Historie internetové komunikace

Tomáš Gregar, xgregar, 2003

Lidská komunikace

Komunikace je to, co vytvořilo civilizaci. Jak by se vyvíjelo lidské poznání, pokud bychom nebyli schopni předávat si informace? Einstein by těžko vymyslel teorii relativity, pokud by nemohl stavět na tisícileté historii fyzikálních znalostí.

Schopnost komunikovat samozřejmě není vlastní jen lidem. Jistým způsobem spolu komunikují např. mravenci, včely či zvířata žijící v hejnech. Ale jedině lidé si jsou schopni předávat nejen podněty, ale celé své myšlenky.

Lidskou komunikaci můžeme rozdělit na zvukovou (předávanou prostřednictvím řeči) a obrazovou – vizuální (pomocí obrazů). Ani jeden typ není ale zdaleka globální. Řeč je rozdělena velkým množstvím jazyků; a dokonce i u „řeči těla“ existují různé oblasti chápání gest, postojů apod.

Ve chvíli, kdy začalo být nutné zaznamenávat informace, začalo se tvořit písmo. Je to vlastně zaznamenávání audiokomunikace pomocí vizuálních prostředků. Od pojmových piktogramů došel vývoj až k písmu zaznamenávajícímu samotnou zvukovou podobu řeči (například naše latinka).

Počítače a komunikace

Prvotní počítače neměly s ukládáním informací či nějakou komunikací nic společného. Od pravěku Pascalovy mechanické sčítačky až k počítačům 40. let 20. století byly počítače, jak název napovídá, jen velké výpočetní stroje, ať bylo jejich úkolem vypočítat „2 + 3“ nebo „balistickou křivku rakety s atomovou hlavicí“. Až ve chvíli, kdy počítače začaly ukládat informace, kdy více uživatelů mohlo pracovat s určitým počítačem, mohlo začít docházet k předávání informací uvnitř počítačového prostředí, v „kyberprostoru“.

Internet

Internet vznikl na základě sítě ARPAnet. [1] V roce 1969, kdy začala její fyzická výstavba, se skládala ze 4 počítačů a její základní aplikací bylo vzdálené připojení k počítači, využití jeho vzdálené výpočetní kapacity. Komunikace tedy byla omezena na předávání vzkazů v textových souborech. Až za nějaký čas lidé pochopili, že internet mohou používat k předávání zpráv, že tato necentralizovaná síť je dobrým komunikačním médiem. Je zajímavé sledovat, jak se internetová komunikace postupně blíží „normálnímu lidskému rozhovoru“.

Elektronická pošta

Elektronická pošta je vlastně jednou z nejstarších aplikací využívající decentralizovaný model sítě. Její princip vytvořil Ray Tomlinson z firmy Bolt Beranek a Newman (BTT) na počátku 70 let (dle [2] 1971, dle ostatních zdrojů na počátku 1972). Nejprve docházelo k předávání samotných zpráv, v roce 1973 byly zprávy rozšířeny o doprovodné informace (hlavičky). V roce 1974 byl vytvořen první mailing-list – automatizované zasílání zpráv na určené e-mailové adresy (internet měl tehdy 49 počítačů). V roce 1986 byl vydán RFC 974 (MAIL ROUTING AND THE DOMAIN SYSTEM), který propojil el. poštu s doménovým systémem – včetně přeposílání zpráv mezi servery.

Pro práci s elektronickou poštou nyní existují tři základní protokoly: SMTP (simple mail transfer protocol – RFC 821), POP (post office protocol – základ RFC 918 z roku 1984) a IMAP (internet message access protocol – RFC 2060 z roku 1996). První z nich je nejstarší. Dodnes se používá pro nahrávání zpráv na server. POP vznikl jako jeho náhrada. Nejprve pro stahování, verze POP3 nepotřebuje SMTP ani k nahrávání zpráv. IMAP poštovní schránku navíc i vzdáleně spravuje – pracuje se zprávami přímo na vzdáleném počítači.

