O que é ARPANET? Definição, recursos e importância

A ARPANET foi a primeira rede operacional de computadores que se tornou a base da internet moderna.

  • A ARPANET é definida como a primeira rede de computadores que usou comutação de pacotes para conectar computadores geograficamente dispersos e lançou as bases para o desenvolvimento da Internet.
  • Foi desenvolvido pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (ARPA) no final dos anos 1960 e início dos anos 1970 para conectar computadores e pesquisadores em várias universidades e instituições de pesquisa.

Este artigo explica a história da ARPANET, seus recursos e sua importância no mundo tecnológico moderno.

O que é ARPANET?

A ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) foi a primeira rede de computadores que usou comutação de pacotes para conectar computadores geograficamente dispersos e lançou as bases para o desenvolvimento da Internet. Foi desenvolvido pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (ARPA) no final dos anos 1960 e início dos anos 1970 para conectar computadores e pesquisadores em várias universidades e instituições de pesquisa. O governo dos EUA financiou a ARPANET para criar um sistema de comunicação robusto, confiável e descentralizado que pudesse ser usado para fins militares e acadêmicos.

O desenvolvimento da ARPANET foi um esforço colaborativo entre vários pesquisadores e instituições. O conceito inicial da rede foi proposto em 1967 por Larry Roberts, pesquisador do Massachusetts Institute of Technology (MIT). A ARPA acabou assumindo o projeto, fornecendo o financiamento necessário para tornar a rede uma realidade.

O primeiro nó da ARPANET foi estabelecido na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA) em 1969. Nos anos seguintes, nós adicionais foram adicionados em várias universidades e instituições de pesquisa, incluindo o Stanford Research Institute (SRI), a Universidade de Utah e MIT. Em 1971, a rede acomodava 15 nós.

A ARPANET também foi o berço de muitas das tecnologias que agora são essenciais para a internet moderna. Por exemplo, a primeira mensagem de e-mail foi enviada pela ARPANET em 1971 e o primeiro sistema de bate-papo online foi desenvolvido na rede em 1973. Além disso, a ARPANET foi a primeira rede a usar o conjunto de protocolos TCP/IP, que ainda é usado hoje como o padrão para comunicação na Internet.

Arquitetura da ARPANET

A arquitetura da ARPANET foi projetada para ser um sistema de comunicação descentralizado e tolerante a falhas que pudesse conectar cada computador em uma rede sem precisar de conexões telefônicas dedicadas entre eles. Os dados eram transmitidos pela rede usando comutação de pacotes, um método que divide os dados em pequenos pacotes e os envia individualmente pela rede.

A rede foi construída usando uma estrutura hierárquica, com nós de backbone na parte superior e nós menores na parte inferior. Os nós do backbone eram responsáveis ​​por transportar a maioria do tráfego de rede e estavam geralmente localizados nas principais instituições de pesquisa e agências governamentais. Os nós menores estavam localizados em universidades e outras instituições de pesquisa e conectados aos nós do backbone.

Para garantir que a rede fosse tolerante a falhas, a ARPANET usou um algoritmo de roteamento distribuído que permitia que cada nó tomasse suas próprias decisões sobre o melhor caminho para os dados. Cada nodo era equipado com um computador de propósito especial chamado Interface Message Processor (IMP) responsável pelo roteamento de dados entre os nodos. Os IMPs se comunicavam usando um protocolo chamado Network Control Program (NCP), desenvolvido especificamente para a ARPANET.

