW, CIty, San AnTonio, TeXas, USa).

Začátek osmdesátých let byl ve znamení zrodu dalších počítačových sítí pracujících nezávisle na síti ARPANET. V roce 1981 vznikla síť BITNET (Because It's Time NETwork), která byla postavena na bázi počítačů firmy IBM. Stala se rychle velmi populární, zejména na amerických vysokých školách. Brzy se rozšířila i mimo hranice USA. Vedle služeb elektronické pošty a přenosu souborů poskytovala také služby pro organizaci a provoz elektronických konferencí (mailing lists). Pro administraci elektronických konferencí měla k dispozici specializované systémy (listservs), které poskytovaly informace o obhospodařovaných elektronických konferencích, vyřizovaly přihlašování do konferencí a odhlašování z nich. V roce 1984 vznikla v Evropě sestra sítě BITNET, síť EARN.

V roce 1979 propojili tři studenti univerzit v Severní Karolině počítače „duke“, „unc“ a"phs" a zahájili na nich prvopočáteční provoz diskusních skupin USENET. Rozvíjející se provoz probíhal pouze v unixovém prostředí a teprve od roku 1986 se začal rozšiřovat po Internetu a nabývat na popularitě. Přispívaly k tomu výhody, kterými tento systém vítězil nad elektronickými konferencemi. To, že příspěvky byly uživateli přístupné pouze na specializovaných serverech, osvobozovalo jeho e-mailovou schránku od eventuální nepřehledné a nezvládnutelné záplavy informací. Speciální šíření proudu diskusních příspěvků se navíc ukazovalo z hlediska tehdejších málo výkonných spojů jako velmi rozumné. Bohužel uživatel potřeboval pro přístup k USENET specializovaný software, a pokud promeškal příjem některého příspěvku, tak se k němu zpravidla po určité době již nedostal. V USENET se archivovalo velmi zřídka a pokud ano, tak pro uživatele málo přívětivým způsobem.

Výhody USENET byly využity i některými elektronickými konferencemi sítě BITNET. V USENET byla vytvořena hierarchie diskusních skupin bit.listserv.* kopírující jejich bitnetový obsah. Tak například bitnetová konference help-net byla kopírována diskusní skupinou bit.listserv.help-net. Soudobá jednička internetových vyhledávačů, server Google, vytvořila pro USENET webové rozhraní umožňující diskusní skupiny číst a přispívat do nich. Navíc ke konci minulého roku server Google oznámil, že začlenil do svého archivu asi 700 milionů příspěvků, směrovaných od května 1981 do 35 tisíc diskusních skupin USENET. Máme tedy k disposici na GOOGLE rozsáhlou historickou sbírku uvedeného typu. Podrobnosti lze nalézt zde.

V roce 1982 byla vytvořena síť EUnet (European UNIX Network) zabezpečující elektronickou poštu a distribuci diskusních skupin USENET. Její původní konektivita zahrnovala počítače v Holandsku, Dánsku, Švédsku a ve Velké Británii.

Rozhodující význam pro další vývoj Internetu a jeho vítězství nad ostatními sítěmi mělo vytvoření páteřní sítě NSFNET severoamerického Internetu v roce 1986. NSFNET byla převážně sponzorována vládní agenturou NSF. NSFNET propojovala zpočátku pouze několik amerických superpočítačů, později sloužila k propojení vznikajících amerických národních a lokálních počítačových sítí včetně sítí mezinárodních. Podmínkou využívání služeb NSFNET byl nekomerční provoz připojených sítí. Ke konci roku 1990 propojovala NSFNET již přes 300 tisíc počítačů. Původní páteřní rychlost 56 Kb/sec byla v roce 1988 zvýšena na rychlost 1,544 Mbps (T1), v roce 1991 pak na 44,736 Mbps (T3).

Tak vypadal v osmdesátých letech síťový svět kolem nás. U nás, uvnitř, se také mnohé změnilo. V republice jsme začali vyrábět minipočítače, později i mikropočítače a osobní počítače, troufli jsme si i na sálové počítače. Samozřejmě, že na vlastní technologické úrovni, která značně pokulhávala za technologiemi vyspělých zemí. Nepomohlo nám ani to, že projekt SMEP kopíroval progresivní architekturu amerických minipočítačů, později i mikropočítačů, a projekt JSEP architekturu firmy IBM.

Mladé generaci se asi bude zdát značně žertovné, že výpočetní komplex dvou sálových počítačů EC 1045 výroby JSEP instalovaný v OVC VŠ Praha jako náhrada systému ICL 4–72 byl tak poruchový, že ač tvořil výpočetní systém s daleko největším teoretickým počtem operací za sekundu na českých vysokých školách a v širokém okolí, měl ve srovnání s nahrazovaným systémem podstatně menší počet reálných operací za jeden den. Trochu jiná situace byla v projektu SMEP, kde byly za vzory využívány počítače firem DEC a Hewlett-Packard. Tento projekt pomohl především učinit průlom do způsobu využívání výpočetní techniky při výuce na vysokých školách. Přiblížil ji totiž ke studentům. Pozdější budování učeben s osobními počítači toto přiblížení dovršilo.