Elektronická pošta má mnoho výhod a mnoho nevýhod. Její systém existuje už 30 let, a přitom se formát zpráv vlastně vůbec nezměnil. Již v sedmdesátých letech ale začaly být vidět první problémy – v el. poště není zaručeno, že vám nemůže přijít nevyžádaný mail (RFC 706, listopad 1975). Protokoly jsou jednoduché, ale na druhou stranu jsou napadnutelné a zneužitelné. Není zaručena identifikace autora (hlavičky jde jednoduše změnit), není zaručena integrita a důvěrnost dat – zpráva nemá určeno, co v ní je či jak je dlouhá. S těmito věcmi souvisí nezaručení nepopíratelnosti. [3] Kdokoli může popřít své autorství či příjem zprávy. A to samozřejmě neprospívá smysluplné komunikaci. Většinu z těchto problémů lze vyřešit pomocnými prostředky – autentizaci pomocí PGP, či jiného typu elektronického podpisu, integritu pomocí kontrolních součtů, důvěrnost pomocí kódování ...

Elektronická pošta je dodnes velmi používaná služba pro přenos textů a souborů. S přidanými utilitami umožňuje základy bezpečné komunikace, je ale pořád „offline“. Podobá se příliš skutečné poště. Včetně toho, že zprávu posíláte „do neznáma“; a nevíte, zda ji adresát dostane, či vůbec dostat může.

USENET/News

Narozdíl od pošty, komunikačního kanálu 1-1, jsou News analogií vývěsky – je to kanál 1-N. Vytvořili jej Tom Truscott, Jim Ellis a Steve Bellovin v roce 1977 [4] na základě UUCP (Unix-to-Unix CoPy) vyvinutého 1976 v Bellových laboratořích AT&T. Po přechodu na TCP/IP byl roku 1986 vytvořen protokol NNTP (network news transfer protocol).

Problémy s News jsou podobné jako u elektronické pošty. NNTP umožňuje zaslat příspěvek, který má falešnou specifikaci odesílatele. News nejsou – podobně jako mail – komunikačním kanálem interaktivním (s okamžitou odezvou). Nicméně to, že zprávy se na serverech ukládají – a zobrazují se pro všechny diskutující – umožňuje opravdovou diskusi (mnoha lidí). Tento princip byl následně použit a rozšířen dalšími diskusními programy a „chat“y.

TALK

Narozdíl od předchozích způsobů komunikace je unixový program TALK (a jeho portace) opravdu interaktivní. Slouží ke komunikace dvou uživatelů – okamžitě přenáší to, co jeden píše, i na obrazovku druhého (a naopak).

Původně sloužil [5] ke komunikaci mezi uživateli jednoho počítače (i když ti mohli být samozřejmě k tomuto počítači připojeni vzdáleně), později i ke komunikaci mezi počítači. Zprávy, resp. pozvání k rozhovoru, byly doručovány okamžitě a bez ohledu na to, co adresát zrovna dělal. První implementace existovaly už v sedmdesátých letech (např. příkaz write je použit už od doby Unixu Version 6 (1976)).

Protokol talku byl binární, a proto o něco „bezpečnější“. Na druhou stranu je to omezený protokol na přenos textů. Ve své době ale ukázal, kam bude mezilidská komunikace na internetu směřovat. A z jeho myšlenek vyšly systémy IRC i dnešní IM.

IRC (internet relay chat)

IRC je systém, umožňující simultánní komunikaci mezi mnoha lidmi (a to jak jednoho s jedním, tak i hromadnou). Je vybudován na principu klient-server. Serverů existuje velké množství a jsou propojeny do sítí. Připojením na server klient získává možnost komunikovat s celou sítí.

IRC se zrodilo roku 1988 ve Finsku. Jarkko Oikarinen na Ouluské universitě vytvořil systém rozšiřující BBS službu, kterou na univerzitě spravoval. Nakonec z něj zbyl „jen“ komunikační program, implementující konferenci podobnou USENET/News, narozdíl od ní ale interaktivní a umožňující i posílání zpráv mezi jednotlivými uživateli. [6],[7]

IRC bylo v počátku inspirováno BBS, USENET News, ale také Talkem (MultiUser Talk Jukka Pihla) a službou sítě BitNET BRC (bitnet relay chat).

