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計算機的歷史都學過,那你們知道網際網路究竟是怎麼誕生的嗎 - IT之家

1957 年 10 月 4 日,蘇聯發射了人類第一顆人造衛星——斯普特尼克一號。

斯普特尼克一號(Спутник-1)

這顆衛星的升空,轟動了整個世界,也讓當時的美國政府震驚不已。他們認為,在日趨激烈的冷戰對抗中,自己已經全面落後於蘇聯。

為了扭轉這一局面,美國國防部很快於 1958 年 2 月組建了一個神祕的科研部門——APRA(Advanced Research Projects Agency,高階研究計劃局)。

這個部門的主要工作,就是研究如何將那些具有潛在軍事價值、風險大、投資大的 “黑科技”,應用於軍事領域。

▉ ARPANET 的誕生

進入 60 年代,冷戰持續升級,美蘇雙方拼命擴充自己的核武庫。

為了保證自己能在蘇聯的第一輪核打擊下具備一定的生存和反擊能力,美國國防部決定研究一種分散的指揮系統。它由無數的節點組成,當若干節點被摧毀後,其它節點仍能相互通訊。

最早接到該任務的是 ARPA 資訊處理技術辦公室(IPTO,Information Processing Techniques Office)的第一任主管,約瑟夫 · 利克萊德(Joseph C.R.Licklider)。

早在 1960 年,利克萊德在自己的論文《人與電腦》中提出了一個激進的構想,即人類的思維將與計算機深度結合,實現 “人機共生”。在他的任期內,美國 70% 的電腦科學研究都是由 ARPA 資助的。

1964 年,利克萊德沒來得及實現自己的構想,就離開了 ARPA,接替他的是伊凡 · 蘇澤蘭(Ivan Sutherland)。兩年後,來自 NASA(美國航空航天局)的羅伯特 · 泰勒(Robert Taylor),成為 IPTO 的第三任主管。

羅伯特 · 泰勒是整個專案的真正發起者。

羅伯特 · 泰勒仔細觀察了 IPTO 內的一個小型通訊網路(由三個電傳打字機和三臺計算機組成)後,認為不相容的計算機通訊沒有任何意義,應該建立一個相容的協議,允許所有終端之間互相通訊。

當時 ARPA 的負責人查爾斯 · 赫茨菲爾德(Charles Herzfeld)非常支援羅伯特 · 泰勒的計劃。為了完成計劃,羅伯特 · 泰勒到處蒐羅科技精英,加入自己的新通訊網路專案。

他找來的人確實都很牛逼,其中包括:麻省理工學院(MIT)林肯實驗室的計算機天才拉里 · 羅伯茨(Larry Roberts,全名是 Lawrence G. Roberts)、提出 “分散式通訊理論”的蘭德公司科學家保羅 . 巴蘭(P.Baran)、美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的分組交換理論專家倫納德 . 克蘭羅克(L.Kleinrock)等。

拉里 · 羅伯茨被任命為新通訊網路專案的專案經理和首席架構師。

1966 年,新型通訊網路專案完成內部立項,ARPA 將其命名為 “ARPANET(阿帕網)”。

1967 年 4 月,在美國密歇根州安娜堡召開的 ARPA IPTO PI 會議上,拉里 · 羅伯茨組織了有關 ARPANET 設計方案的討論。不久後,拉里 · 羅伯茨發表第一篇關於 ARPANET 設計的論文:“Multiple Computer Networks and Intercomputer Communication(多計算機網路和計算機之間的通訊)”。

1968 年夏天,美國國防部正式啟動了 “ARPANET”專案的招標。1969 年 1 月,來自馬薩諸塞州坎布里奇市的 BBN(Bolt Beranek and Newman Inc.)公司贏得了這個價值 100 萬美元的合同。

專案的第一階段,拉里 · 羅伯茨計劃在美國西南部建立一個四節點的網路。節點分別是加州大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究學院、加州大學聖巴巴拉分校和猶他州大學的四臺大型計算機。

四個節點的位置

四個節點的具體資訊

四個節點之間,採用分組交換技術,通過專門的 IMP 裝置和通訊線路(由 AT&T 公司提供,速率為 50kbps)進行連線。

IMP,全名叫做 Interface Message Processor(介面訊息處理機)。它的基礎硬體其實是配有 12K 儲存器的 Honeywell DDP-516 小型計算機。

IMP 裝置內部

IMP 的作用是連線、排程和管理。有了它,大型主機就不必 “親自”參與聯網,從根本上解決了計算機系統不相容的問題。後來,人們普遍將 IMP 視為路由器的雛形。

IMP 裝置面板

1969 年 8 月 30 日,來自 BBN 公司的第一臺 IMP 運抵加州大學洛杉磯分校。倫納德 . 克蘭羅克教授帶著 40 多名工程技術人員和研究生進行安裝和除錯。