Além da comutação de pacotes e do roteamento distribuído, a ARPANET introduziu vários outros conceitos-chave ainda em uso hoje. Esses incluem:

  • Comunicação host a host: a ARPANET foi a primeira rede a permitir a comunicação direta entre computadores, em vez de exigir que todo o tráfego passasse por um hub central.
  • Princípio de ponta a ponta: A ARPANET foi projetada para ser um sistema simples e robusto, com a maioria da inteligência e complexidade localizadas nos terminais (ou seja, os computadores individuais) em vez da própria rede.
  • Camadas de protocolo: A ARPANET foi a primeira rede a usar uma pilha de protocolos em camadas, com cada camada responsável por um aspecto diferente da comunicação de rede.
  • Conjunto de protocolos TCP/IP: A ARPANET foi a primeira rede a usar o conjunto de protocolos TCP/IP, que continua sendo um padrão indispensável de comunicação na Internet até hoje. Embora a ARPANET tenha sido desativada em 1990, seu legado arquitetônico continua a influenciar como projetamos e construímos redes de computadores hoje.

Características da ARPANET

A ARPANET tinha vários recursos importantes que a tornavam única e inovadora para a época. Aqui estão algumas das principais características da rede:

1. Comutação de pacotes

A ARPANET foi a primeira rede operacional de comutação de pacotes. Na comutação de pacotes, as informações são divididas em pequenos pacotes e enviadas separadamente pela rede. Esse método de comunicação permitia que vários computadores compartilhassem as mesmas linhas de comunicação, tornando a transmissão de dados mais rápida e eficiente.

Antes da comutação de pacotes, a maioria das redes de comunicação usava comutação de circuitos, exigindo que uma linha de comunicação dedicada fosse estabelecida entre dois dispositivos. A comutação de pacotes revolucionou as redes de comunicação e abriu caminho para o mundo habilitado para a Internet.

2. Arquitetura de rede descentralizada

A ARPANET usava uma arquitetura de rede descentralizada que permitia que cada computador da rede se comunicasse com vários outros. Isso tornou a rede mais resistente a falhas e permitiu que as informações fossem roteadas em áreas danificadas ou congestionadas. A arquitetura descentralizada da ARPANET foi alcançada usando roteadores, que foram usados ​​para direcionar pacotes de dados para seus destinos pretendidos. Os roteadores da ARPANET foram projetados para serem inteligentes e adaptáveis, o que tornou a rede mais flexível e capaz de lidar com uma ampla gama de condições de tráfego.

Hoje, as redes descentralizadas são usadas para vários fins, incluindo compartilhamento de arquivos, transações de criptomoeda e aplicativos distribuídos. Além disso, a tecnologia blockchain depende de um livro-razão descentralizado para registrar transações e manter o consenso em toda a rede. A arquitetura de rede descentralizada ganhou popularidade nos últimos anos devido ao seu potencial para maior segurança, privacidade e autonomia do que as redes centralizadas.

3. Compartilhamento de recursos

Um dos principais objetivos da ARPANET era permitir que os pesquisadores compartilhassem recursos como softwares, conjuntos de dados e poder de processamento. Isso foi conseguido desenvolvendo protocolos que permitiam aos usuários acessar recursos remotos como se fossem locais. Por exemplo, o protocolo Remote Job Entry (RJE) permitia que os usuários enviassem trabalhos para computadores remotos e recebessem os resultados de volta pela rede.

Hoje, o compartilhamento de recursos continua sendo um recurso essencial das redes e da Internet, com uma ampla gama de tecnologias e protocolos usados ​​para compartilhar recursos de computação, incluindo computação em nuvem, virtualização e sistemas de computação distribuídos.

4. E-mail

A ARPANET foi a primeira rede a oferecer suporte à comunicação por e-mail. A primeira mensagem de e-mail foi enviada em 1971 por Ray Tomlinson, um engenheiro de computação que trabalhava na rede na época. A comunicação por e-mail rapidamente se tornou um dos usos mais populares da ARPANET, permitindo que os pesquisadores se comuniquem com mais eficiência do que nunca. Os protocolos de e-mail desenvolvidos para a ARPANET abriram caminho para os sistemas de e-mail atuais.

Além do e-mail, a ARPANET ajudou a desenvolver novas tecnologias de segurança de rede, como firewalls, que ainda hoje são usados ​​para proteger redes contra acesso não autorizado e ataques cibernéticos.

