Najważniejsze wyróżnienie świata informatyki dla twórcy Ethernetu
Trudno uniknąć gorzkiego tonu, relacjonując fakt, że wynalazca, który wyprzedził epokę, został ze swe fundamentalne dla dzisiejszego kształtu naszej cywilizacji osiągnięcie doceniony Nagrodą Turinga z tak dużym opóźnieniem. Robert Metcalfe powinien otrzymać to najwyższe w dziedzinie nauk komputerowych wyróżnienie, przyznawane przez Stowarzyszenie dla Maszyn Liczących (Association for Computing Machinery – ACM), już lata temu. Być może wybrzmiewają tu echa klątwy patrona nagrody, genialnego Alana Turinga, który za życia, miast cieszyć się należnym uznaniem, był prześladowany i poniżany.
Bob Metcalfe wynalazł Ethernet – standard łączenia komputerów w lokalną sieć. Mimo że technologia ta została opracowana 50 lat temu, pozostaje głównym sposobem spinania komputerów i miliardów innych urządzeń między sobą oraz z Internetem.
Metcalfe antycypuje nadejście Wi-Fi
Urodzony w 1946 roku w Nowym Jorku, na Brooklynie, Bob Metcalfe miał ambicję stworzenia sieci komputerowej już w czasie studiów na Massachusetts Institute of Technology (MIT). Gdy kontynuował naukę na Uniwersytecie Harvarda, amerykański Departament Obrony właśnie inwestował w ARPANET (The Advanced Research Projects Agency Network) – sieć, z której narodzić się miał Internet. Metcalfe miał ambicję podłączyć do ARPANETu komputer Harvardu, ale władze uczelni odprawiły go z kwitkiem.
Analogiczną ofertę złożył zatem włodarzom MIT, gdzie został zatrudniony na stanowisku badawczym. Zbudował interfejs pozwalający na połączenie komputera MIT z ARPANETem, ale gdy w 1972 r. przedłożył opisującą tę pracę rozprawę komisji egzaminacyjnej Uniwersytetu Harvarda, nie był w stanie jej obronić. Członkowie komisji uznali temat za niedostatecznie teoretyczny.
Rok później spróbował zrobić to samo już jako pracownik ośrodka badawczego Xerox PARC w Palo Alto. Skonstruował interfejs łączący firmowy komputer PARC z ARPANETem. Później zbudował pierwszą sieć Ethernet – opartą na idei węzłów podłączonych do wspólnego medium, porozumiewających się zgodnie ze specjalnym protokołem – integrującą kilka komputerów osobistych w obrębie budynku firmy. Przesyłający dane w tempie 2,94 megabitów na sekundę, Ethernet był około 10 tys. razy szybszy niż dotychczasowe sieci, które miał zastąpić. Metcalfe wykorzystał wtedy do transferu danych kabel koaksjalny, ale w opisie technologii przewidywał już „komunikację przez eter”, czyli bezprzewodową – stąd nazwa Ethernet.
Protokół eliminuje kolizje pakietów
Ta koncepcja nie wzięła się znikąd. Metcalfe wykorzystał doświadczenia zebrane przez Normana Abramsona, profesora Uniwersytetu Hawajskiego, który w 1972 r. stworzył bezprzewodową sieć ALOHAnet łączącą komputery rozsiane na czterech wyspach. ALOHAnet – tak jak ARPANET – przesyłała dane w małych pakietach. Nie robiła jednak nic, by zapobiec kolizjom danych, gdy dwa komputery jednocześnie próbowały przesłać coś sobie nawzajem. Gdy dochodziło do takich zderzeń, po jakimś czasie, w losowych interwałach, sieć podejmowała kolejną próbę transferu. Sprawdzało się to w małej strukturze o niewielkim natężeniu ruchu, ale nie miało prawa działać w dużej, jaką miał się stać Ethernet.
Metcalfe wymyślił więc inny schemat działania. W jego modelu użytkownicy ustalaliby średni czas między próbami transmisji w zależności od częstotliwości kolizji: szybciej próbowaliby ponownie, gdyby były rzadkie, i czekaliby cierpliwie, gdyby sieć była zatłoczona.
Co ciekawe, Bob Metcalfe opracował tę regułę z myślą o usatysfakcjonowaniu komisji egzaminacyjnej na Harvardzie, która wcześniej zarzuciła mu zbyt mało teoretyczny temat pracy. Za drugim razem się udało, zdał. I uświadomił sobie, że może wykorzystać swe ustalenia w praktyce.
Ktoś mógłby się zżymać, że tworząc nazwę Ethernet – powstałą z uproszczenia pierwotnie wymyślonej przez Metcalfe’a nazwy Ether Network – wynalazca wskrzesił z martwych słusznie pogrzebaną koncepcję eteru jako niewidzialnego ośrodka, w którym rozchodzą się fale elektromagnetyczne. Nie potrafił się oprzeć chwytliwości owej nazwy. Jak wyznał: „Termin był do wzięcia, więc go wzięliśmy”.
Ethernet się nie starzeje
Mimo półwiecza na karku, technologia Ethernetu – wciąż sukcesywnie rozwijana – nadal króluje na światowym rynku przewodowej komunikacji sieciowej, oferując szybkość transmisji danych od 10 Mb/s do 400 Gb/s, z perspektywami na transfery o przepustowości sięgającej nawet 800 Gb/s i 1,6 Tb/s. Ethernet to także gigantyczny biznes. Przychody ze sprzedaży samych tylko przełączników sieciowych przekroczyły 30 mld dolarów w 2021 roku (dane za International Data Corporation).
Czy zatem Bob Metcalfe ma jakikolwiek powód, by być niezadowolonym z rozwoju Ethernetu? Owszem, jedna rzecz go gryzie. Nie może pogodzić się z tym, że nie nazywa się już dziś technologii Wi-Fi jej pierwotną nazwą: Wireless Ethernet.
Bob Metcalfe odbierze Nagrodę Turinga podczas corocznego bankietu ACM, który odbędzie się 10 czerwca 2023 r. w Palace Hotel w San Francisco.
Nagroda Turinga przyznawana jest przez ACM od 1966 roku. Towarzyszy jej premia pieniężna. Pierwotnie wynosiła 25 tys. dol., ufundowane przez ACM. Od 2014 roku laureat otrzymuje milion dolarów, ufundowany przez Google.