Die Anfänge des Internet

Um die Geschichte des Internet ranken abenteuerliche Erzählungen. Weit verbreitet ist zum Beispiel die Version, der Internet-Vorläufer ARPANet sei zum Schutze der militärischen Großrechner der USA bei Atomschlägen eingerichtet worden. Schuld an diesen Gerüchten ist jedoch auch der zweideutig definierte Grundauftrag der ARPA: "Die primäre Verantwortung der ARPA soll helfen, die technische Überlegenheit der Vereinigten Staaten von Amerika beizubehalten und gegen unvorhergesehene technologische Fortschritte durch mögliche Gegner zu schützen."

ARPA

Im Jahre 1958 richtete das US-Verteidigungsministerium im Auftrage des damaligen US-Präsidenten Dwight D. Eisenhower eine Arbeitsgruppe namens "ARPA" ("Advanced Research Projects Agency") ein. Diese hatte den offiziellen Auftrag, nach neuen Ideen und Technologien zu forschen und forschen zu lassen. Im Vorfeld hatte die Sowjetunion im Oktober 1957 den ersten Satelliten, die legendäre "Sputnik", ins All geschossen und mit diesem offensichtlichen Technologievorsprung in den USA den so genannten "Sputnik-Schock" ausgelöst.

Die ARPA sollte dabei weitgehend als Investor und Inkubator für wissenschaftliche Projekte bei Universitäten und Forschungseinrichtungen handeln, deren Ergebnisse bei einer eventuellen Eignung dem US-Militär zu überlassen waren. Alternativ konnten die Ergebnisse bei Nichteignung privatwirtschaftlich von den entsprechenden Universitäten beziehungsweise Forschungseinrichtungen genutzt werden.

Mit dieser zentralen Position zwischen dem US-Verteidigungsministerium und den einzelnen Bereichen des US-Militärs wollte man neben der Forschungsförderung außerdem verhindern, dass Bereiche des US-Militärs im Zeichen des Sputnik-Schocks eigene Forschungsprojekte getrennt voneinander forcierten. Viele ARPA-Mitarbeiter der ersten Stunde waren eingefleischte Wissenschaftler ohne jegliche Militär-Karriere, was die Situation für das US-Militär noch prekärer machte. Noch heute wird die ARPA, inzwischen umbenannt in "DARPA" ("Defense Advanced Research Projects Agency") in der US-Bevölkerung als eine sehr bunte, fast schon kuriose Behörde angesehen und zum Beispiel in vielen Hollywood-Filmen geradezu parodiert.

Bis dato waren Computer sündhaft teuer und aus militärischer Sicht nur dazu gut, Kriegsszenarien durchzuspielen. Aus diesem Grund hatte die Air Force für ein ARPA-Forschungsprojekt einiges an Geld in einem Firma namens SDC gesteckt, die einen sündhaft teuren Großrechner namens "Q-32" baute. Das Projekt wurde jedoch gekippt und so hatte die ARPA plötzlich einen gewaltigen Großrechner auf der Inventarliste. Der erste Schritt der ARPA in die Informationstechnologie wurde 1962 deshalb mit der Gründung der ARPA-Abteilung "Command and Control" gelegt, dessen Leitung von Joseph Carl Robnett Licklider übernommen wurde.

Licklider war ein Visionär, der schon frühzeitig erkannte, dass Computer nicht nur zu rein wissenschaftlichen und militärischen Zwecken genutzt werden sollten, sondern in Zukunft dank interaktiver und intuitiver Bedienung immer größere Verbreitung finden würden. Dazu gehörte seiner Meinung nach auch die Vernetzung von Computerpower und er unterstützte viele Pionierprojekte in diese Richtung. Licklider verließ schon zwei Jahre später die ARPA, hatte jedoch seine Ansichten und Visionen tief in die Abteilung verwurzelt, die auch deshalb in "IPTO" ("Information Processing Techniques Office") umbenannt wurde.

