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計(jì)算機(jī)的歷史都學(xué)過(guò),那你們知道互聯(lián)網(wǎng)究竟是怎么誕生的嗎

鮮棗課堂 2021/2/19 22:52:22 責(zé)編:問(wèn)舟

1957 年 10 月 4 日,蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造衛(wèi)星——斯普特尼克一號(hào)。

斯普特尼克一號(hào)(Спутник-1)

這顆衛(wèi)星的升空,轟動(dòng)了整個(gè)世界,也讓當(dāng)時(shí)的美國(guó)政府震驚不已。他們認(rèn)為,在日趨激烈的冷戰(zhàn)對(duì)抗中,自己已經(jīng)全面落后于蘇聯(lián)。

為了扭轉(zhuǎn)這一局面,美國(guó)國(guó)防部很快于 1958 年 2 月組建了一個(gè)神秘的科研部門——ARPA(Advanced Research Projects Agency,高級(jí)研究計(jì)劃局)。

這個(gè)部門的主要工作,就是研究如何將那些具有潛在軍事價(jià)值、風(fēng)險(xiǎn)大、投資大的 “黑科技”,應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

▉ ARPANET 的誕生

進(jìn)入 60 年代,冷戰(zhàn)持續(xù)升級(jí),美蘇雙方拼命擴(kuò)充自己的核武庫(kù)。

為了保證自己能在蘇聯(lián)的第一輪核打擊下具備一定的生存和反擊能力,美國(guó)國(guó)防部決定研究一種分散的指揮系統(tǒng)。它由無(wú)數(shù)的節(jié)點(diǎn)組成,當(dāng)若干節(jié)點(diǎn)被摧毀后,其它節(jié)點(diǎn)仍能相互通信。

最早接到該任務(wù)的是 ARPA 信息處理技術(shù)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(gè)激進(jìn)的構(gòu)想,即人類的思維將與計(jì)算機(jī)深度結(jié)合,實(shí)現(xiàn) “人機(jī)共生”。在他的任期內(nèi),美國(guó) 70% 的計(jì)算機(jī)科學(xué)研究都是由 ARPA 資助的。

1964 年,利克萊德沒(méi)來(lái)得及實(shí)現(xiàn)自己的構(gòu)想,就離開(kāi)了 ARPA,接替他的是伊凡 · 蘇澤蘭(Ivan Sutherland)。兩年后,來(lái)自 NASA(美國(guó)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(gè)項(xiàng)目的真正發(fā)起者。

羅伯特 · 泰勒仔細(xì)觀察了 IPTO 內(nèi)的一個(gè)小型通信網(wǎng)絡(luò)(由三個(gè)電傳打字機(jī)和三臺(tái)計(jì)算機(jī)組成)后,認(rèn)為不兼容的計(jì)算機(jī)通信沒(méi)有任何意義,應(yīng)該建立一個(gè)兼容的協(xié)議,允許所有終端之間互相通信。

當(dāng)時(shí) ARPA 的負(fù)責(zé)人查爾斯 · 赫茨菲爾德(Charles Herzfeld)非常支持羅伯特 · 泰勒的計(jì)劃。為了完成計(jì)劃,羅伯特 · 泰勒到處搜羅科技精英,加入自己的新通信網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目。

他找來(lái)的人確實(shí)都很牛逼,其中包括:麻省理工學(xué)院(MIT)林肯實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)天才拉里 · 羅伯茨(Larry Roberts,全名是 Lawrence G. Roberts)、提出 “分布式通信理論”的蘭德公司科學(xué)家保羅 . 巴蘭(P.Baran)、美國(guó)加州大學(xué)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信網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理和首席架構(gòu)師。

1966 年,新型通信網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目完成內(nèi)部立項(xiàng),ARPA 將其命名為 “ARPANET(阿帕網(wǎng))”。

1967 年 4 月,在美國(guó)密歇根州安娜堡召開(kāi)的 ARPA IPTO PI 會(huì)議上,拉里 · 羅伯茨組織了有關(guān) ARPANET 設(shè)計(jì)方案的討論。不久后,拉里 · 羅伯茨發(fā)表第一篇關(guān)于 ARPANET 設(shè)計(jì)的論文:“Multiple Computer Networks and Intercomputer Communication(多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)之間的通信)”。