倫納德 . 克蘭羅克

10 月初,第二臺 IMP 運抵斯坦福大學研究院。

加州大學洛杉磯分校現場機房

10 月 29 日晚,倫納德 . 克蘭羅克教授安排他的助理、UCLA 大學本科生查理 · 克萊恩(Charley Kline)坐在 IMP 終端前,與 SRI 終端操作員進行對接。當時,查理 · 克萊恩戴著頭戴式耳機和麥克風,以便通過長途電話隨時與對方聯絡。

查理 · 克萊恩

據查理 · 克萊恩回憶,教授讓他首先傳輸的是 5 個字母——“LOGIN”(登入),以確認分組交換技術的傳輸效果。根據事前約定,他只需要鍵入 “LOG”三字母傳送出去,斯坦福那邊的機器就會自動產生 “IN”,合成為 “LOGIN”登入。

22 點 30 分,他帶著激動不安的心情,在鍵盤上敲入第一個字母 “L”,然後對著麥克風喊:“你收到‘L’嗎?”

“是的,我收到了‘L’。”,耳機裡傳來對方的回答。

“你收到‘O’嗎?”

“是的,我收到了‘O’,請再傳下一個。”

然而,就在查理 · 克萊恩輸入第三個字母 “G”時,IMP 儀表顯示傳輸系統崩潰,通訊中斷。世界上第一次網際網路絡的通訊試驗,僅僅傳送了兩個字母——“LO”!

為了紀念這一重大時刻,查理 · 克萊恩把詳細過程記錄在他的 “IMPLOG”(工作日誌)上,並簽上了自己姓名的縮寫(CSK)。

日誌記錄

克蘭羅克教授事後表示,“LO”可以代表 “喂”(Hello),是我們向 SRI 致意和問候。也有人說,“LO”應該是 “Lo and behold”(美國習慣用語,意為:喲,你瞧!),用漢語直譯是 “嗨,瞧一瞧,看一看!”。

數小時後,工作人員修復了系統,查理 · 克萊恩不僅傳出了 “LOGIN”,而且傳送了其它資料和資料。

不久後,1969 年 11 月,第三臺 IMP 抵達加州大學聖巴巴拉分校。12 月,最後一臺 IMP 在第四節點猶他大學安裝成功。

至此,ARPANET 正式啟用,人類社會開始進入 “網路時代”

▉ TCP/IP 的崛起

1968 年 ARPANET 專案剛啟動的時候,拉里 · 羅伯茨就成立了一個專門的研究小組,編寫主機與主機之間的通訊軟體。這個小組由一些研究生組成,名為 NWG(Network Working Group)。組長也是一名來自加州大學洛杉磯分校的研究生,名叫史蒂夫 · 克羅克(Steve Crocker)。

1970 年,NWG 終於完成了最初的 ARPANET 通訊協議,稱為網路控制協議(NCP)。

從 1970 年開始,加入 ARPANET 的節點數不斷增加。到 1972 年時 , 節點數達到 40 個。E-mail、FTP 和 Telnet,是 ARPANET 上最主要的應用。尤其是 e-mail,佔據了 75% 的流量。

1972 年的 ARPANET

網路節點的不斷增加,給 NCP 協議帶來很大的壓力。這種協議對節點及使用者機數量存在限制,因此無法滿足需求。

1972 年,來自 BBN 公司的羅伯特 . 卡恩(RobertE. Kahn)加入了 ARPA。這一年,羅伯特 . 卡恩在國際計算機通訊大會(ICCC)上成功地演示了 ARPANET 網路。這也是 ARPANET 的首次公開亮相。

羅伯特 . 卡恩

1973 年,針對 NCP 協議的問題,羅伯特 . 卡恩提出了 “開放的網路架構”思想。同年,來自斯坦福大學的溫頓 . 瑟夫(Vinton G. Cerf)加入 ARPA,並負責領導基於 NWG 改建的 INWG 工作組。

溫頓 . 瑟夫

很快,羅伯特 . 卡恩和溫頓 . 瑟夫共同提出了新的傳輸控制協議——TCP(Transmission Control Protocol)。

初期的 TCP 協議並不完善,缺乏丟包情況下的有效糾正。

1977 年,DARPA(美國國防部高階研究計劃署,也就是 APRA 改了個名)與 BBN 公司、斯坦福大學和倫敦大學學院簽訂合同,在不同的硬體平臺上開發 TCP 協議的驗證版本:TCP v1 和 TCP v2。

1978 年,溫頓 · 瑟夫、羅伯特 . 卡恩、丹尼 · 科恩(Danny Cohen)和約翰 · 普斯特爾(Jon Postel)將 TCP 的功能分為兩個協議:用來檢測網路傳輸中差錯的傳輸控制協議 TCP,以及專門負責對不同網路進行互聯的網際網路協議 IP。

