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O que é ARPANET? Definição, Características e Importância

A história da Internet é repleta de marcos importantes, mas poucos são tão significativos quanto a criação da ARPANET. Essa rede de computadores descentralizada, desenvolvida pela ARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada) em 1969, foi o precursor da Internet moderna. Ao longo dos anos, a ARPANET desempenhou um papel fundamental na evolução das tecnologias de rede e na forma como nos comunicamos e compartilhamos informações.

Os Primeiros Passos

A ARPANET nasceu da necessidade de uma comunicação robusta e resiliente durante a Guerra Fria. Em 1957, os Estados Unidos e a União Soviética estavam em uma corrida tecnológica e militar, e a segurança das comunicações se tornou uma preocupação crucial. Foi nesse contexto que a ARPA (Advanced Research Projects Agency) uma agência de pesquisa do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (hoje chamada DARPA), decidiu criar uma rede de computadores capaz de resistir a possíveis ataques nucleares.

Em 1966, a ARPA contratou a Bolt, Beranek and Newman Inc. (BBN) para realizar um estudo de viabilidade de uma rede de comunicações robusta. Esse estudo culminou no desenvolvimento da ARPANET, que conectaria os principais centros de pesquisa do país.

Antes mesmo do desenvolvimento da ARPANET, a concepção de uma rede de computadores interconectados já estava presente. O cientista da computação Joseph Carl Licklider, em 1963, foi um dos pioneiros a elaborar essa ideia, o que, consequentemente, resultou em sua contratação pela ARPA, porém Joseph deixou a agência antes mesmo de ser colocado no projeto.

Num contexto mais amplo, as bases do design da rede foram elaboradas por um coletivo de cinco cientistas, composto por Leonard Kleinrock, Paul Baran, Donald Davies e Lawrence “Larry” Roberts. Contudo, é importante ressaltar que o projeto não se limitou a esses nomes, pois Robert Kahn e Vint Cerf desempenharam um papel crucial na definição dos protocolos de comunicação entre computadores TCP/IP, incorporando influências provenientes do trabalho do francês Louis Pouzin.

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

Em 29 de outubro de 1969, um marco importante na história da ARPANET ocorreu. Charley Klime, um estudante da UCLA (Universidade da Califórnia, Los Angeles) sentou-se em um terminal de computador e digitou o comando “Log in” destinado a outro computador no Stanford Research Institute, localizado a cerca de 560 quilômetros de distância. Não deu muito certo, o sistema de Stanford travou após receber as duas primeiras letras, mas esse simples comando estabeleceu a primeira conexão da ARPANET, marcando o nascimento de uma revolução na forma como a humanidade se comunica e compartilha informações.

Mapa de rede 1973
mapa de rede 1984
Comparação entre mapas de 1973 e 1984, respectivamente. Em uma década a ARPANET expandiu expressivamente.

Arquitetura da ARPANET

A arquitetura da ARPANET foi concebida como um sistema de comunicação descentralizado e resistente a falhas, capaz de conectar cada computador em uma rede sem a necessidade de conexões telefônicas dedicadas entre eles. Os dados eram transmitidos pela rede utilizando a comutação de pacotes, um método que divide os dados em pequenos pacotes e os envia individualmente pela rede.

A rede foi construída seguindo uma estrutura hierárquica, com nós de backbone na parte superior e nós inferiores menores. Os nós de backbone eram responsáveis por transportar a maior parte do tráfego da rede e geralmente estavam localizados em instituições de pesquisa e agências governamentais de destaque. Os nós menores estavam situados em universidades e outras instituições de pesquisa, conectados aos nós do backbone.

Para garantir que a rede fosse resiliente a falhas, a ARPANET utilizou um algoritmo de encaminhamento distribuído que permitiu que cada nó tomasse suas próprias decisões sobre a melhor rota a ser seguida pelos dados. Cada nó era equipado com um computador especializado chamado Interface Message Processor (IMP), responsável pelo encaminhamento de dados entre os nós. Os IMPs se comunicavam entre si utilizando um protocolo chamado Network Control Program (NCP), que foi desenvolvido especificamente para a ARPANET.