1968 年夏天,美國(guó)國(guó)防部正式啟動(dòng)了 “ARPANET”項(xiàng)目的招標(biāo)。1969 年 1 月,來(lái)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(gè)價(jià)值 100 萬(wàn)美元的合同。

項(xiàng)目的第一階段,拉里 · 羅伯茨計(jì)劃在美國(guó)西南部建立一個(gè)四節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)分別是加州大學(xué)洛杉磯分校、斯坦福大學(xué)研究學(xué)院、加州大學(xué)圣巴巴拉分校和猶他州大學(xué)的四臺(tái)大型計(jì)算機(jī)。

四個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置

四個(gè)節(jié)點(diǎn)的具體信息

四個(gè)節(jié)點(diǎn)之間,采用分組交換技術(shù),通過(guò)專門的 IMP 設(shè)備和通信線路(由 AT&T 公司提供,速率為 50kbps)進(jìn)行連接。

IMP,全名叫做 Interface Message Processor(接口消息處理機(jī))。它的基礎(chǔ)硬件其實(shí)是配有 12K 存儲(chǔ)器的 Honeywell DDP-516 小型計(jì)算機(jī)。

IMP 設(shè)備內(nèi)部

IMP 的作用是連接、調(diào)度和管理。有了它,大型主機(jī)就不必 “親自”參與聯(lián)網(wǎng),從根本上解決了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不兼容的問(wèn)題。后來(lái),人們普遍將 IMP 視為路由器的雛形。

IMP 設(shè)備面板

1969 年 8 月 30 日,來(lái)自 BBN 公司的第一臺(tái) IMP 運(yùn)抵加州大學(xué)洛杉磯分校。倫納德 . 克蘭羅克教授帶著 40 多名工程技術(shù)人員和研究生進(jìn)行安裝和調(diào)試。

倫納德 . 克蘭羅克

10 月初,第二臺(tái) IMP 運(yùn)抵斯坦福大學(xué)研究院。

加州大學(xué)洛杉磯分?,F(xiàn)場(chǎng)機(jī)房

10 月 29 日晚,倫納德 . 克蘭羅克教授安排他的助理、UCLA 大學(xué)本科生查理 · 克萊恩(Charley Kline)坐在 IMP 終端前,與 SRI 終端操作員進(jìn)行對(duì)接。當(dāng)時(shí),查理 · 克萊恩戴著頭戴式耳機(jī)和麥克風(fēng),以便通過(guò)長(zhǎng)途電話隨時(shí)與對(duì)方聯(lián)系。

查理 · 克萊恩

據(jù)查理 · 克萊恩回憶,教授讓他首先傳輸?shù)氖?5 個(gè)字母——“LOGIN”(登錄),以確認(rèn)分組交換技術(shù)的傳輸效果。根據(jù)事前約定,他只需要鍵入 “LOG”三字母?jìng)魉统鋈?,斯坦福那邊的機(jī)器就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生 “IN”,合成為 “LOGIN”登錄。

22 點(diǎn) 30 分,他帶著激動(dòng)不安的心情,在鍵盤上敲入第一個(gè)字母 “L”,然后對(duì)著麥克風(fēng)喊:“你收到‘L’嗎?”

“是的,我收到了‘L’。”,耳機(jī)里傳來(lái)對(duì)方的回答。

“你收到‘O’嗎?”

“是的,我收到了‘O’,請(qǐng)?jiān)賯飨乱粋€(gè)?!?/p>

然而,就在查理 · 克萊恩輸入第三個(gè)字母 “G”時(shí),IMP 儀表顯示傳輸系統(tǒng)崩潰,通訊中斷。世界上第一次互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的通訊試驗(yàn),僅僅傳送了兩個(gè)字母——“LO”!