於是,就有了 TCP v3 和 IP v3。後來,形成了穩定版本 TCP/IP v4。

TCP/IP,現代網路的根基

在這期間,ARPANET 仍在不斷擴張。

1973 年,ARPANET 通過衛星通訊實現了與夏威夷、英國倫敦大學和挪威皇家雷達機構的聯網,變成了一張國際網際網路絡。

1975 年,ARPANET 正式由美國國防部通訊處(DCA)接管。DCA 規定,只有軍事人員、ARPANET 的贊助人、政府機構人員才能使用 ARPANET。但是,當時沒什麼人搭理這個規定。

1976 年,ARPANET 已經發展到 60 多個節點,連線了 100 多臺主機,跨越整個美國大陸。

很多組織機構見識到了計算機聯網的重要性,紛紛開展研究。全球湧現了大量的新網路,例如電腦科學研究網路 CSNET、加拿大網路 CDnet、因時網 BITNET 等。

70 年代末,微型計算機問世,更是加速了網路的發展。

1980 年左右,DARPA 開始研究如何將不同的網路連線起來,提出了 The Interneting Project(互連網技術)專案。這個專案的研究成果被簡稱為 Internet,也就是因特網。

1983 年 1 月 1 日,ARPANET 正式將其網路核心協議由 NCP 替換為 TCP/IP 協議。

同年,美國國防部將 ARPANET 分為軍用和民用兩部分。軍用部分叫做 MILNET,後來併入了 1982 年建立的國防資料網(DDN)。民用部分則繼續叫做 ARPANET。

1985 年,TCP/IP 成為 UNIX 作業系統的組成部分。之後,幾乎所有的作業系統都逐漸支援 TCP/IP。這個協議成為主流。

▉ NSFnet:取代 ARPANET

1984 年,美國國家科學基金會(NSF)建立了 NSFnet,作為超級計算機研究中心之間的連線。

最初,NSF 曾試圖使用 ARPANET 作為 NSFnet 的通訊幹線,但由於 ARPANET 的軍方背景,以及受控於政府,這個決策沒有成功。

於是他們決定自己出資,基於 TCP/IP 協議,建立完全屬於自己的廣域網。

NSFnet 發展非常迅速,很快將全美各地的大學、政府和私人科研機構連線起來。NSFnet 的速度也很快,比 ARPANET 網路快 25 倍以上。

漸漸地,NSFnet 開始取代 ARPANET,成為 Internet 的主幹網。

80 年代末,連線到 NSFnet 的計算機數量遠遠超過了 ARPANET 使用者的數量。1990 年 6 月 1 日,ARPANET 被正式 “拆除”。

1990 年 9 月,由 Merit,IBM 和 MCI 公司聯合建立了一個非盈利的組織——先進網路科學公司 ANS(Advanced Network&Science Inc.)。ANS 的目的是建立一個全美範圍的 T3 級主幹網,能以 45Mbps 的速率傳送資料。到 1991 年底,NSFnet 的全部主幹網都與 ANS 提供的 T3 級主幹網相聯通。

1991 年,NSF 的官員決定允許 NSFnet 網路上的商業活動,網路連線數量開始指數級增長。

1991 年 8 月 6 日,在瑞士日內瓦的核子研究中心(CERN)工作的英國物理學家蒂姆 · 伯納斯 · 李(Tim Berners-Lee),正式提出了 World Wide Web,也就是如今我們非常熟悉的 www 全球資訊網。

蒂姆 · 伯納斯 · 李,全球資訊網之父

他還提出了 HTTP(超文字傳送協議)和 HTML(超文字標記語言),設計了第一個網頁瀏覽器,並建立了世界上第一個 web 網站。

1992 年,幾個因特網組織合併,成立因特網協會 ISOC。此時的因特網,已經擁有超過 100 萬臺主機,並持續指數級瘋狂增長。

Internet,真正變成了全球網際網路,開始走進人們的生活。

如今,全球網際網路使用者數已經達到 45.4 億,普及率超過 59%。與其說它是一場技術革命,它更像是一場社會革命。它顛覆了整個社會的運作模式,推動了人類文明的跨越式發展。

最後,讓我們記住文章中這些偉大學者的名字吧。正是他們,改變了歷史!

前排從左到右:Dave Walden, Barry Wessler, Truett Thach, Larry Roberts, Len Kleinrock, Bob Taylor, Roland Bryan, Bob Kahn,

後排從左到右:Marty Thrope, Ben Barker, Vint Cerf, Severo Ornstein, Frank Heart, Jon Postel, Doug Englebart, and Steve Crocker.

(照片拍攝於 1994 年)