第4部：ARPANETからインターネットへ

第4部: インターネットの歴史 - ARPANETからインターネットへ

第14章：Ethernetの誕生: ALOHAnetのヒントとロバート・メトカーフの高速有線

1973年、サーフとカーンがインターネットワーキングの概念について共同研究を始めた頃、 ゼロックスパロアルト研究所(PARC)のロバート・メトカーフは新しい種類のネットワーク基盤を発明していた。 短距離ネットワーク、 またはローカルエリアネットワークと呼ばれるメトカーフのネットワークは、 異なる都市にあるコンピューターではなく、 異なる部屋にあるコンピューターを接続するネットワークだった。

そして1972年、 PARCでDARPA関連の業務に携わっていたメトカーフは、 友人のスティーブ・クロッカーのワシントンの自宅に滞在した。スティーブ・クロッカーは、 ハワイ大学のALOHAnetの主任設計者ノーマン・エイブラムソンの訪問を受けたばかりだった。メトカーフの訪問の夜、スティーブ・クロッカーはエイブラムソンのALOHAnetに関する論文の1つを部屋の外に置いていった。メトカーフはそれを拾い、寝る前に読んだ。その論文のせいで彼は夜中眠れなかった。メトカーフがノーマン・エイブラムソンの論文と偶然出会ったことで、彼の人生は大きく変わった。

メトカーフは、ALOHAnetの新しいモデルを作ることになった。

彼はハワイ大学への旅費を援助してもらい、1か月滞在した。 帰国前にALOHAnetの詳細な分析を論文に記載した。メトカーフのアイデアはハワイのシステムとはいくつかの点で異なっていた。

まず、彼のネットワークはALOHAnetより1000倍高速だった。 衝突検出機能(複数のデバイスが同時にデータを送信した結果、 データが衝突して破損するのを検出する仕組み)も備えていた。 おそらく最も重要なのは、メトカーフのネットワークは有線接続であり、 無線ではなく、異なる部屋や建物群にあるコンピューターを接続するケーブルで動作することだった。

ロバート・メトカーフとバトラー・ランプソンは、 ゼロックスの研究者デビッド・ボッグスとチャック・サッカーとともに、 ゼロックスPARCのロバート・テイラーの研究室で最初のAlto ALOHAnetを構築した。

1973年5月、メトカーフは、 19世紀の物理学者が光の伝播を説明するために提唱した仮想的な媒体「エーテル（ether）」を思い起こさせる名前を提案し、 このシステムをEthernetと名付けた。

第15章：開かれたネットワークの台頭：ARPANETからCSNET、NSFNETへ

1970年代半ば、 かつてのARPAに似た役割を果たす組織は国立科学財団（NSF）だけだった。 NSFは1950年に設立され、 基礎研究への資金提供や科学教育の強化を通じて、 科学技術の進歩を推進していた。DARPAが研究基盤や新技術を開発してきた一方で、 NSFはそれらをより広範なコミュニティへ普及させる役割を担った。

1979年当時、 全国の大学には約120のコンピュータサイエンス学部が存在していた。 しかし、ARPANETに接続されていた61のサイトのうち、 大学に設置されていたのはわずか15サイトに過ぎなかった。

1979年5月、 ウィスコンシン大学のコンピュータサイエンス学部長ラリー・ランドウェーバーは、 6つの大学の代表者をマディソンに招き、 CSNETと呼ばれる新しいコンピュータサイエンス研究ネットワークの構築について議論した。DARPAは資金援助はできなかったが、会議にボブ・カーンを顧問として派遣した。

1980年の夏、ランドウェーバーの委員会は、 最小規模の研究室でも手頃な価格で利用できるよう、 CSNETのアーキテクチャを調整する方法を提案した。

新しい提案では、NSFは5年間の立ち上げ期間のみCSNETをサポートし、 その後はユーザー料金で全額を賄うことになっていた。

1983年6月までに、70を超えるサイトが接続された。
1986年、NSFの5年間の支援期間が終了した時点で、 国内のほぼすべてのコンピュータサイエンス部門と、 多くの民間のコンピュータ研究拠点がネットワークに接続されていた。 ネットワークは財政的に安定し、自立していた。

