Леонард Клейнрок и рождение ARPANET: Теория очередей и компьютерные сети.
Leonard Kleinrock
Леонард Клейнрок: учёный, пионер теории массового обслуживания и компьютерных сетей. Исследования задержек в сетях, оптимизация и проектирование систем связи.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Американский учёный в области компьютерных наук (род. 1934)
American computer scientist (born 1934)
Теория очередности
Наиболее известная и значительная работа Клейнрока – теория очередей, важная область прикладной математики, находящая применение во многих сферах. Его диссертационное предложение 1961 года привело к защите докторской диссертации в Массачусетском технологическом институте в 1962 году, которая позднее, в 1964 году, была опубликована в виде книги. В этой работе он исследовал конфигурацию и функционирование коммуникационных сетей, рассматривая параметры проектирования, такие как "пропускная способность каналов, влияние дисциплины приоритетов, выбор процедуры маршрутизации и проектирование топологической структуры". Он проанализировал задержки в системе Plan 55 A – системе коммутации сообщений, используемой Western Union для обработки телеграмм. В своей диссертации он применил теорию вероятностей для моделирования задержек в очереди в обобщенной сети связи. В 1970-х годах Клейнрок опубликовал несколько основополагающих работ по этой теме. Робертс узнал о пакетной коммутации из статьи Дональда Дэвиса, представленной на симпозиуме по принципам операционных систем в октябре 1967 года, и включил эту концепцию в предложение по созданию ARPANET. В 1968 году Клейнроку был выдан контракт на создание Центра измерений сети для измерения и моделирования производительности сети. Его математические работы оказали влияние на развитие ранней ARPANET. Кроме того, Клейнрок руководил командой разработчиков программного обеспечения в UCLA, в которую входили Стив Кроккер, Джон Постел и Винт Серф, разработавшие протокол "хост-хост" для ARPANET, Программу управления сетью (NCP). Первое сообщение в ARPANET было отправлено студентом UCLA Чарли Клайном под руководством Клейнрока. 29 октября 1969 года в 22:30 из аудитории 3420 здания Boelter Hall, главного инженерного корпуса университета, Клайн передал с университетского хост-компьютера SDS Sigma 7 на хост-компьютер SDS 940 Стэнфордского исследовательского института. Текст сообщения состоял из слова "login"; были переданы буквы "l" и "o", после чего система дала сбой. Таким образом, первым сообщением в ARPANET было "lo". Примерно через час, восстановившись после сбоя, компьютер SDS Sigma 7 успешно выполнил полную команду "login". Первая постоянная линия связи ARPANET была установлена 21 ноября 1969 года между процессором интерфейсных сообщений (IMP) в UCLA и IMP в Стэнфордском исследовательском институте. К 5 декабря 1969 года была создана первоначальная сеть из четырех узлов. В 1973 году Клейнрок использовал ARPANET для обмена мгновенными сообщениями с Ларри Робертсом в Англии, используя сеть для решения современных повседневных задач.
Kleinrock's best known and most significant work is on queueing theory, a major topic of applied mathematics that has applications in many fields. His thesis proposal in 1961 led to a doctoral thesis at MIT in 1962, later published in book form in 1964. In this work, he researched the configuration and operation of communication networks, considering design parameters such as "channel capacity, effect of priority discipline, choice of routing procedure, and design of topological structure". He analyzed delays in Plan 55 A, a message switching system operated by Western Union for processing telegrams. His thesis went on to apply probability theory to model queuing delays in a generalized communication network. Kleinrock later published several of the standard works on the subject in the 1970s. Roberts learned about packet switching from a paper written by Donald Davies, presented at the October 1967 Symposium on Operating Systems Principles, and incorporated the concept into the proposal for the ARPANET. Kleinrock was awarded a contract in 1968 to establish a Network Measurement Center to measure and model the performance of the network. His mathematical work influenced the development of the early ARPANET. In addition, Kleinrock managed the software team at UCLA — including Steve Crocker, Jon Postel, and Vint Cerf — who developed the host host protocol for the ARPANET, the Network Control Program (NCP). The first message on the ARPANET was sent by a UCLA undergraduate student, Charley Kline, who was supervised by Kleinrock. At 10:30 p. m, on October 29, 1969, from Boelter Hall 3420, the school's main engineering building, Kline transmitted from the university's SDS Sigma 7 host computer to the Stanford Research Institute's SDS 940 host computer. The message text was the word "login"; the "l" and the "o" letters were transmitted, but the system then crashed. Hence, the literal first message over the ARPANET was "lo". About an hour later, having recovered from the crash, the SDS Sigma 7 computer effected a full "login". The first permanent ARPANET link was established on November 21, 1969, between the Interface Message Processor (IMP) at UCLA and the IMP at the Stanford Research Institute. By December 5, 1969, the initial four node network was established. Kleinrock used the ARPANET for instant messaging from the U. S. to Larry Roberts in England in 1973, employing the network for a modern every day use.