Além da comutação de pacotes e do encaminhamento distribuído, a ARPANET introduziu vários outros conceitos-chave que ainda são utilizados hoje. Esses incluem:

  1. Comunicação de Hospedeiro para Hospedeiro: 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.
  2. Princípio de Ponta a Ponta: A ARPANET foi projetada para ser um sistema simples e robusto, com a maior parte da inteligência e complexidade localizadas nos terminais (ou seja, nos computadores individuais) e não na própria rede.
  3. Camadas de Protocolo: A ARPANET foi a primeira rede a utilizar uma pilha de protocolos em camadas, sendo cada camada responsável por um aspecto diferente da comunicação da rede.
  4. Conjunto de Protocolos TCP/IP: A ARPANET foi a primeira rede a utilizar o conjunto de protocolos TCP/IP, que continua sendo um padrão indispensável para a comunicação pela Internet até os dias de hoje.
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Características da ARPANET

A ARPANET possuía várias características-chave que a tornaram 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 a utilizar comutação de pacotes. Na comutação de pacotes, as informações são divididas em pequenos pacotes e enviadas separadamente pela rede. Esse método de comunicação permitiu 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 utilizava comutação de circuitos, que exigia uma linha de comunicação dedicada entre dois dispositivos. A comutação de pacotes revolucionou as redes de comunicação e abriu caminho para o mundo conectado à internet que conhecemos hoje.

2. Arquitetura de rede descentralizada

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

Hoje, redes descentralizadas são usadas para diversos propósitos, incluindo compartilhamento de arquivos, transações de criptomoedas 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 oferecer maior segurança, privacidade e autonomia em comparação com redes centralizadas.

3. Compartilhamento de recursos

Um dos principais objetivos da ARPANET era permitir que pesquisadores compartilhassem recursos, como programas de computador, conjuntos de dados e capacidade de processamento. Isso foi alcançado por meio do desenvolvimento de protocolos que permitiam que os usuários acessassem recursos remotos como se estivessem 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 uma característica essencial das redes e da internet, com uma ampla variedade de tecnologias e protocolos usados para compartilhar recursos computacionais, incluindo computação em nuvem, virtualização e sistemas de computação distribuída.

4. Email

A ARPANET foi a primeira rede a suportar comunicação por email. A primeira mensagem de email 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 comunicassem de forma mais eficiente do que nunca. Os protocolos de email desenvolvidos para a ARPANET abriram caminho para os sistemas de e-mail utilizados hoje em dia.

Além do email, a ARPANET ajudou a desenvolver novas tecnologias de segurança de rede, como firewalls, que ainda são usados atualmente 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 que os usuários enviassem e recebessem arquivos de localizações remotas. O File Transfer Protocol (FTP) foi desenvolvido para a ARPANET e permitia que os usuários transferissem 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 colaborarem de forma mais eficaz.

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 que os usuários acessassem computadores remotos e os usassem com facilidade. Esse foi um avanço significativo para os pesquisadores que precisavam acessar computadores poderosos e recursos em locais remotos. Isso 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 uma característica fundamental da ARPANET, garantindo que os dados transmitidos pela rede fossem recebidos corretamente e sem erros. A ARPANET utilizava uma técnica conhecida como Automatic Repeat reQuest (ARQ), que possibilita 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 usando um checksum, que era gerado com base no conteúdo do pacote. Se um erro fosse detectado, o nó receptor solicitava a retransmissão do pacote e o remetente o reenviava até que fosse recebido corretamente.

Esse processo de correção de erros era fundamental para garantir que os dados fossem transmitidos com precisão e confiabilidade pela rede. Sem a correção de erros, os dados transmitidos pela rede poderiam ser corrompidos ou perdidos, resultando em perda de dados ou imprecisões nas informações transmitidas.

8. Pesquisa e inovação

A ARPANET foi um projeto de pesquisa projetado para ampliar os limites do que era possível com redes de computadores. Como resultado, ela estimulou uma cultura de inovação e experimentação que levou ao desenvolvimento de tecnologias que hoje são consideradas como algo comum, como IoT, segurança cibernética, telemedicina, comércio eletrônico, mídias sociais, ferramentas de colaboração online, etc.