1980年代半ば、CSNETの成功に続き、さらに多くのネットワークが登場し始めた。

その一つが BITNET（Because It's Time Network）で、 IBMシステム間の協力ネットワークとして設立された。 もう一つはUUCP（Unix-to-Unix Copy Program）で、 ベル研究所によってファイル転送とリモートコマンド実行のために構築された。 USENETは、 1980年にノースカロライナ大学とデューク大学の2台のマシン間の通信手段として始まり、 UUCPを利用した分散型ニュースネットワークへと発展した。 また、 NASAにはSpace Physics Analysis Network (SPAN) と呼ばれる独自のネットワークが存在していた。

これらの成長を続けるネットワーク群は、TCP/IPプロトコルを使って通信できたため、 次第に「インターネットプロトコル」という名称の一部から「インターネット」と呼ばれるようになった。

同じ頃、 民間企業や研究機関もTCP/IPを活用したネットワークの構築を進めており、 それに伴いルーター市場が形成された。

ゲートウェイは、ARPANETで使用されたIMP（Interface Message Processor）を進化させたもので、 異なるネットワーク間をつなぐ役割を果たしていた。 一方、ルーターはゲートウェイをさらに標準化し、 大量生産可能にした装置であった。 これにより、 ローカルエリアネットワーク（LAN）がARPANETやその他の広域ネットワークと簡単に接続できるようになった。

1980年代半ばには、 ヨーロッパでもいくつかの学術研究ネットワークが誕生し、 カナダではCDNetが構築された。 これらのネットワークは次第に、 米国政府が支援するインターネットへの接続ゲートウェイを構築するようになり、 国境を越えた通信が進展した。 こうしてインターネットは、 世界中のTCP/IPネットワークが相互接続された緩やかなマトリックスを意味するようになっていった。

この頃、 NSF（米国国立科学財団）の支援を受ける研究者たち（コンピュータ科学者に限らず、海洋学者、天文学者、化学者など）は、 ネットワークへのアクセスが研究の競争力において極めて重要であると認識していた。 しかし、大学のコンピュータサイエンス部門を中心に運用されていたCSNETだけでは、 あらゆる研究分野の需要を満たすには不十分だった。 それでも、CSNETはNSFが達成した重要な成果であり、 後に全国規模のネットワークであるNSFNETへと発展するための土台を築いた。

1985年、NSF（米国国立科学財団）は、米国各地に以下の5つのスーパーコンピュータセンターを設立した。 これらのセンターは、高性能計算リソースを提供し、科学研究を支える重要な拠点となった。

カリフォルニア大学サンディエゴ校にはサンディエゴスーパーコンピュータセンター（SDSC）が設置され、 イリノイ大学アーバナシャンペーン校にはNCSA（National Center for Supercomputing Applications）が設立された。 このNCSAは、後に初期のウェブブラウザ「Mosaic」を開発することでも知られる。 さらに、ニューヨーク州のコーネル大学にはコーネル大学理論センター（CTC）が設置され、 カーネギーメロン大学とピッツバーグ大学が共同運営するピッツバーグスーパーコンピュータセンター（PSC）も設立された。 また、ジョージア大学には、南部地域の研究者に高性能計算を提供するスーパーコンピュータセンターが設置された。

これらのスーパーコンピュータセンターを効率的に相互接続するため、 NSFは「NSFNET」と呼ばれる全国規模のバックボーン（中核となる）ネットワークの構築を決定した。NSFNETは、スーパーコンピュータセンター間の接続だけでなく、 地域ネットワークや学術機関がアクセスできる仕組みを備えていた。 また、地理的に近い学術機関が独自のコミュニティネットワークを構築し、 それをNSFNETに接続する形で全国規模のネットワークが形成されていった。

第16章：拡大の時代におけるSMTPとDNS

1980年代初頭、ネットワークにおける大きな改革は、TCP/IPの導入だけにとどまらなかった。 それまでARPANETで使用されていたすべての電子メールプログラムは、 メールの送受信にファイル転送プロトコル（FTP）を利用していたが、TCP/IPの導入に伴うネットワークの再編成により、 新しいプロトコルの導入が求められるようになった。