Sítě WAN samozřejmě vzbudily v našem vysokém školství velkou pozornost a touhu do nějaké světové sítě se připojit. Proto již koncem roku 1988 byly navázány kontakty s představiteli sítě EARN s žádostí o připojení českých a slovenských vysokých škol. Bohužel tato žádost byla odmítnuta. Vyslyšena byla až v roce 1990. V OVC VŠ byl zřízen národní uzel CSEARN a propojen s rakouským uzlem v Linci linkou pracující s rychlostí 9600 b/sec. Popularita sítě EARN u nás rychle rostla, rozšiřoval se počet uživatelů, zvyšoval se počet uzlů.

Pamatuji si, že i naše katedra umístěná v Praze na Karlově náměstí velice stála o připojení k uzlu CSEARN. Byl proto pronajat pevný telefonní spoj do OVC VŠ a katedra začala komunikovat s uzlem prostřednictvím systému Kermit z Columbia University. Tento systém byl volně k dispozici a umožňoval emulaci terminálu a přenos souborů.

Velmi populární aplikací uživatelů sítě EARN byl přístup na systém TRICKLE, který umožňoval bezplatné kopírování a využívání souborů z obrovského archivního serveru SIMTEL20 americké armády. Velký evropský zájem o tyto soubory a málo dimenzované spoje, zejména přes Atlantik, vedl k vytvoření systému TRICKLE, soustavy specializovaných serverů, které přijímaly a zkoumaly požadavky uživatele. Měl-li uživatel v systému dostatečně velký kredit a požadavek na kopírování byl akceptován, systém zjišťoval, zda požadovaný soubor náhodou není ve vyrovnávací paměti některého ze serverů. Pokud ano, soubor byl uživateli ihned zaslán. Pokud ne, SIMTEL byl požádán o kopii. Následný přenos trval 5 až 12 dní. Na počátku devadesátých let byla tato aplikace velmi využívána.

Zkušenosti se sítí EARN a možnosti orientovat se v nejbližší budoucnosti na progresivnější sítě otevřely úvahy, jak postupovat dále. To je již další téma k naší diskusi.


Když už naši pozornost budeme věnovat tématům spjatým s historií globálního a českého Internetu, zdá se mi, že by nebylo od věci pokusit se při tom vytvořit za přispění čtenářů časovou mapu historie českého Internetu. Budeme proto v průběhu našeho seriálu přijímat od čtenářů náměty na zařazení navrhovaných událostí do uvažované mapy. Návrhy budeme průběžně zpracovávat a zveřejňovanou dosavadní verzi mapy postupně aktualizovat. Příslušný formulář nalezne zájemce zde a aktuální verzi mapy zde.

Našli jste v článku chybu?

3. 9. 2002 2:18

Dan Lukes (neregistrovaný)
Jelikoz ze se v textu clanku sluvko TRICLE vyskytlo dvakrat, dospel jsem k zaveru, ze se nejedna o preklep, ale o systematickou chybu a proto jsem na ni upozornil. Kazdopadne, v clanku to sice opraveno jest, ale pouze v jednom z pripadu - nicmene, ted uz to skutecne v tom zbyvajicim pripade vypada jako preklep ;-)

A co se tyce toho UDP - nevim, jestli je to az takove slovickareni. Smesovani "detekce" a "zotaveni" z chyb mi jako pripustne zjednoduseni v tomto pripade nepripada. UDP protokol neobsa…

2. 9. 2002 16:38

PaJaSoft (neregistrovaný)
No on ten TCP neni taktez tak 'bezpecny' co se integrity dat tyce jak to vypada na prvni pohled... ostatne, to CRC v nem je hodne chabe, o cemz se pomerne casto presvedcuji zejmena tahaci filmu ci image(s) CDcek...
Root.cz: Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Nová třída SD karet A1 s vysokým výkonem

Podnikatel.cz: Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Vitalia.cz: To není kašel! Správná diagnóza zachrání život

To není kašel! Správná diagnóza zachrání život

DigiZone.cz: Mňam TV splnila slib a odešla z DVB-T

Mňam TV splnila slib a odešla z DVB-T

120na80.cz: Popraskané rty? Některé balzámy stav zhoršují

Popraskané rty? Některé balzámy stav zhoršují

Podnikatel.cz: Na poslední chvíli šokuje vyjímkami v EET

Na poslední chvíli šokuje vyjímkami v EET

Podnikatel.cz: Babiše přesvědčila 89letá podnikatelka?!

Babiše přesvědčila 89letá podnikatelka?!

120na80.cz: 5 poporodních problémů a jejich řešení

5 poporodních problémů a jejich řešení

Měšec.cz: Platby do zahraničí: pozor na tučné poplatky

Platby do zahraničí: pozor na tučné poplatky

DigiZone.cz: Digi CZ výrazně zlevnila balíček HBO

Digi CZ výrazně zlevnila balíček HBO

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

Podnikatel.cz: Přivýdělek u Airbnb nebo Uberu? Čekejte kontrolu

Přivýdělek u Airbnb nebo Uberu? Čekejte kontrolu

Měšec.cz: Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Lupa.cz: Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

Google měl výpadek, nejel Gmail ani YouTube

Lupa.cz: Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

Babiš: E-shopů se EET možná nebude týkat

120na80.cz: Rovnátka, která nejsou vidět

Rovnátka, která nejsou vidět

120na80.cz: Rakovina oka. Jak ji poznáte?

Rakovina oka. Jak ji poznáte?

Vitalia.cz: Naučí vás péct kváskový chléb bez lepku i s lepkem

Naučí vás péct kváskový chléb bez lepku i s lepkem

Vitalia.cz: Manželka je bio, ale na sex moc není

Manželka je bio, ale na sex moc není

Podnikatel.cz: Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?

Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?