為了紀(jì)念這一重大時(shí)刻,查理 · 克萊恩把詳細(xì)過(guò)程記錄在他的 “IMPLOG”(工作日志)上,并簽上了自己姓名的縮寫(CSK)。

日志記錄

克蘭羅克教授事后表示,“LO”可以代表 “喂”(Hello),是我們向 SRI 致意和問(wèn)候。也有人說(shuō),“LO”應(yīng)該是 “Lo and behold”(美國(guó)習(xí)慣用語(yǔ),意為:?jiǎn)?,你瞧!),用漢語(yǔ)直譯是 “嗨,瞧一瞧,看一看!”。

數(shù)小時(shí)后,工作人員修復(fù)了系統(tǒng),查理 · 克萊恩不僅傳出了 “LOGIN”,而且傳送了其它資料和數(shù)據(jù)。

不久后,1969 年 11 月,第三臺(tái) IMP 抵達(dá)加州大學(xué)圣巴巴拉分校。12 月,最后一臺(tái) IMP 在第四節(jié)點(diǎn)猶他大學(xué)安裝成功。

至此,ARPANET 正式啟用,人類社會(huì)開(kāi)始進(jìn)入 “網(wǎng)絡(luò)時(shí)代”。

▉ TCP/IP 的崛起

1968 年 ARPANET 項(xiàng)目剛啟動(dòng)的時(shí)候,拉里 · 羅伯茨就成立了一個(gè)專門的研究小組,編寫主機(jī)與主機(jī)之間的通信軟件。這個(gè)小組由一些研究生組成,名為 NWG(Network Working Group)。組長(zhǎng)也是一名來(lái)自加州大學(xué)洛杉磯分校的研究生,名叫史蒂夫 · 克羅克(Steve Crocker)。

1970 年,NWG 終于完成了最初的 ARPANET 通信協(xié)議,稱為網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)。

從 1970 年開(kāi)始,加入 ARPANET 的節(jié)點(diǎn)數(shù)不斷增加。到 1972 年時(shí) , 節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)到 40 個(gè)。E-mail、FTP 和 Telnet,是 ARPANET 上最主要的應(yīng)用。尤其是 e-mail,占據(jù)了 75% 的流量。

1972 年的 ARPANET

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不斷增加,給 NCP 協(xié)議帶來(lái)很大的壓力。這種協(xié)議對(duì)節(jié)點(diǎn)及用戶機(jī)數(shù)量存在限制,因此無(wú)法滿足需求。

1972 年,來(lái)自 BBN 公司的羅伯特 . 卡恩(Robert E. Kahn)加入了 ARPA。這一年,羅伯特 . 卡恩在國(guó)際計(jì)算機(jī)通信大會(huì)(ICCC)上成功地演示了 ARPANET 網(wǎng)絡(luò)。這也是 ARPANET 的首次公開(kāi)亮相。

羅伯特 . 卡恩

1973 年,針對(duì) NCP 協(xié)議的問(wèn)題,羅伯特 . 卡恩提出了 “開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”思想。同年,來(lái)自斯坦福大學(xué)的溫頓 . 瑟夫(Vinton G. Cerf)加入 ARPA,并負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)基于 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(xié)議——TCP(Transmission Control Protocol)。

初期的 TCP 協(xié)議并不完善,缺乏丟包情況下的有效糾正。

1977 年,DARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署,也就是 APRA 改了個(gè)名)與 BBN 公司、斯坦福大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院簽訂合同,在不同的硬件平臺(tái)上開(kāi)發(fā) TCP 協(xié)議的驗(yàn)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(gè)協(xié)議:用來(lái)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸中差錯(cuò)的傳輸控制協(xié)議 TCP,以及專門負(fù)責(zé)對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 IP。

于是,就有了 TCP v3 和 IP v3。后來(lái),形成了穩(wěn)定版本 TCP/IP v4。

TCP/IP,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的根基

在這期間,ARPANET 仍在不斷擴(kuò)張。

1973 年,ARPANET 通過(guò)衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)了與夏威夷、英國(guó)倫敦大學(xué)和挪威皇家雷達(dá)機(jī)構(gòu)的聯(lián)網(wǎng),變成了一張國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

1975 年,ARPANET 正式由美國(guó)國(guó)防部通信處(DCA)接管。DCA 規(guī)定,只有軍事人員、ARPANET 的贊助人、政府機(jī)構(gòu)人員才能使用 ARPANET。但是,當(dāng)時(shí)沒(méi)什么人搭理這個(gè)規(guī)定。

1976 年,ARPANET 已經(jīng)發(fā)展到 60 多個(gè)節(jié)點(diǎn),連接了 100 多臺(tái)主機(jī),跨越整個(gè)美國(guó)大陸。

