วิวัฒนาการของอินเทอร์เน็ต: จากการประดิษฐ์สู่เว็บสมัยใหม่

เริ่มต้นด้วยการชี้แจงความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ต อินเทอร์เน็ตไม่ใช่เว็บ (Web) อินเทอร์เน็ตไม่ใช่คลาวด์ และอินเทอร์เน็ตไม่ใช่เวทมนตร์

มันอาจดูเหมือนระบบอัตโนมัติที่เราถือเป็นเรื่องปกติ แต่จริงๆ แล้วมีกระบวนการทั้งระบบทำงานเบื้องหลังทำให้มันทำงานได้

อินเทอร์เน็ต... คืออะไร?

อินเทอร์เน็ตจริงๆ แล้วคือสายลวด สายลวดจำนวนมากที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ทั่วโลก

อินเทอร์เน็ตยังเป็นโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure) เครือข่ายระดับโลกของคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกัน สื่อสารด้วยวิธีมาตรฐานพร้อมโปรโตคอลที่กำหนดไว้

จริงๆ แล้วมันคือเครือข่ายของเครือข่าย (Network of Networks) ระบบกระจายเต็มรูปแบบ (Fully Distributed System) ของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ที่รับรองการเชื่อมต่อปลายทางถึงปลายทาง (End-to-End Connectivity) ผ่านทุกส่วนของเครือข่าย เป้าหมายคือทุกอุปกรณ์ติดต่อสื่อสารกับอีกอุปกรณ์หนึ่งได้

อินเทอร์เน็ตเป็นสิ่งที่เราทุกคนใช้ทุกวัน หลายคนไม่ tưởng像ชีวิตโดยไม่มีมัน อินเทอร์เน็ตและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่มันนำมาได้เปลี่ยนแปลงสังคม เปลี่ยนงาน วิธีการบริโภคข่าวและแบ่งปันข้อมูล และวิธีการสื่อสารระหว่างกัน

มันยังสร้างโอกาสมากมาย ช่วยให้มนุษย์ก้าวหน้า และรูปทรงประสบการณ์ของมนุษย์ ไม่มีอะไรเหมือนมัน - เป็นหนึ่งในการประดิษฐ์ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล แต่มันสร้างขึ้นเพื่ออะไร ทำอย่างไร ใครคือผู้สร้าง และกลายเป็นอย่างนี้อย่างไร?

บทความนี้เป็นการเดินทางย้อนเวลา เราจะเรียนรู้ต้นกำเนิดอินเทอร์เน็ตและวิวัฒนาการตลอดปี ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการเขียนโค้ดของเรา

การเรียนรู้ประวัติการสร้างอินเทอร์เน็ตทำให้ตระหนักว่าทุกอย่างมาจากการแก้ปัญหา (Problem Solving) ซึ่งคือหัวใจของการเขียนโค้ด: มีปัญหา หาวิธีแก้ และปรับปรุงต่อเมื่อพบวิธีแก้

อินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีกว้างใหญ่และเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ไม่ใช่งานของคนเดียวหรือองค์กรเดียว หลายคนมีส่วนร่วมพัฒนาคุณสมบัติใหม่

มันพัฒนามาตลอดเวลา ใช้เวลาอย่างน้อย 40 ปี และยังคงวิวัฒนาการอยู่

และไม่ได้สร้างขึ้นแค่เพื่อสร้างอย่างเดียว อินเทอร์เน็ตที่เรารู้จักเป็นผลมาจากทดลอง ARPANET เครือข่ายตัวนำของอินเทอร์เน็ต

และทั้งหมดเริ่มต้น... เพราะปัญหา

กลัว Sputnik

กลางสงครามเย็น 4 ตุลาคม 1957 โซเวียตปล่อยดาวเทียมเทียมทำโดยคนแรกชื่อ Sputnik

เป็นวัตถุเทียมทำโดยคนแรกที่ลอยไปอวกาศ นี่น่าประหลาดใจสำหรับอเมริกัน

โซเวียตนำหน้าด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและเป็นภัยคุกคาม อเมริกันกลัวโซเวียตจะส่องมาหน่วยงานศัตรู ชนะสงครามเย็น และโจมตี핵บนดินอเมริกันเป็นไปได้

