Дональд Дэвис

Дональд Дэвис (англ. Donald Davies; 7 июня 1924, Треорки, Уэльс — 28 мая 2000, Эшфорд, Англия) — британский учёный в области вычислительной техники, один из пионеров компьютерных сетей. Наиболее известен как независимый разработчик концепции коммутации пакетов (packet switching), которая легла в основу современного Интернета. Внёс значительный вклад в развитие компьютерной архитектуры, операционных систем и криптографии.

Биография

Ранние годы и образование

Дональд Уоттс Дэвис родился 7 июня 1924 года в шахтёрском посёлке Треорки в Уэльсе. Его отец, горный инженер, умер, когда мальчику было шесть лет. Мать, учительница, поощряла интерес сына к науке. Дэвис получил начальное образование в школе в Порт-Толботе, а затем выиграл стипендию для обучения в Имперском колледже Лондона, который окончил в 1943 году с отличием по физике.

Работа в Национальной физической лаборатории

В 1947 году Дэвис присоединился к Национальной физической лаборатории (NPL) в Теддингтоне, где работал под руководством Алана Тьюринга над проектом Automatic Computing Engine (ACE) — одним из первых проектов по созданию программируемого компьютера с хранимой программой. После ухода Тьюринга из NPL в 1948 году Дэвис возглавил группу, завершившую разработку Pilot ACE — уменьшенной версии машины. Pilot ACE стал одним из первых действующих компьютеров в Великобритании и использовался для научных расчётов до 1958 года.

В 1950-х годах Дэвис занимался разработкой архитектуры компьютеров, в частности, создал машину DEUCE (Digital Electronic Universal Computing Engine), коммерческую версию Pilot ACE, выпускавшуюся компанией English Electric. Он также внёс вклад в теорию операционных систем, предложив концепцию многозадачности и виртуальной памяти.

Разработка концепции коммутации пакетов

В 1965 году, столкнувшись с проблемами организации эффективной связи между компьютерами в рамках проекта по созданию национальной сети, Дэвис пришёл к идее разбиения передаваемых данных на небольшие блоки — «пакеты» (packets), которые передаются по сети независимо друг от друга и собираются в исходное сообщение на стороне получателя. Он назвал этот метод «коммутация пакетов» (packet switching), введя сам термин. Дэвис предложил использовать для передачи пакетов специализированные устройства — интерфейсные процессоры (Interface Message Processors, IMP), которые позже стали называть маршрутизаторами.

В 1966 году Дэвис опубликовал внутренний отчёт NPL «Proposal for a Digital Communication Network», в котором изложил принципы коммутации пакетов. В 1967 году он выступил с докладом на конференции в Гатлинбурге (США), где его идеи привлекли внимание Лоуренса Робертса, который в то время работал над проектом ARPANET — предшественником Интернета. Робертс признал влияние работы Дэвиса на разработку ARPANET. В 1968 году под руководством Дэвиса в NPL была построена экспериментальная сеть с коммутацией пакетов — Mark I NPL Network, которая стала одной из первых в мире действующих сетей такого типа.

Дальнейшая карьера

В 1970-х годах Дэвис занимался развитием сетевых технологий и криптографии. В 1979 году он опубликовал книгу «Security for Computer Networks» (в соавторстве с У. Прайсом), ставшую одним из первых учебников по компьютерной безопасности. В 1984 году Дэвис вышел на пенсию, но продолжал консультировать и читать лекции. Он скончался 28 мая 2000 года в возрасте 75 лет.

Вклад в науку и технику

Коммутация пакетов

Основной вклад Дональда Дэвиса в развитие информационных технологий — независимая разработка и внедрение концепции коммутации пакетов. В отличие от традиционной коммутации каналов (используемой в телефонных сетях), где для каждого соединения резервируется выделенный канал, коммутация пакетов позволяет эффективно использовать пропускную способность сети, передавая данные небольшими блоками по разным маршрутам. Этот принцип стал основой для всех современных компьютерных сетей, включая Интернет.

Дэвис ввёл термин «пакет» (packet) для обозначения блока данных, а также предложил использовать для передачи пакетов специализированные узлы — «интерфейсные процессоры» (IMP), которые позже стали называть маршрутизаторами. Он также разработал алгоритмы маршрутизации и управления потоком данных, которые легли в основу протоколов TCP/IP.

Экспериментальная сеть NPL

В 1968 году под руководством Дэвиса в NPL была запущена экспериментальная сеть Mark I, работавшая на скорости 768 кбит/с. Она соединяла несколько компьютеров в лаборатории и использовалась для тестирования алгоритмов коммутации пакетов. В 1970 году сеть была модернизирована до Mark II, которая работала до 1979 года. Опыт, полученный при создании NPL Network, был использован при разработке ARPANET и других сетей.

Криптография и безопасность

В 1970-х годах Дэвис активно занимался проблемами криптографической защиты данных. Он предложил ряд методов шифрования, включая использование блочных шифров и алгоритмов с открытым ключом. Его книга «Security for Computer Networks» (1979) стала стандартным учебником по компьютерной безопасности для нескольких поколений специалистов.

Признание и награды

• В 1975 году Дэвис был избран членом Королевского общества (FRS).
• В 1987 году получил премию Британского компьютерного общества (BCS) за вклад в развитие компьютерных сетей.
• В 2000 году, незадолго до смерти, был награждён Орденом Британской империи (OBE).
• В 2012 году посмертно введён в Зал славы Интернета (Internet Hall of Fame) в категории «Пионеры».

Критика и дискуссии

Вопрос о приоритете в изобретении коммутации пакетов является предметом исторических дискуссий. Параллельно с Дэвисом аналогичные идеи разрабатывали:

• Пол Бэран (США) — в 1962–1964 годах предложил концепцию распределённой сети с коммутацией сообщений, близкую к коммутации пакетов, но не использовал термин «пакет».
• Леонард Клейнрок (США) — в 1961 году опубликовал теоретические работы по очереди и задержкам в сетях, которые позже были применены к коммутации пакетов.
• Сотрудники ARPA (Лоуренс Робертс, Винтон Серф и др.) — реализовали коммутацию пакетов в ARPANET (1969).

Дэвис, однако, первым ввёл термин «коммутация пакетов» и построил действующую сеть на этом принципе. Его работа была независимой от исследований Бэрана и Клейнрока, что признаётся большинством историков техники.

Интересные факты

• Дэвис был одним из первых, кто предложил использовать для передачи данных пакеты фиксированной длины, что упростило аппаратную реализацию маршрутизаторов.
• В 1966 году он предсказал, что к 2000 году в мире будет насчитываться более 100 миллионов компьютеров, соединённых в глобальную сеть.
• Дэвис был известен своим увлечением музыкой и игрой на фортепиано; он также интересовался историей науки и техники.

Источники

• Davies, D. W. (1966). "Proposal for a Digital Communication Network". National Physical Laboratory.
• Davies, D. W. (1979). "Security for Computer Networks". John Wiley & Sons.
• Abbate, J. (1999). "Inventing the Internet". MIT Press.
• Campbell-Kelly, M. (2003). "The History of the Internet: Missing Links". IEEE Annals of the History of Computing.
• Internet Hall of Fame. "Donald Davies".