Als Nachfolger des IPTO hatte Licklider vor seinem Abschied Ivan Sutherland bestimmt. Ein Jahr später stellte Sutherland Bob Taylor ein, der wiederum 1966 die Leitung des IPTO übernehmen sollte. Taylor war durch und durch ein Computerfreak und besaß in seinem Büro drei Terminals, die mit Großrechnern verbunden waren. Ihn störte es immens, dass jeder Großrechner eine eigene, zu einem anderen System gänzlich inkompatible, Sprache besaß. Zudem kam die Problematik auf, dass immer mehr Forschungseinrichtungen Computerressourcen benötigten. Entsprechende Großrechner waren jedoch zu teuer, um jeder Forschungseinrichtungen einen zu spendieren und so entsann Taylor die Idee, ein Forschungsprojekt durchzusetzen, um einen neuartigen Computerverbund zu entwickeln.

Gleichzeitige Entwicklungen und ein historisches Missverständnis

Fast zur gleichen Zeit arbeitete 1964 ein Wissenschaftler namens Paul Baran, Mitarbeiter der Firma RAND Corporation, für die US Air Force an einer neuartigen Netzwerkstruktur. Die Air Force machte sich Gedanken darüber, wie sie ihr eigenes Netz an Großrechnern und Terminals, die im ganzen Land verteilt waren, gegenüber äußeren Einflüssen sichern konnte.

Die Idee, die Paul Baran hatte, war ein maschendrahtartiges Gebilde mit redundanten Verbindungen zwischen den einzelnen Knoten. Mit Hilfe eines paketorientierten Übertragungsprotokolls (siehe hierzu auch Arten von Netzwerken) konnten nun Daten zwischen den Knoten im Idealfall auf mehreren Wegen zum Ziel kommen, was die Chance erhöhte, dass im Ernstfall Knoten auch nach Ausfall mehrerer einzelner Verbindungen erreichbar blieben.

Dieses dezentrale Netzwerk wurde jedoch nie innerhalb der Air Force umgesetzt, da die Entwicklungen im US-Verteidigungsministerium auf eine zentrale Lösung für die gesamten US-Streitkräfte bestand. Barans Entwicklungen wurden deshalb verworfen, seine Idee des dezentralen Netzwerks ging jedoch in das neue ARPA-Projekt von Bob Taylor ein:

Das ARPANet

Taylors Idee stieß bei der ARPA aufgrund der immensen Sparmöglichkeit auf helle Ohren und erhielt von Anfang an finanzielle Unterstützung. Als Leiter des Projektes stellte Taylor nach langen Überredungen Larry Roberts ein. Roberts war ein besessenes Computergenie und begann sogleich mit der Planung des Projekts.

Roberts wollte zunächst vier Forschungsinstitute und Universitäten im Westen der USA miteinander verbinden, die allesamt unterschiedliche Großrechner einsetzten. Da zur damaligen Zeit so gut wie keine grundsätzlichen Standards zum Datenaustausch zwischen Großrechner existierten, waren nicht nur Neuentwicklungen für Netzwerkprotokolle gefragt, sondern auch ganze Definitionen für einheitliche Schnittstellen. Die ARPA schrieb deshalb das Projekt Ende 1968 aus und schickte die Ausschreibungsunterlagen an 140 Unternehmen in der Computerbranche, darunter auch so berühmte Namen wie IBM. (IBM lehnte übrigens die Teilnahme an der Ausschreibung mit der Begründung ab, dass eine Realisierung unwirtschaftlich sei.)

Zur Überraschung vieler ging der Zuschlag an ein kleines Unternehmen namens "Bold, Beranek & Newman (BBN), das seinen Sitz in Cambridge, Massachusetts hatte. BBN war ein klassisches Beratungsunternehmen und hatte sich einen Namen im Bereich der Bauakustik gemacht. Unter anderem geht die Bauakustik des UN-Gebäudes in New York auf das Konto von BBN. Im Jahre 1957 stellte Leo Beranek J.C.R. Licklider ein und begründete damit eine Computersparte im Unternehmen, ein Zug, der sich später als goldrichtig zeigen sollte. Licklider brachte also seine Visionen von der Zukunft der Computerwelt schon vor seiner ARPA-Karriere in das Unternehmen BBN ein.

Nach dem Zuschlag des Auftrages an BBN wurde dort eine Projektgruppe um Frank Heart gebildet, die bis Dezember 1969 ein funktionsfähiges Netzwerk zwischen den Orten Menlo Park, Santa Barbara, Los Angeles und Salt Lake City auf die Beine stellen und darüber hinaus vier unterschiedliche Großrechner dazu bringen musste, miteinander zu kommunizieren. Diese eingeschworene Gruppe wurde bald als die IMP-Guys bezeichnet

BBN löste das Problem elegant: Anstatt die Großrechner direkt untereinander zu verbinden (was wahrscheinlich aufgrund der vielfältigen Inkompatibilität so ohne weiteres nicht machbar gewesen wäre), sollte jeder Großrechner lokal an einen eigenständigen Rechner, einem so genannten IMP ("Interface Message Processor") angeschlossen werden, die dann wiederum miteinander vernetzt wurden und das eigentliche Netzwerk bildeten.