Vývoj protokolu IRC je velmi bouřlivý. Často vznikaly a zanikaly sítě serverů, mnohdy nekompatibilní... V nynější době existují hlavně americká síť EFnet (rok 2000 – 50000 uživatelů) a evropská síť IRCnet (cca 70000 uživatelů).

IRC komunikace je rozdělena do „kanálů“, místností, kde probíhá veřejná komunikace. Pomocí kanálů je možné dělit komunikaci dle témat, umožňuje i různé nastavování kanálů – IRC totiž (narozdíl od předchozích způsobů komunikace) začalo pracovat s různými oprávněními uživatelů. Proto jsou možné moderované kanály, uzavřené kanály (s nutným heslem), člověku může být zakázán přístup do kanálu (ban) ... apod.

Protokol IRC jako první popisovalo RFC 1459: Internet Relay Chat Protocol (viz [21]) z roku 1993. Definoval použití TCP/IP, rozdělení na kanály, příkazy apod. Už on ale odhaloval možné problémy – špatnou škálovatelnost, provoz ve velkém. V roce 2000 došlo k vydání nových standardů RFC 2210–2213 (architektura, správa kanálů, protokol klienta, protokol serveru). Ani tyto protokoly ale neřeší možné problémy IRC. Není zaručeno soukromí, doručitelnost zpráv...

Na druhou stranu se ukázalo, že za celou dobu existence IRC (15 let) nebyla potřeba vyšší hladina bezpečnosti – a proto ani nebyla zapracována do protokolů.


IRC umožňuje přenos textu a souborů (druhé pomocí DCC – direct connection to client). Jedná se o online komunikaci, umožňuje zjistit stav spoludiskutujícího.

Ostatní chaty: MUD, BBS chaty, webchaty apod.

IRC nebyla (jak již bylo řečeno), ve své myšlence první ani poslední. Již před vznikem IRC se na službách BBS vyskytovaly komunikační programy, chaty. Také práce s MUD (multi user dungeon) připomínala rozhovory mnoha uživatelů ve větším množství tzv. místností. Z těchto aplikací IRC vycházelo.

I po vzniku IRC se vytvářejí podobné (oproti IRC ale omezené) chaty. Většinou se jedná o web-aplikace naprogramované v nějakém serverovém skriptovacím jazyce (ASP, PHP, JSP, CGI...). K nim se pak přistupuje pomocí standardního webového prohlížeče.

IM / Instant Messagement

IRC vyšlo z paradigmatu USENET/News a zdynamičtilo je. IM se dalo trochu jinou cestou. Zatímco u USENET/News, IRC i webových fór jako uživatel přicházím na místo, kde mohu s někým komunikovat, IM se vrací k myšlence elektronické pošty, kdy mám svou schránku, a odtud sám posílám zprávy svým známým.

Každý uživatel je v rámci celé komunikační sítě jednoznačně identifikován, a tyto kontakty si mohu ukládat do svého seznamu (contactlist / buddylist / roster). Narozdíl od pošty ale IM pracuje se STAVY ostatních komunikujících (presence). Toto spojení rychlého přenosu zpráv a globální práce se stavy je asi nejdůležitějším přínosem instant messengerů. Stavy umožňují smysluplnější komunikaci. Ještě předtím, než zkusíte poslat zprávu, můžete zjistit, zda druhý účastník vůbec tu zprávu chce. Nebo jestli třeba není nedostupný.