ISI（南カリフォルニア大学情報科学研究所）のジョン・ポステルとその同僚たちは、 電子メールのための新しい標準プロトコルを設計し、 これを「シンプルメール転送プロトコル（SMTP）」と名付けた。 SMTPは、それまでの慣例を整理しつつ、新しい制御機能をいくつか追加することで、 より効率的なメール転送を可能にした。

一方で、ネットワークの拡大に伴い、新たな問題も発生していた。 BBNのプログラマーであるクレイグ・パートリッジは、 「ホストが2,000台に達したとき、問題が本格化した」と回想している。 それまで大型メインフレームが中心だった環境が、 突然、膨大な数の小規模なマシンで溢れるようになった。 どのホストがどこにあるのかを一意に識別する仕組みの必要性が高まった。

この課題に対処するため、ジョン・ポステル、ポール・モカペリトス（ISI）、 およびクレイグ・パートリッジ（BBN）を中心とするグループが、 ドメインネームシステム（DNS）と呼ばれる実用的なスキームを考案した。 彼らは3か月をかけて詳細な設計を行い、 1983年11月にDNSを定義した2つのRFCを発表した。

DNSは、ネットワークのアドレス指定方法に革命的な変化をもたらした。 その仕組みは「木の枝分かれ」に例えられる階層構造で、 各アドレスは幹から枝、そして葉へと展開し、 ネットワークアドレスを段階的に具体化していく情報を持つ。 しかし、この階層の順序、 つまりどの情報を先頭に持ってくるかについての議論が巻き起こった。 ポステルらは、特定のアドレスから一般的なアドレスへと割り当てる方式を採用したが、 ドメイン名そのものについての議論も続き、実装が約1年遅れる結果となった。

最終的に、委員会は7つのトップレベルドメイン（TLD）を設定することで合意した。 これらは、 edu（教育機関）、 com（商業組織）、 gov（政府機関）、 mil（軍事機関）、 net（ネットワークプロバイダ）、 org（非営利組織）、 int（国際機関）であった。

DARPAは1985年、DNSの採用を促すため、関係者に強い働きかけを行い、DNSの普及が本格化した。

第17章：ARPANETの終焉：NSFNETからインターネットへ

この頃には、事実上すべてのネットワークがTCP/IPを使用していた。

ヨーロッパでもTCP/IPを基盤としたインフラが急速に広がり、 その重要性は増す一方だった。

1980年代後半、インターネットはもはやARPANETを中心とする星型の構造ではなく、ARPANET自体と同じようにメッシュ型へと進化していた。NSFNETは、CSNETが実現できなかったネットワークの民主化を進め、 急速にインターネットのバックボーンとしての役割を担うようになった。NSFNETは、ARPANET回線の25倍以上の速度で動作し、 ユーザーはARPANETに接続するかNSFNETに接続するかを選択できるようになった。 多くの人が後者を選んだのは、速度だけでなく接続がはるかに簡単だったためである。

1990年代が近づくにつれ、NSFNETを介して相互接続されたコンピュータの数は、ARPANETを介したものをはるかに上回った。ARPANETは数多くのARPAインターネットネットワークのひとつに過ぎなくなり、 その進化の遅さが目立つ「恐竜」のような存在となっていた。

一方で、DARPA（旧ARPA）の運営者たちは、ネットワークへの関心を失いつつあった。 さらにロナルド・レーガン大統領のスターウォーズ計画（戦略防衛構想）に注力していたため、ARPANETはその重要性を失いつつあった。

こうして、DARPAの経営陣はARPANETの閉鎖を決断し、 その任務はマーク・プーレンに託された。

プーレンは、ARPANETのサイトを次々とNSFNETバックボーンに移行させ、 残っていたIMP（Interface Message Processor）とTIP（Terminal Interface Processor）を1台ずつオフにしていった。IMPは電源を切られ、ケーブルを外され出荷され、ARPANETの痕跡は消え去った。 1989年末、ARPANETはついにその役割を終えた。

ARPANETが消滅した後、NSFNETとそこから生まれた地域ネットワークがインターネットの主要なバックボーンとなった。 こうして、ARPANETは歴史の中に姿を消し、 その技術と理念はNSFNETやその後のインターネットへと引き継がれていった。