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

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Importância da ARPANET

A ARPANET foi importante para diferentes áreas da vida de diversas maneiras, possibilitando inovação, colaboração e comunicação em escala global. Seu impacto no mundo foi amplo e continua a moldar como vivemos e trabalhamos hoje em dia. Vamos entender a importância da ARPANET em diferentes campos.

1. Ciência e pesquisa

A ARPANET permitiu que pesquisadores e cientistas colaborassem e compartilhassem dados, resultando em avanços significativos em várias áreas. Por exemplo, na década de 1970, cientistas utilizaram a ARPANET para compartilhar dados e colaborar em projetos de pesquisa relacionados ao genoma humano. Essa colaboração levou ao desenvolvimento da primeira máquina de sequenciamento de DNA automatizada, abrindo caminho para a pesquisa genética moderna.

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

2. Educação

A ARPANET desempenhou um papel fundamental no avanço da educação, permitindo 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, Berkeley, acessassem remotamente um supercomputador do ‘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 teve um impacto significativo nos negócios, permitindo acesso remoto a recursos e facilitando a pesquisa, compartilhamento de dados e colaboração com parceiros e clientes em diferentes locais. Na década de 1980, a IBM utilizou a ARPANET para desenvolver um sistema de pedidos remotos para clientes. Esse sistema permitia que os clientes fizessem pedidos de produtos IBM de qualquer local com conexão à ARPANET.

Além disso, na década de 1980, a American Airlines utilizou a ARPANET para desenvolver um sistema de reserva que permitia que os clientes reservassem voos de locais remotos. Esse sistema foi precursor dos sistemas de reserva online utilizados por companhias aéreas e outros negócios relacionados a viagens.

4. Governo

A ARPANET teve um impacto mensurável no governo, possibilitando acesso remoto a recursos e facilitando a comunicação entre diferentes agências e departamentos. Por exemplo, na década de 1980, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos utilizou a ARPANET para desenvolver um sistema para compartilhar dados de satélite entre diferentes agências militares. Esse sistema permitiu que as forças militares coordenassem e respondessem a ameaças de forma mais eficiente.

5. Vida social

A ARPANET revolucionou a vida social, permitindo que as pessoas se comuniquem umas com as outras em diferentes locais e fusos horários. Na década de 1970, a ARPANET permitiu que um grupo de entusiastas de computadores desenvolvesse um jogo multiplayer chamado “Maze War”. Esse jogo permitia que os jogadores se conectassem à ARPANET de diferentes locais e jogassem juntos em um ambiente virtual, abrindo caminho para os jogos online modernos.

6. Saúde

A ARPANET teve um impacto significativo na área da saúde, permitindo acesso remoto a recursos médicos e facilitando a colaboração e o compartilhamento de dados entre médicos e pesquisadores. 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 resultou em avanços significativos na pesquisa médica e no cuidado com os pacientes.

7. Defesa

A ARPANET desempenhou um papel vital no setor de defesa, possibilitando comunicação e colaboração seguras entre diferentes agências e departamentos militares. Na década de 1970, a ARPANET permitiu que o exército dos Estados Unidos desenvolvesse um sistema de mensagens seguro chamado “E-mail”, que poderia ser usado para comunicar informações sensíveis entre diferentes agências.

Conclusão

Em resumo, a ARPANET estabeleceu as bases para um mundo conectado, e seu legado continua impulsionando o desenvolvimento de tecnologias que nos permitem estar mais conectados do que nunca. Seus blocos de construção, como comutação de pacotes, TCP/IP, email e tecnologias de acesso remoto, possibilitaram a comunicação e a colaboração em tempo real, a transmissão e o armazenamento seguro de dados, o acesso remoto e a mobilidade, além de fornecer um terreno fértil para a inovação.

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

Referências:

Definição:

https://developer.mozilla.org/pt-BR/docs/Glossary/Arpanet

https://pt.wikipedia.org/wiki/ARPANET

Livros:

https://books.google.co.uk/books?id=NZ3ktyGA0rwC

https://books.google.co.uk/books?id=QgI1_r61JFQC

Artigos:

https://web.archive.org/web/20130901092641/http://www.cs.utexas.edu/users/chris/think/Cyclades/index.shtml

https://www.walden-family.com/public/1970-imp-afips.pdf

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