ดังนั้นอเมริกันเริ่มคิดอย่างจริงจังเรื่องวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี หลังเตือนใจจาก Sputnik การแข่งขันอวกาศเริ่มต้น 1958 รัฐบาลอเมริกันให้ทุนหน่วยงานหลายแห่ง หนึ่งคือ ARPA

ARPA ย่อมาจาก Advanced Research Project Agency โครงการวิจัยของกระทรวงกลาโหมด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ทางสำหรับนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยแบ่งปันข้อมูล ความรู้ และสื่อสาร ยังช่วยให้สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์พัฒนาและวิวัฒนาการ

ที่นั่น วิสัยทัศน์ของ J.C.R. Licklider หนึ่งในผู้อำนวยการ ARPA เริ่มจับเป็นรูปในเวลาต่อมา

ไม่มี ARPA ไม่มีอินเทอร์เน็ต เพราะหน่วยงานนี้สร้างรุ่นแรกของอินเทอร์เน็ต - ARPANET

การสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระดับโลก

แม้ Licklider ลาออกจาก ARPA ก่อน ARPANET กีบปี แนวคิดและวิสัยทัศน์ของเขาวางฐานและอิฐก้อนสร้างอินเทอร์เน็ต สิ่งที่กลายเป็นวันนี้เราอาจถือเป็นเรื่องปกติ

คอมพิวเตอร์สมัยนั้นไม่เหมือนตอนนี้ ใหญ่โตและแพงมาก ถูกมองว่าเป็นเครื่องคำนวณตัวเลข (Number-crunching) ส่วนใหญ่ และทำงานได้จำกัด

สมัยเมนเฟรม (Mainframe) แต่ละเครื่องรันงานเฉพาะงานเดียว ถ้าทดลองต้องการหลายงาน ต้องซื้อคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง = ฮาร์ดแวร์แพง

วิธีแก้? เชื่อมคอมพิวเตอร์หลายเครื่องบนเครือข่ายเดียวกัน และทำให้ระบบต่างๆ พูดภาษาเดียวกันเพื่อสื่อสาร

ไอเดียคอมพิวเตอร์หลายเครื่องต่อเครือข่ายไม่ใหม่ โครงสร้างพื้นฐานแบบนี้มีในทศวรรษ 1950 เรียกว่า WANs (Wide Area Networks)

แต่ WANs มีข้อจำกัดทางเทคโนโลยี มุ่ง محدودในพื้นที่เล็กและความสามารถ แต่ละเครื่องพูดภาษาตัวเอง ไม่สามารถสื่อสารกับเครื่องอื่นได้

ไอเดีย "เครือข่ายระดับโลก" ที่ Licklider เสนอและเผยแพร่ในต้นทศวรรษ 1960 น่าประทับใจ มันเกี่ยวกับวิสัยทัศน์ใหญ่ของเขา: สหพันธรัฐสมบูรณ์แบบระหว่างคอมพิวเตอร์และมนุษย์

เขาเชื่อว่าคอมพิวเตอร์จะเพิ่มคุณภาพชีวิต กำจัดงานซ้ำซ้อน ให้เวลามนุษย์คิดสร้างสรรค์ลึกซึ้ง และปล่อยจินตนาการ ไปได้ก็ต่อเมื่อระบบต่างๆ แพ้บาร์เรียร์ภาษาและรวมเป็นเครือข่ายกว้างขึ้น ไอเดีย "Networking" นี้คืออินเทอร์เน็ตที่เราใช้ จำเป็นต้องมีมาตรฐานร่วมเพื่อให้ระบบต่างๆ สื่อสารได้