In Sachen Übertragung wurde das Paketvermittlungskonzept von Paul Baran aufgegriffen und realisiert. Jeder IMP stückelte die zu übertragende Information in kleine Pakete auf, versah jedes Paket mit Absender- und Empfängeradresse. Anhand von Routing-Tabellen konnten diese Pakete dann übertragen werden.

Das ALOHANet

Im Jahre 1968 überlegte Norm Abramson, Professor an der University of Hawaii, wie die Leitungskosten der Universität gesenkt werden konnten. Die Universität hatte an ihrem Hauptstandort einen IBM-Großrechner und ermöglichte sieben Colleges auf vier Inseln und einigen weiteren Forschungseinrichtungen den Zugriff der dortigen Terminals auf diesen Rechner per Telefonleitung. Diese Kommunikationskosten fraßen einen Großteil des Etats der Computerabteilung.

Abramson überlegte, die Standorte per Funk anzubinden. Da dies möglichst einfach und kostengünstig realisiert werden sollte, wählte er kleine Funkgeräte und zwei Frequenzbänder, eines für das Senden von Daten zum Hauptstandort und eines für das Empfangen von Daten. Alle Funkgeräte nutzten diese beiden Frequenzbänder. Unvermeidbar bei dieser Vorgehensweise waren natürlich Übertragungskollisionen. Es musste sichergestellt werden, dass immer nur ein Gerät auf einem Frequenzband senden durfte.

Dieses Problem wurde elegant gelöst: Die zu übertragenden Daten wurden ebenfalls in Pakete unterteilt und paketweise übertragen. Kam es zu einer Kollision zwischen zwei Datenpaketen, beendeten die betroffenen, absendenden Funkgeräte umgehend die Übertragung. Sie versuchten dann beide eine Wiederholung der Übertragung nach wenigen Sekundenbruchteilen, wobei diese Wartezeit zufallsgesteuert wurde. Damit wurde sichergestellt, dass nach einer Paketkollision eine weitere Kollision sehr unwahrscheinlich war.

Das ALOHANet funktionierte hervorragend und wurde von der ARPA finanziell gefördert (übrigens die letzte Entscheidung von Bob Taylor als ARPA-Chef, bevor er die ARPA in Richtung Xerox verließ). Die militärische Eignung dieses Verfahrens war unumstritten und die Idee des ALOHANet beflügelte viele Leute bei der ARPA. Sie wurde kurz darauf auch dazu verwendet, die University of Hawaii direkt mit dem ARPANet auf dem Festland zu verbinden, nun mit dem SATNet, dem ersten paketvermittelnden Satellitennetzwerk.

Die Idee der zeitverzögerten Übertragung bei Paketkollisionen fand sich übrigens einige Jahre später in einem anderen Übertragungsprotokoll, das die lokale Vernetzung von Netzwerken revolutionieren sollte: Das Ethernet. (Siehe hierzu auch Lokale kabelgebundene Netzwerke.)

Ethernet-Erfinder Bob Metcalfe hatte am Xerox PARC in Palo Alto bereits den Grundstein für die Entwicklung eines neuartigen Netzwerks gelegt, dass räumlich ("lokal") beschränkt sein sollte, dafür aber immense Geschwindigkeiten bieten konnte. Das Konzept des ALOHANet funktionierte hervorragend auch mit Kabeln. Wollte ein Gerät per Ethernet einem anderen Gerät etwas übertragen, hörte es quasi in die Leitung und begann die paketweise Übertragung, falls die Leitung "leer" war. Kam es zu einer Paketkollision, versuchten die entsprechenden Absender, ihre jeweiligen Pakete nach einer zufallsgesteuerten Zeit nochmals zu übertragen. Dieser bestechend einfache und unkomplizierte Ansatz machte Ethernet zu einer revolutionär günstigen Technik und sorgte für eine explosionsartige Ausbreitung von lokalen Netzwerken.