很多組織機(jī)構(gòu)見(jiàn)識(shí)到了計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的重要性,紛紛開(kāi)展研究。全球涌現(xiàn)了大量的新網(wǎng)絡(luò),例如計(jì)算機(jī)科學(xué)研究網(wǎng)絡(luò) CSNET、加拿大網(wǎng)絡(luò) CDnet、因時(shí)網(wǎng) BITNET 等。

70 年代末,微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世,更是加速了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

1980 年左右,DARPA 開(kāi)始研究如何將不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),提出了 The Interneting Project(互連網(wǎng)技術(shù))項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目的研究成果被簡(jiǎn)稱為 Internet,也就是因特網(wǎng)。

1983 年 1 月 1 日,ARPANET 正式將其網(wǎng)絡(luò)核心協(xié)議由 NCP 替換為 TCP/IP 協(xié)議。

同年,美國(guó)國(guó)防部將 ARPANET 分為軍用和民用兩部分。軍用部分叫做 MILNET,后來(lái)并入了 1982 年建立的國(guó)防數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。民用部分則繼續(xù)叫做 ARPANET。

1985 年,TCP/IP 成為 UNIX 操作系統(tǒng)的組成部分。之后,幾乎所有的操作系統(tǒng)都逐漸支持 TCP/IP。這個(gè)協(xié)議成為主流。

▉ NSFnet:取代 ARPANET

1984 年,美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)建立了 NSFnet,作為超級(jí)計(jì)算機(jī)研究中心之間的連接。

最初,NSF 曾試圖使用 ARPANET 作為 NSFnet 的通信干線,但由于 ARPANET 的軍方背景,以及受控于政府,這個(gè)決策沒(méi)有成功。

于是他們決定自己出資,基于 TCP/IP 協(xié)議,建立完全屬于自己的廣域網(wǎng)。

NSFnet 發(fā)展非常迅速,很快將全美各地的大學(xué)、政府和私人科研機(jī)構(gòu)連接起來(lái)。NSFnet 的速度也很快,比 ARPANET 網(wǎng)絡(luò)快 25 倍以上。

漸漸地,NSFnet 開(kāi)始取代 ARPANET,成為 Internet 的主干網(wǎng)。

80 年代末,連接到 NSFnet 的計(jì)算機(jī)數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了 ARPANET 用戶的數(shù)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(lián)合建立了一個(gè)非盈利的組織——先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)公司 ANS(Advanced Network&Science Inc.)。ANS 的目的是建立一個(gè)全美范圍的 T3 級(jí)主干網(wǎng),能以 45Mbps 的速率傳送數(shù)據(jù)。到 1991 年底,NSFnet 的全部主干網(wǎng)都與 ANS 提供的 T3 級(jí)主干網(wǎng)相聯(lián)通。

1991 年,NSF 的官員決定允許 NSFnet 網(wǎng)絡(luò)上的商業(yè)活動(dòng),網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量開(kāi)始指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

1991 年 8 月 6 日,在瑞士日內(nèi)瓦的核子研究中心(CERN)工作的英國(guó)物理學(xué)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 萬(wàn)維網(wǎng)。

蒂姆 · 伯納斯 · 李,萬(wàn)維網(wǎng)之父

他還提出了 HTTP(超文本傳送協(xié)議)和 HTML(超文本標(biāo)記語(yǔ)言),設(shè)計(jì)了第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器,并建立了世界上第一個(gè) web 網(wǎng)站。

1992 年,幾個(gè)因特網(wǎng)組織合并,成立因特網(wǎng)協(xié)會(huì) ISOC。此時(shí)的因特網(wǎng),已經(jīng)擁有超過(guò) 100 萬(wàn)臺(tái)主機(jī),并持續(xù)指數(shù)級(jí)瘋狂增長(zhǎng)。

Internet,真正變成了全球互聯(lián)網(wǎng),開(kāi)始走進(jìn)人們的生活。

如今,全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到 45.4 億,普及率超過(guò) 59%。與其說(shuō)它是一場(chǎng)技術(shù)革命,它更像是一場(chǎng)社會(huì)革命。它顛覆了整個(gè)社會(huì)的運(yùn)作模式,推動(dòng)了人類文明的跨越式發(fā)展。

最后,讓我們記住文章中這些偉大學(xué)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,

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

(照片拍攝于 1994 年)

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