David Mills - người đồng bộ thời gian

“Người cha thời gian” của internet

Trong những năm 1970, các nhà nghiên cứu đang xây dựng Arpanet, kết nối vô số nút tại các trường đại học trên khắp cả nước. Khi mạng lưới phát triển và nhiều máy móc được kết nối với Arpanet hơn, tình trạng thiếu hệ thống để đảm bảo chúng có cùng khái niệm thời gian bắt đầu gây ra nhiều vấn đề.

Mỗi khi một máy tính liên lạc với một máy khác thì người sử dụng không thể xác định và đoán trước được độ trễ giữa các hệ thống. Chính vì thế, việc đánh dấu thời gian các đoạn mã truyền giữa các máy tính không đủ tốt để giữ mọi thứ theo đúng trật tự. Đó là vấn đề nhất định phải giải quyết nếu internet được sử dụng cho các giao dịch tài chính, liên lạc theo thời gian thực và hàng triệu ứng dụng tiềm năng khác.

Là nhà nghiên cứu tại Comsat, công ty do chính phủ thành lập để phát triển mạng lưới liên lạc vệ tinh, tiến sĩ Mills đã có cơ hội làm việc trên Arpanet. Đây là phiên bản web đầu tiên do Cơ quan dự án nghiên cứu tiên tiến của Bộ Quốc phòng xây dựng. Tiến sĩ Mills bắt đầu nghiên cứu những cách đồng bộ thời gian máy tính, phần nào bởi vì chưa từng có ai đang thực hiện điều đó, nhờ thế ông được tự do thực hiện dự án này theo hướng mình chọn. Trong cuối những năm 1970, ông phát minh ra Giao thức đồng bộ thời gian mạng.

Giao thức đồng bộ thời gian mạng là gì?

Ý định của tiến sĩ Mills là xây dựng một hệ thống sắp xếp các máy tính khác nhau trong một mạng lưới theo thứ bậc, dựa trên mức độ đáng tin cậy về khái niệm thời gian của chúng. Các máy tính kết nối trực tiếp tới một đồng hồ nguyên tử được cho là đáng tin cậy nhất là Giờ phối hợp quốc tế.

Trong thực tế, nó giữ cho các hệ thống trên internet đồng bộ hóa trong vòng vài chục mili giây và các hệ thống trên mạng cục bộ đồng bộ trong vòng một mili giây hoặc nhanh hơn. Nó có thể hoạt động ở chế độ khách-chủ hoặc ngang hàng, xem xét nhiều lớp giữa các hệ thống và tham chiếu thời gian. Các nút gửi dấu thời gian qua lại sử dụng giao thức gói dữ liệu người dùng trên cổng 123.

Trung tâm của Giao thức này là “thuật toán giao nhau”, một phương pháp so sánh nhiều nguồn thời gian và xác định nguồn nào có khả năng chính xác nhất. Sau đó, Giao thức cung cấp thông tin này cho máy khách hoặc ngang hàng, duy trì tính nhất quán bất chấp độ trễ khác nhau trên các mạng công cộng.

Vươn lên nghịch cảnh

David Lennox Mills sinh ra ở Oakland, California, vào ngày 3/6/1938 tại Oakland, California. Cha ông là kỹ sư, từng thành lập một công ty chế tạo phớt dầu cho động cơ ô tô. Bẩm sinh Mills bị bệnh tăng nhãn áp và chỉ nhìn được bằng một mắt. Suốt cuộc đời mình thị lực của ông vô cùng kém, và ông đã phải sống trong cảnh mù lòa vài năm trước khi qua đời. Ông phải dùng kính viễn vọng để nhìn được bảng trắng.

Song nghịch cảnh này không đánh bại hay kéo chậm bước chân ông trên con đường học tập và sự nghiệp. Khi còn là sinh viên tại Đại học Michigan, Mills khao khát kiến thức về điện tử và điện toán, vì thế ông lấy một bằng cử nhân khoa học kỹ thuật về toán học và một bằng về kỹ thuật khoa học, bằng thạc sĩ khoa học kỹ thuật ngành kỹ thuật điện, thạc sĩ về khoa học máy tính, bằng tiến sĩ về khoa học máy tính và viễn thông vào năm 1971. Sau đó, ông giảng dạy khoa học máy tính tại Đại học Edinburghở Scotlandvà Đại học Marylandtrước khi gia nhập Comsatvào năm 1977.