5. Transferência de arquivos

A ARPANET também suportava protocolos de transferência de arquivos que permitiam aos usuários carregar e baixar arquivos de locais remotos. O File Transfer Protocol (FTP) foi desenvolvido para a ARPANET e permitia aos usuários transferir arquivos entre computadores remotos pela rede. O FTP rapidamente se tornou um dos usos mais populares da ARPANET, permitindo que os pesquisadores compartilhassem dados e colaborassem com mais eficiência.

6. Login remoto

A ARPANET permitia que os usuários fizessem login em computadores remotos e os usassem como se fossem máquinas físicas locais. Isso foi alcançado por meio do desenvolvimento de protocolos de login remoto, como o Telnet. Ele permitia aos usuários acessar computadores remotos e usá-los com facilidade. Este foi um avanço significativo para os pesquisadores que precisavam acessar computadores e recursos poderosos em locais remotos. Eventualmente, levou ao desenvolvimento de tecnologias de acesso remoto, como redes privadas virtuais (VPNs) e computação em nuvem.

7. Correção de erros

A correção de erros era um recurso crítico da ARPANET, garantindo que os dados transmitidos pela rede fossem recebidos corretamente e sem erros. A ARPANET usou uma técnica conhecida como Automatic Repeat reQuest (ARQ), que permitia a detecção e correção de erros na camada de enlace de dados do protocolo de rede.

Quando os dados eram transmitidos pela rede, eles eram divididos em pacotes, cada um com seu próprio cabeçalho contendo informações como o endereço de destino e o número de sequência. À medida que os pacotes eram recebidos no destino, eles eram verificados quanto a erros por meio de uma soma de verificação, que era gerada com base no conteúdo do pacote. Se um erro fosse detectado, o nó receptor solicitaria que o pacote fosse retransmitido e o remetente o reenviaria até que fosse recebido corretamente.

Esse processo de correção de erros foi fundamental para garantir que os dados fossem transmitidos com precisão e confiabilidade pela rede. Sem correção de erros, os dados transmitidos pela rede podem ser corrompidos ou perdidos, levando à perda de dados ou imprecisões nas informações transmitidas.

Hoje, a correção de erros continua a ser um recurso essencial dos protocolos de rede, e técnicas de correção de erros mais avançadas foram desenvolvidas para garantir a transmissão confiável de dados em redes de alta velocidade. Essas técnicas incluem Forward Error Correction (FEC), que adiciona dados redundantes aos pacotes transmitidos para permitir que o receptor detecte e corrija erros, e Automatic Repeat reQuest with Selective Repeat (ARQ-SR), que permite ao receptor solicitar a retransmissão apenas dos pacotes que foram recebidos com erros, em vez de todo o fluxo de pacotes.

8. Pesquisa e inovação

ARPANET foi um projeto de pesquisa projetado para ultrapassar os limites do que era possível com redes de computadores. Como resultado, fomentou uma cultura de inovação e experimentação que levou ao desenvolvimento de tecnologias que consideramos normais hoje, incluindo IoT, segurança cibernética, telemedicina, comércio eletrônico, mídia social, ferramentas de colaboração online, etc.

Importância da ARPANET

A ARPANET foi importante para diferentes esferas da vida de várias maneiras, permitindo inovação, colaboração e comunicação em escala global. Seu impacto no mundo foi abrangente e continua a moldar como vivemos e trabalhamos hoje. Proponho entendermos a importância da ARPANET em diferentes campos.

1. Ciência e pesquisa

A ARPANET permitiu que pesquisadores e cientistas colaborassem e compartilhassem dados, levando a avanços significativos em vários campos. Por exemplo, na década de 1970, os cientistas usaram a ARPANET para compartilhar dados e colaborar em projetos de pesquisa relacionados ao genoma humano. Essa colaboração levou ao desenvolvimento da primeira máquina automática de sequenciamento de DNA, que abriu caminho para a pesquisa genética moderna.