การสร้างเครือข่ายสลับแพ็กเก็ตแบบกระจาย (Distributed Packet Switched Network)

จนถึงจุดนี้ (ปลายทศวรรษ 1960) ต้องการรันงานบนคอมพิวเตอร์ ส่งข้อมูลทางสายโทรศัพท์ด้วยวิธี "Circuit Switching"

วิธีนี้ใช้ได้กับโทรศัพท์ แต่ไม่ประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์และอินเทอร์เน็ต ส่งข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตเต็มๆ ไปเครื่องเดียวต่อครั้ง ข้อมูลมักหายและต้องเริ่มใหม่ ใช้เวลา ไม่มีประสิทธิภาพ แพง

สมัยสงครามเย็น อันตรายอีกด้วย การโจมตีระบบโทรศัพท์ทำลายระบบสื่อสารทั้งหมด

คำตอบคือ Packet Switching (การสลับแพ็กเก็ต)

วิธีง่ายและมีประสิทธิภาพ แทนที่ส่งข้อมูลเป็นสตรีมใหญ่ ตัดเป็นชิ้นเล็กๆ แบ่งเป็นบล็อก ส่งเร็วที่สุดในหลายเส้นทาง แต่ละแพ็กเก็ตเดินทางเองจนถึงปลายทาง แล้วประกอบรวมกลับ เพราะแต่ละแพ็กเก็ตมีข้อมูลผู้ส่ง ปลายทาง และเลขลำดับ

วิธีนี้ถูกวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน แนวคิดของ Paul Baran เกี่ยวกับเครือข่ายกระจายถูกนำไปใช้โดย ARPANET

Baran พยายามหาระบบสื่อสารรอดจากการโจมตี핵 อยากได้ระบบจัดการความล้มเหลวได้ เขาบทสรุปว่าเครือข่ายสร้างได้ 2 โครงสร้าง: Centralized และ Distributed

จากโครงสร้างได้ 3 ประเภทเครือข่าย: Centralized, Decentralized, Distributed เพียง Distributed เท่านั้นที่รอดจากการโจมตี

ถ้าส่วนหนึ่งของเครือข่ายแบบนี้ถูกทำลาย ส่วนอื่นยังทำงาน และงานย้ายไปส่วนอื่นได้

สมัยนั้นไม่ได้คิดถึงการขยายเครือข่ายเร็ว - ยังไม่จำเป็น แต่วันหลังการขยายตัวเริ่มขึ้น แนวคิดของ Baran นำหน้าเวลา วางฐานอินเทอร์เน็ตปัจจุบัน

เครือข่ายทดลองสลับแพ็กเก็ตสำเร็จ นำไปสู่สถาปัตยกรรม ARPANET แรกที่ใช้วิธีนี้

วิธีการสร้าง ARPANET

สิ่งที่เริ่มจากการตอบสนองภัยคุกคามสงครามเย็น กำลังกลายเป็นอย่างอื่น ต้นแบบอินเทอร์เน็ตแรกเริ่มจับรูป และเครือข่ายคอมพิวเตอร์แรกสร้างขึ้น: ARPANET

เป้าหมายตอนนี้คือการแชร์ทรัพยากร: ข้อมูล ผลการวิจัย แอปพลิเคชัน จะให้คนทุกที่ใช้พลังคอมพิวเตอร์แพงที่อยู่ไกล ได้เหมือนอยู่หน้าตา

จนถึงตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถใช้ทรัพยากรบนคอมพิวเตอร์ในสถานที่อื่นได้ แต่ละเมนเฟรมพูดภาษาตัวเอง ขาดการสื่อสารและไม่เข้ากันได้

เพื่อให้คอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพ ต้องพูดภาษาเดียวกันและเชื่อมเป็นเครือข่าย

วิธีแก้: สร้างเครือข่ายที่สร้างลิงก์การสื่อสารระหว่างเมนเฟรมซูเปอร์คอมพิวเตอร์หลายเครื่องที่ห่างกันไกล