Při tvorbě IM však nedošlo k žádnému konsenzu. Často vznikaly z již existujících služeb, a proto je jich velké množství. S mnoha různými protokoly. Žádný IM standardně nepodporuje autentizaci zpráv, nezaručují odfiltrování spamu, nepodporují integritu ani důvěrnost dat... Z těch významnějších můžeme zmínit:

Tak roztříštěné komunikační prostředí ovšem pro uživatele neskýtá žádné výhody. Proto jsou oblíbené i komunikátory, které – mnohdy pokoutně – podporují více komunikačních protokolů (například Miranda, Trillian nebo Odigo). Ale to není řešení. Některé firmy (Microsoft, Yahoo, Odigo...) se snažily vybudovat meziprotokol pro spolupráci mezi komunikátory. Vznikla koalice IMUnified (rok 2000, [13]). Bohužel k ničemu nepřispěla.

S myšlenkou vytvořit obecný a veřejný protokol pro IM vznikl XML protokol Jabber (v roce 1998) a později (2002) jeho standardizovaná podoba XMPP (extended Messaging and Presence Protocol). Bližší informace o tomto protokolu lze nalézt např. na [12]. I ten ale prozatím hraje jen roli jednoho z hráčů na poli komunikátorů.

Závěr – textová komunikace

Na předchozích stránkách jsem se snažil stručně popsat vývoj textové komunikace na internetu. Z tohoto textu můžeme dojít k několika závěrům:

  1. Vývoj směřuje k co nejrychlejším přenosům a co nejglobálnějšímu komunikačnímu prostředí. Tento důraz na rychlost zvyšuje náročnost na přenosové kanály. Musí být přenášeny informace o stavu, o serveru apod.
  2. Čím blíže jsme současnosti, tím masivnější je využívání těchto komunikačních kanálů – lidé si chtějí povídat.
  3. Čím blíže jsme současnosti, tím je ale také větší zmatek ve způsobech komunikace. El. pošta byla vytvořena a globálně přijata již při svém začátku, zatímco standard IRC je volný, a talk-programy či instantní komunikace už nikdy žádný standard neměly...
  4. Žádný ze zmíněných komunikačních systémů nebyl navržen s ohledem na bezpečnost. Má to asi původ v tom, že byly navrženy pro nezávaznou komunikaci. Od doby, kdy je internet také průmyslovým médiem, je ale nutné myslet i na bezpečnost.
  5. Je vidět, že se komunikace čím dál tím víc blíží „soukromému rozhovoru z očí do očí“ (případně „nezávaznému rozhovoru v hospůdce“).

Co přinesly nového

Kam směřuje textová komunikace

V klientech IM, které vlastně v sobě obsahují všechny předchozí způsoby textové internetové komunikace, je asi završeno vše, co lze od textové komunikace čekat, a co s ní lze vymyslet. Nyní už lze jen pracovat s propojením s jinými službami či možnostmi komunikace (multimediální přenosy, sdílení souborů apod.) rozšiřovat bezpečnost, zlepšovat komunikační rozhraní pro uživatele...

Multimediální komunikace

Narozdíl od reálného světa, kde historie vedla od vizuální přes audiokomunikaci k písmu, v počítačovém prostředí je to vlastně naopak. Psané informace umí počítač zakódovat velmi jednoduše a úsporně. Pro práci se zvukem či dokonce videem je třeba mít dostatečně velkou kapacitu jak výpočetní (rychlé kódování / dekódování), tak přenosovou (ohromné množství dat) a také ukládací. Proto se multimediální komunikace mohla začít rozšiřovat až v devadesátých letech 20. století – a je pořád ještě v plenkách.

Různé organizace (např. 14) se snaží původní telekomunikační protokoly přebudovat tak, aby mohly být použity na internetu.

Zvuková komunikace (Voice over IP)

Využití přenosu zvuku umožňuje telefonovat přes internet (místo použití standardní veřejné přepojované telefonní sítě (PSTN)). V poslední době jsou tyto postupy populární, neboť jsou levnější jak pro uživatele, tak pro zprostředkovatele.

Zvuk je přenášen tak, že jsou zvuková data převedena v analogově-digitálním převodníku, získaný signál je zkomprimován a přes TCP/IP síť poslán k příjemci. Ten je rozkóduje a v digitálně-analogovém převodníku získá zpět zvuková data.