Интернет
Клейнрок опубликовал сотни научных работ, которые положили начало новому направлению исследований в области теории и применения теории массового обслуживания к компьютерным сетям. В этой роли он руководил исследованиями множества аспирантов. Его аналитическая работа в 1970-х годах охватывала сети с коммутацией пакетов, сети пакетной радиосвязи, локальные сети, широкополосные сети, мобильные вычисления, сети типа «одноранговая сеть» и интеллектуальные программные агенты. В 1988 году Клейнрок возглавлял группу, представившую доклад «К национальной исследовательской сети» Конгрессу США, в котором заключалось, что «существует явная и неотложная потребность в национальной исследовательской сети». Хотя в США не была создана общенациональная исследовательская и образовательная сеть, этот доклад побудил Альберта Гора к разработке Закона о высокопроизводительных вычислениях 1991 года, который способствовал развитию Интернета в его современном виде. Финансирование по этому закону было использовано при разработке веб-браузера Mosaic в 1993 году в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (NCSA), что ускорило распространение Всемирной паутины.
Kleinrock published hundreds of research papers, which ultimately launched a new field of research on the theory and application of queuing theory to computer networks. In this role, he supervised the research of scores of graduate students. His analytic work in the 1970s addressed packet switching networks, packet radio networks, local area networks, broadband networks, nomadic computing, peer to peer networks, and intelligent software agents. In 1988, Kleinrock was the chairman of a group that presented the report Toward a National Research Network to the U. S. Congress, concluding that "There is a clear and urgent need for a national research network". Although the U. S. did not build a nationwide national research and education network, this report influenced Al Gore to pursue the development of the High Performance Computing Act of 1991, which helped facilitate development of the Internet as it is known today. Funding from the bill was used in the development of the 1993 web browser Mosaic at the National Center for Supercomputing Applications (NCSA), which accelerated the adoption of the World Wide Web.
"Спор о отцовстве" по коммутации пакетов
В 1990 году Клейнрок сказал: «То, что действительно стимулировало мои исследования, – это идея сети коммутации сообщений, которая была предшественницей сетей с коммутацией пакетов. Математический инструмент, разработанный в теории массового обслуживания, а именно сети массового обслуживания, идеально подходил для моделирования компьютерных сетей. Впрочем, соответствие не было полным, и мне пришлось скорректировать эту модель, чтобы она соответствовала реальным условиям компьютерных сетей. Затем я разработал также некоторые процедуры проектирования для оптимального распределения пропускной способности, процедуры маршрутизации и проектирования топологии. Начиная с середины 1990-х годов, Клейнрок стремился к признанию как «отца современных сетей передачи данных». К 1997 году он заявил о приоритете в изобретении коммутации пакетов и о том, что убедил Ларри Робертса принять эту технологию. В 2004 году он описал свою работу так: «По сути, моя докторская диссертация, выполненная в 1961–1962 годах, заключалась в создании математической теории пакетных сетей, которая выявила основополагающие принципы, лежащие в основе современного Интернета». Однако утверждения Клейнрока о том, что его работа в начале 1960-х годов положила начало концепции коммутации пакетов и что она стала источником концепций коммутации пакетов, использованных в ARPANET, оспариваются другими пионерами Интернета, включая Роберта Тейлора, Пола Барана и Дональда Дэвиса. Историки и Национальный зал славы изобретателей США признают Барана и Дэвиса независимыми изобретателями концепции цифровой коммутации пакетов, используемой в современных компьютерных сетях, включая Интернет.
In 1990, Kleinrock said:The thing that really drove my own research was the idea of a message switching network, which was a precursor to the packet switching networks. The mathematical tool that had been developed in queueing theory, namely queueing networks, matched perfectly the model of computer networks. Actually, it didn't match perfectly and I had to adjust that model to fit the realities of computer networks. Then I developed some design procedures as well for optimal capacity assignment, routing procedures and topology design. Beginning in the mid 1990s, Kleinrock sought to be recognized "as the father of modern data networking". By 1997, he claimed priority on the invention of packet switching and to have convinced Larry Roberts to adopt the technique. In 2004, he described his work as:Basically, what I did for my PhD research in 1961 1962 was to establish a mathematical theory of packet networks which uncovered the underlying principles that drives today's Internet. However, Kleinrock's claims that his work in the early 1960s originated the concept of packet switching and that this work was the source of the packet switching concepts used in the ARPANET are disputed by other Internet pioneers, including Robert Taylor, Paul Baran, and Donald Davies. Historians and the U. S. National Inventors Hall of Fame recognize Baran and Davies for independently inventing the concept of digital packet switching used in modern computer networking including the Internet.