Além disso, na década de 1970, a ARPANET foi usada para conectar laboratórios espalhados geograficamente que trabalhavam no desenvolvimento do Large Hadron Collider (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo. O projeto LHC envolveu milhares de cientistas e engenheiros de mais de 100 países, que usaram a ARPANET para compartilhar dados e colaborar no projeto.

2. Educação

A ARPANET desempenhou um papel crítico no avanço da educação, permitindo o acesso remoto a recursos como supercomputadores, bancos de dados e outros instrumentos científicos. Por exemplo, na década de 1980, a ARPANET permitiu que pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, acessassem remotamente um supercomputador no ‘Lawrence Livermore National Laboratory’. Isso permitiu que os pesquisadores realizassem simulações e experimentos que seriam impossíveis sem a rede.

3. Negócios e comércio

A ARPANET impactou significativamente os negócios ao permitir o acesso remoto a recursos, tornando mais fácil para as empresas realizar pesquisas, compartilhar dados e colaborar com parceiros e clientes em diferentes locais. Na década de 1980, a IBM usou a ARPANET para desenvolver um sistema de pedidos remotos para os clientes. Esse sistema permitia que os clientes solicitassem produtos IBM de qualquer local com uma conexão ARPANET.

Além disso, na década de 1980, a ‘American Airlines’ usou a ARPANET para desenvolver um sistema de reservas que permitia aos clientes reservar voos de locais remotos. Este sistema foi o precursor dos modernos sistemas de reservas on-line usados ​​por companhias aéreas e outras empresas relacionadas a viagens.

4. Governo

A ARPANET teve um impacto quantificável no governo, permitindo acesso remoto a recursos e facilitando a comunicação entre diferentes agências e departamentos. Por exemplo, na década de 1980, o Departamento de Defesa dos EUA usou a ARPANET para desenvolver um sistema para compartilhar dados de satélite entre diferentes agências militares. Este sistema permitiu que os militares coordenassem e respondessem às ameaças de forma mais eficaz.

5. Vida social

A ARPANET revolucionou a vida social ao permitir que as pessoas se comuniquem em diferentes locais e fusos horários. Na década de 1970, a ARPANET permitiu que um grupo de entusiastas de computadores desenvolvesse um jogo multiusuário chamado ‘Maze War’. Este jogo permitiu que os jogadores se conectassem à ARPANET de diferentes locais e jogassem juntos em um ambiente virtual, abrindo caminho para jogos online modernos.

6. Saúde

A ARPANET impactou significativamente a saúde ao permitir o acesso remoto a recursos médicos, tornando mais fácil para médicos e pesquisadores colaborar e compartilhar dados. Na década de 1970, a ARPANET permitiu que médicos da Universidade de Pittsburgh acessassem remotamente registros médicos e imagens de um hospital em Maryland. Essa colaboração levou a avanços significativos na pesquisa médica e no atendimento ao paciente.

7. Defesa

A ARPANET desempenhou um papel vital no setor de defesa, permitindo comunicação segura e colaboração entre diferentes agências e departamentos militares. Na década de 1970, a ARPANET permitiu que os militares dos EUA desenvolvessem um sistema de mensagens seguro chamado ‘E-mail’ que poderia ser usado para comunicar informações confidenciais entre diferentes agências.

Conclusão

A ARPANET lançou as bases para um mundo conectado e seu legado continua a impulsionar o desenvolvimento de tecnologias que nos permitem estar mais conectados do que nunca. Seus blocos de construção, como comutação de pacotes, TCP/IP, e-mail e tecnologias de acesso remoto, permitiram comunicação e colaboração em tempo real, transmissão e armazenamento seguros de dados, acesso remoto e mobilidade e um terreno fértil para inovação.

Esses componentes da ARPANET continuarão a ser a força motriz por trás do desenvolvimento de novas tecnologias, como 5G, computação de borda, IoT e IA, que conectarão ainda mais pessoas, dispositivos e sistemas. Como resultado, teremos um mundo mais interconectado onde indivíduos, organizações e comunidades podem trabalhar juntos de forma integrada e eficiente, melhorando nossas vidas de inúmeras maneiras.

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