Princip je to jednoduchý. A umožňuje připojit se z jakéhokoli počítače, připojeného k internetu. A nemusí to být ani standardní osobní počítač, stačí i jednodušší systém, zabezpečující jen onen převod zvuku na digitální signál a kompresi/dekompresi dat. První veřejná služba využívající VoIP byla představena v roce 1995 [18], [19].


Přesto má i dnes internetová telefonie co dohánět. Narozdíl od PSTN má ještě mezery v kvalitě přenášeného zvuku a dostupnosti (přeci jen terminálů, schopných převádět zvuk do digitální podoby a dostatečnou rychlostí data vysílat a přijímat není tolik). Nekomprimovaná zvuková data totiž představují tak velký datový objem, že nemůže být v dnešní době přenášen bez úpravy. A komprese musí být výrazná. Navíc je kvalita přeneseného zvuku závislá na kvalitě sítě. Sebemenší porucha totiž způsobí v generovaném zvuku slyšitelné změny.

Přesto má VoIP velkou budoucnost. Struktura využití IP sítí umožňuje lepší kontrolu, kdo má právo síť používat. Použití IP sítí je levnější a umožňuje propojení s jinými způsoby komunikace – videokonference, FAXoIP...

Videokonference

Existují 3 základní principy přenosu videodat: 1-1, 1-N (konference) i VideoOnDemand – tzv. streamování dat přes IP síť. Z hlediska technologického se ale tyto přenosy neliší.

To, co bylo řečeno o přenosu hlasu, platí vlastně i o přenosu videa. Videodata se totiž pro komunikování přenáší zároveň se zvukem. Dohromady umožňují přenos mezilidské komunikace tak, jak jsou na to lidé zvyklí z reálného světa. Je to ale vykoupeno velkou náročností na přípravu a přenos dat.

S tím souvisí jeden problém (viz [22]) – IP síť sice vytváří dobré komunikační prostředí, ale při přenosu dat pro více příjemců prochází sítí N kopií stejných dat. Proto byl vytvořen princip multicast. V tom případě jsou data přenášena ne na adresu určitého počítače, ale tzv. multicastové skupině. Počítač posluchače pak přijímá kromě paketů se svou IP adresou i pakety označené IP adresou skupiny, která jej zajímá. Ušetří se tak přenosová kapacita, síť musí ale splňovat další nároky (evidence multicastových skupin apod.).

Pro přenos hlasu, dat i videa se nyní používá rodina protokolů H.323. Byl navržen roku 1996 organizací ITU (international telecommunications union). [17]

Odkazy

  1. http://webopedia.com/TERM/A/ARPANET.html
  2. http://www.sat.lib.tx.us/Displays/it70.htm
  3. http://archiv.czech.net/b01/b0100012.php3
  4. http://faculty.washington.edu/~krumme/telcom/chronologies.html
  5. http://livinginternet.com/?r/ri_early.htm
  6. http://daniel.haxx.se/irchistory.html
  7. http://www.irc.org/history_docs/jarkko.html
  8. http://www.icq.com/company/about.html
  9. http://www.corp.aol.com/whoweare/who_timeline.html
  10. http://www.gslis.utexas.edu/~lis312le/restrict/im/im5.html
  11. http://docs.yahoo.com/docs/pr/release158.html
  12. http://www.jabber.org/
  13. http://www.microsoft.com/presspass/press/2000/Jul00/IMUnifiedPr.asp
  14. http://www.imtc.org/about/history.asp
  15. http://www.webopedia.com/TERM/I/Internet_telephony.html
  16. http://www.tldp.org/HOWTO/VoIP-HOWTO.html
  17. http://www.itu.int/osg/spu/ni/iptel/
  18. http://www.iec.org/online/tutorials/int_tele/topic01.html?Next.x=38&Next.y=15
  19. http://www.iec.org/online/tutorials/int_tele/topic04.html?Next.x=37&Next.y=9
  20. http://www.cesnet.cz/iptelefonie/voip-principy.html
  21. http://www.cesnet.cz/videokonference/
  22. http://www.pasnet.cz/sluzby/videokonference.html