เริ่มสร้างเครือข่ายสลับแพ็กเก็ตระดับประเทศทดลอง เชื่อมศูนย์ที่หน่วยงานและมหาวิทยาลัยดูแล

29 ตุลาคม 1969 คอมพิวเตอร์ต่างเครื่องเชื่อมต่อและสื่อสารครั้งแรก 'Node-to-node' จากเครื่องหนึ่งไปอีกเครื่อง ทดลองที่กำลังจะปฏิวัติการสื่อสาร

ข้อความแรกส่งจาก UCLA (Univ. California, Los Angeles) ไป SRI (Stanford Research Institute) เขียนแค่ "LO"

ตั้งใจจะพิมพ์ "LOGIN" แต่ระบบล่มต้องรีบูท แต่มันทำงาน! ขั้นแรกสำเร็จ บาร์เรียร์ภาษาถูกทำลาย

สิ้นสุด 1969 เชื่อมต่อ 4 โหนด: UCLA, SRI, UCSB (Univ. California Santa Barbara) และ Univ. of Utah

เครือข่ายเติบโตอย่างต่อเนื่อง มหาวิทยาลัยเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึง 1973 มีโหนดเชื่อมอังกฤษและนอร์เวย์ ARPANET เชื่อมศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยเข้าด้วยกัน

ความสำเร็จยิ่งใหญ่สมัยนั้น: วัฒนธรรมใหม่กำลังเกิด วัฒนธรรมแก้ปัญหาผ่านการแชร์และหาวิธีแก้ที่ดีที่สุดร่วมกันผ่านเครือข่าย

สมัยนั้นนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยถามทุกด้านของเครือข่าย - ด้านเทคนิคและจริยธรรม สภาพแวดล้อมยินดีต้อนรับทุกคน ไม่มีลำดับชั้น ทุกคนแสดงความคิดเห็นและร่วมมือแก้ปัญหาใหญ่ที่เกิดขึ้น

เราเห็นวัฒนธรรมนี้ต่อเนื่องมายังอินเทอร์เน็ตวันนี้ ผ่านฟอรัม โซเชียลมีเดีย คนถามตอบหรือร่วมมือแก้ปัญหาที่ส่งผลต่อภาวะมนุษย์

เวลาผ่านไป เครือข่ายสลับแพ็กเก็ตอิสระเพิ่มขึ้น ไม่เกี่ยวกับ ARPANET (ซึ่งมีระดับนานาชาติและคูณตัวในทศวรรษ 1970) ท้าทายใหม่

เครือข่ายเหล่านี้มีภาษาและมาตรฐานการถ่ายโอนข้อมูลตัวเอง ไม่สามารถรวมเข้ากับเครือข่ายใหญ่ อินเทอร์เน็ตที่เรารู้จักได้

การทำให้เครือข่ายต่างๆ คุยกัน - หรือ Internetworking ตามที่นักวิทยาศาสตร์เรียก - เป็นความท้าทาย

ความจำเป็นในมาตรฐานร่วม

ตอนนี้อุปกรณ์ของเราออกแบบมาเพื่อเชื่อมเครือข่ายโลกอัตโนมัติ แต่สมัยนั้นงานซับซ้อน

โครงสร้างพื้นฐานโลก เครือข่ายของเครือข่ายที่เรียกว่าอินเทอร์เน็ต พัฒนาบนโปรโตคอลที่ตกลงกัน ไปบนวิธีเครือข่ายสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูล

จากวันแรก ARPANET ยังขาดภาษาร่วมสำหรับคอมพิวเตอร์นอกเครือข่ายคุยกับในเครือข่าย แม้จะเป็นเครือข่ายสลับแพ็กเก็ตที่ปลอดภัยและน่าเชื่อถือ

เครือข่ายเริ่มต้นจะสื่อสารกันอย่างไร? ต้องขยายเครือข่ายมากขึ้น เพื่อวิสัยทัศน์ "เครือข่ายระดับโลก" กลายเป็นจริง