Награды и признание
Клейнрок внес несколько важных вкладов в область информатики, в частности, в теоретические основы передачи данных в компьютерных сетях. Он удостоен многочисленных профессиональных наград. В 1980 году он был избран членом Национальной инженерной академии за новаторский вклад в эту область и лидерство в качестве преподавателя в области компьютерных коммуникационных сетей. В 2001 году он получил премию Дрейпера «за развитие Интернета». 29 сентября 2008 года президент Джордж Буш в Белом доме наградил Клейнрока престижной Национальной медалью науки – высшей научной наградой страны. «Национальная медаль науки 2007 года присуждена Леонарду Клейнроку за его фундаментальный вклад в математическую теорию современных сетей передачи данных и за функциональную спецификацию коммутации пакетов, которая является основой интернет-технологий. Его наставничество нескольких поколений студентов привело к коммерциализации технологий, изменивших мир». В 2010 году он разделил премию Дэна Дэвида. Комната 3420 в Болтер-холле была восстановлена до состояния 1969 года и преобразована в исторический сайт и архив Интернета имени Клейнрока. Он был открыт для публики 29 октября 2011 года на торжественной церемонии, в которой приняли участие пионеры Интернета. Он был избран членом Национальной инженерной академии. В 2012 году Клейнрок был принят в Зал славы Интернета Обществом Интернета. Леонард Клейнрок был принят в IEEE Eta Kappa Nu (IEEE ΗΚΝ) в 2011 году в качестве выдающегося члена. Звание «Выдающийся член» – это высшая степень членства в организации, которой удостаиваются лишь немногие, чьи выдающиеся технические достижения и вклад в области электротехники и компьютерной инженерии принесли значительную пользу обществу. В 2002 году он был избран в состав стипендиатов Института операционных исследований и управления. В сентябре 2014 года Леонард Клейнрок был удостоен премии ACM SIGMOBILE за выдающийся вклад на конференции MobiCom 2014. Леонард Клейнрок получил премию Фонда BBVA 2014 года «за его основополагающий вклад в теорию и практическое развитие Интернета», как отмечено в цитате жюри. В 2014 году в его честь был выпущен специальный выпуск журнала Computer Networks. Статьи были написаны в знак признания вклада Клейнрока в теорию массового обслуживания, коммутацию пакетов, компьютерные коммуникационные сети и развитие Интернета и связанных с ним сетевых технологий.
Kleinrock made several important contributions to the field of computer science, in particular to the theoretical foundations of data communication in computer networking. He has received numerous professional awards. In 1980, he was elected a member of the National Academy of Engineering for pioneering contributions to the field and leadership as an educator in computer communications networks. In 2001 he received the Draper Prize "for the development of the Internet". Kleinrock was selected to receive the prestigious National Medal of Science, the nation's highest scientific honor, from President George W. Bush in the White House on September 29, 2008. "The 2007 National Medal of Science to Leonard Kleinrock for his fundamental contributions to the mathematical theory of modern data networks, and for the functional specification of packet switching, which is the foundation of Internet technology. His mentoring of generations of students has led to the commercialization of technologies that have transformed the world." In 2010 he shared the Dan David Prize. UCLA Room 3420 at Boelter Hall was restored to its condition of 1969 and converted into the Kleinrock Internet Heritage Site and Archive. It opened to the public with a grand opening attended by Internet pioneers on October 29, 2011. He was elected as a member into the National Academy of Engineering. In 2012, Kleinrock was inducted into the Internet Hall of Fame by the Internet Society. Leonard Kleinrock was inducted into IEEE Eta Kappa Nu (IEEE ΗΚΝ) in 2011 as an Eminent Member. The designation of Eminent Member is the organization's highest membership grade and is conferred upon those select few whose outstanding technical attainments and contributions through leadership in the fields of electrical and computer engineering have significantly benefited society. He was elected to the 2002 class of Fellows of the Institute for Operations Research and the Management Sciences. In September 2014, Leonard Kleinrock was awarded the ACM SIGMOBILE Outstanding Contribution Award at MobiCom 2014. Leonard Kleinrock was given the 2014 BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award "for his seminal contributions to the theory and practical development of the Internet," in the words of the jury's citation. In 2014, a special edition of Computer Networks was published in his honor. Articles were written in recognition of Kleinrock's contributions to queueing theory, packet switching, computer communication networks and the development of the Internet and related network technologies.