Trước khi tốt nghiệp, ông làm nhiều công việc bán thời gian để trang trải học phí: phát thanh viên, DJ, kỹ thuật viên thu âm và kỹ sư máy phát được cấp phép của FCC cho các đài phát thanh và truyền hình ở Ann Arbor và Detroit. Ông cũng là trợ lý nghiên cứu ở khoa Kỹ thuật điện, nơi ông làm việc trong các dự án được tài trợ liên quan tới tìm hướng vô tuyến, truyền giọng nói an toàn, tổng hợp tần số và viễn thông kỹ thuật số. Ông thiết kế và giám sát quá trình xây dựng một công cụ tìm hướng vô tuyến HF analog /kỹ thuật số tiên tiến cho Quân đội Hoa Kỳ.

Trong quá trình học cao học, Mills đã thực hiện nghiên cứu sơ khai về điện toán phân tán và làm việc trong dự án Sử dụng máy tính đàm thoại (CONCOMP) do ARPA tài trợ, dự án này phát triển phần cứng và phần mềm cho DEC PDP-8, cho phép các thiết bị đầu cuối như Teletypes kết nối qua đường dây điện thoại tới máy tính lớn IBM 360/67.

Ngoài Giao thức đồng bộ thời gian mạng, tiến sĩ Millscòn đóng góp vào các bộ phận quan trọng của internet ban đầu trong cuối những năm 1970 và 1980. Ông phát minh ra “bộ định tuyến Fuzzball” đầu tiên cho NSFNET (một trong những bộ định tuyến hiện đại đầu tiên, dựa trên máy tính DEC PDP-11), phát triển giao thức FTP đầu tiên, truyền cảm hứng cho việc tạo ra “ping”, và đóng một vai trò quan trọng trong kiến trúc Internet với tư cách là chủ tịch đầu tiên của Đơn vị đặc nhiệm kiến trúc internet. Tiến sĩ Mills còn nghiên cứu một số khía cạnh của internet thời kỳ đầu, bao gồm dự án Giao tiếp qua máy tính trung gian, còn được gọilàCMC (viết tắt củaComputerMediated Communication), Đơn vị đặc nhiệm về thuật toán cổng và cấu trúc dữ liệu (GADS).

Sau đó, tiến sĩ Mills quay trở lại giảng đường vào năm 1986, công tác tại Đại học Delaware cho tới năm 2008. Ông vẫn tiếp tục cập nhật mã Giao thức đồng bộ thời gian mạng trong hàng thập niên, ngay cả khi internet đã trở thành một phần trung tâm của nền văn minh nhân loại. Cho tới giữa những năm 2000, ông chuyển giao đứa con tinh thần cho Harlan Stenn, người kế nhiệm được ông chọn lựa kỹ lưỡng. Mỗi ngày, có hàng triệu máy tính không ngừng đồng bộ đồng hồ của chúng hàng tỷ lần, liên tục trao đổi để thực hiện các giao dịch tài chính, các cuộc họp qua Zoom. Suốt cuộc đời, ông cống hiến cho phần mềm nguồn mở, xây dựng những công cụ mà tới ngày nay giới kỹ sư và các công ty công nghệ vẫn đang sử dụng và chỉnh sửa.

Ngoài tiến sĩ Mills, nhiều kỹ sư khác, hay các công ty Big Tech như Google và Amazon đều đã thực hiện những bản cập nhật riêng của họ với giao thức đồng bộ thời gian mạng – hệ thống đã trở thành tiêu chuẩn nhờ sức mạnh của các công ty kể trên.

Với những cống hiến xuất sắc, tiến sĩ Mills được vinh danh là thành viên của Hiệp hội máy tính vào năm 1999 và Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) vào năm 2002. Năm 2008, ông được bầu làm thành viên của Viện Kỹ thuật Quốc gia). Ông được trao Giải thưởng Internet IEEE vào năm 2013 vì những đóng góp quan trọng của mình trong việc phát triển đồng bộ hóa thời gian cho internet.

Nguồn: washingtonpost.com, allaboutcircuits.com,

eecs.engin.umich.edu