เพื่อสร้างเครือข่ายเปิดของเครือข่าย ต้องมีโปรโตคอลทั่วไป ชุดกฎ

กฎต้องเข้มพอสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลปลอดภ แต่คล่องพอรองรับทุกวิธีการถ่ายโอนข้อมูล

TCP/IP ช่วยแก้ปัญหา

Vint Cerf และ Bob Khan เริ่มทำงานออกแบบอินเทอร์เน็ต 1978 สร้าง Transmission Control Protocol และ Internet Protocol รู้จักว่า TCP/IP

กฎสำหรับการเชื่อมโยง:

• เครือข่ายอิสระไม่ต้องเปลี่ยนแปลง
• พยายามให้สื่อสารได้
• เครือข่ายภายในอยู่คู่กับเกตเวย์เชื่อมเครือข่าย งานคือแปลภาษาระหว่างเครือข่าย มีโปรโตคอลร่วมเดียวสำหรับนั้น
• ไม่มีการควบคุมกลาง ไม่มีคนหรือองค์กรใดควบคุม

Cerf อธิบาย:

หน้าที่ของ TCP คือรับสตรีมข้อความจาก HOST หนึ่ง และทำซ้ำสตรีมนั้นที่ HOST ปลายทางต่างประเทศโดยไม่เปลี่ยนแปลง

Internet Protocol (IP) ทำให้ค้นหาข้อมูลได้กลางเครื่องจำนวนมาก

ข้อมูลเดินทางอย่างไร?

แพ็กเก็ตเดินทางจากปลายทางหนึ่งไปอีกปลายทางอย่างไร? TCP/IP ทำหน้าที่อะไร ทำให้การเดินทางเป็นไปได้?

เมื่อผู้ใช้ส่ง/รับข้อมูล ขั้นแรก TCP บนเครื่องผู้ส่งตัดข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตและกระจาย แพ็กเก็ตเดินทางจากเราเตอร์ไปเราเตอร์ผ่านอินเทอร์เน็ต

ในระหว่างนั้น IP ควบคุมที่อยู่และส่งต่อแพ็กเก็ต สุดท้าย TCP ประกอบแพ็กเก็ตกลับสู่สภาพเดิม

อินเทอร์เน็ตต่อมาเป็นอย่างไร?

ตลอดทศวรรษ 1980 โปรโตคอลนี้ทดสอบอย่างละเอียดและนำไปใช้โดยหลายเครือข่าย อินเทอร์เน็ตเติบโตและขยายตัวเร็ว

เครือข่ายระดับโลกของเครือข่ายเชื่อมต่อกันเริ่มเกิดจริง ยังใช้โดยนักวิจัย นักวิทยาศาสตร์ และโปรแกรมเมอร์หลัก แลกเปลี่ยนข้อความข้อมูล สาธารณะไม่ค่อยรู้

แต่จะเปลี่ยนในปลายทศวรรษ 1980 เมื่ออินเทอร์เน็ต蛻變อีกครั้ง

เพราะ Tim Berners Lee นำเสนอ Web - วิธีที่เรารู้จักและใช้อินเทอร์เน็ตวันนี้

อินเทอร์เน็ตจากแค่ส่งข้อความระหว่างคอมพิวเตอร์ กลายเป็นวิธีเข้าถึงและใช้งานที่เข้าใจง่ายสำหรับคนทั่วไป เพื่อเรียกดูเว็บไซต์ที่เชื่อมต่อกัน Web สร้างบนอินเทอร์เน็ต อินเทอร์เน็ตคือกระดูกสันหลัง

หวังว่าบทความนี้ให้บริบทและอิทธิพลเข้าใจต้นกำเนิดกาแล็กซีข้อมูลที่เราใช้วันนี้ และหวังว่าคุณเพลิดเพลินเรียนรู้ว่ามันเริ่มอย่างไร และเส้นทางสู่อินเทอร์เน็ตวันนี้