互联网历史记录：骨干网

引言

1970年代初期， 拉里·罗伯茨 （ Larry Roberts）来到美国电信巨mono AT＆T，并提出了一个有趣的报价。 当时，他是高级研究计划局（ARPA）计算部门的主任，该机构是国防部内部一个相对年轻的组织，从事脱离现实的长期研究。 在过去的五年中，罗伯茨（Roberts）监督了ARPANET的创建，这是连接全国25个不同位置的计算机的最重要的计算机网络中的第一个。

该网络很成功，但是它的长期存在以及所有相关的官僚机构都没有受到ARPA的授权。 罗伯茨（Roberts）一直在寻找一种将这项任务重设给其他人的方法。 因此，他联系了AT＆T的主管，向他们提供了该系统的“钥匙”。 在仔细考虑了该提议之后，AT＆T最终拒绝了该提议。 该公司的高级工程师和管理人员认为，基本的ARPANET技术是不切实际且不稳定的，并且在旨在提供可靠和通用服务的系统中也没有地位。

自然，ARPANET成为了互联网的结晶。 覆盖整个世界的巨大信息系统的原型，其万花筒的能力无法计算。 AT＆T怎么会看不到过去那样的潜力呢？ 1966年聘请罗伯茨（Roberts）为ARPANET项目的策展人的鲍勃·泰勒（Bob Taylor）坦率地说：“与AT＆T合作就像与Cro-Magnons合作。” 但是，在面对敌意时，对未知的公司官僚们如此无理的无知，我们先退后一步。 我们故事的主题将是Internet的历史，因此起初，最好是对所讨论的内容有一个更一般的了解。

在20世纪下半叶创建的所有技术系统中，互联网可能对现代世界的社会，文化和经济具有最重要的意义。 他在这方面最接近的竞争对手可能正在乘坐喷气飞机。 人们可以使用Internet与世界各地的亲朋好友即时共享想要的和不想要的照片，视频和想法。 现在，相距数千公里的年轻人不断坠入爱河，甚至在虚拟世界中结婚。 白天或晚上的任何时候都可以直接从数百万间舒适的房屋中找到无尽的购物中心。

在大多数情况下，所有这些都是熟悉的，事实就是如此。 但是，正如作者本人可以确认的那样，Internet可能是人类历史上最大的干扰，浪费时间和精神损失的源头，在这方面要超越电视了-这并非易事。 他允许各种不足之处，狂热分子和阴谋论爱好者以光速在全球范围内传播垃圾-这些信息的一部分可以被认为是无害的，而另一部分则被认为是无害的。 他允许许多私人和股份制组织缓慢地获取，甚至在某些情况下迅速而可耻地丢失大量的数据。 总的来说，他成为人类智慧和愚蠢的放大器，后者的数量令人恐惧。

但是，我们正在讨论的主题是什么，它的物理结构，所有可以使这些社会和文化变革得以通过的机制？ 什么是互联网？ 如果我们设法通过将其放置在玻璃容器中来过滤掉该物质，我们将看到它如何分层为三层。 全球通信网络将放置在底部。 该层比Internet古老一百年，最初由铜线或铁线组成，但此后已被同轴电缆，微波中继器，光纤和蜂窝无线电取代。

下一层由计算机组成，这些计算机使用通用语言或协议通过此系统相互通信。 其中最基本的是Internet协议（IP），传输控制协议（TCP）和边界网关协议（BGP）。 这是Internet本身的核心，它的特殊表达以称为路由器的特殊计算机网络的形式出现，路由器负责查找消息从源计算机到目标计算机的路径。

最后，在上层，将有人们和机器用来在Internet上工作和娱乐的各种应用程序，其中许多使用专用语言：Web浏览器，通信应用程序，视频游戏，交易应用程序等。 要使用Internet，应用程序只需要以路由器可以理解的格式将消息括起来。 消息可能是国际象棋的举动，电影的一小部分，或者是将钱从一个银行帐户转移到另一个银行帐户的请求-路由器不在乎，它们将以相同的方式对待。

我们的故事将把这三个线程结合在一起，讲述互联网的故事。 首先是全球通讯网络。 最后，各种程序的所有精彩之处，使计算机用户可以在网络上玩耍或做一些有用的事情。 它们在一起，通过允许不同计算机相互通信的技术和协议进行连接。 这些技术和协议的创建者基于过去的成就（网络），并使用了模糊的未来构想，朝着他们的方向发展（未来计划）。

除了这些创作者之外，我们故事中的常规人物之一就是国家。 这将特别影响由政府管理或受其严格监管的电信网络的水平。 这使我们回到了AT＆T。 无论意识到这一点多么令人不快，泰勒，罗伯茨和他们在ARPA的同事的命运都无望地与电信运营商联系在一起，后者是未来互联网的主要层。 他们的网络完全依赖于此类服务。 如何解释他们的敌意，相信ARPANET代表着一个新世界，实质上是逆行电信官员所面对的？

实际上，这两组人不是按照暂时的划分，而是根据哲学上的分歧。 AT＆T的董事和工程师将自己视为一台庞大而复杂的机器的照看者，该机器为一个人与另一个人提供可靠且通用的通信服务。 贝尔系统负责所有设备。 ARPANET架构师认为系统是任意数据粒子的导体，并认为其操作员不应干扰从导线两端创建和使用此数据的方式。

因此，我们必须从一个故事开始，这个故事是关于借助美国政府的力量如何解决了对美国电信本质的这种僵局。

一站式服务，一站式服务？

互联网诞生于美国电信的特定环境中-在美国，电话和电报提供商根本没有像世界其他地方那样受到对待-并且有充分理由相信这种环境在发展和塑造未来互联网的精神中起着形成性的作用。 因此，让我们仔细研究所有这一切是如何发生的。 为此，我们将回到美国电讯报的诞生时间。

美国异常

1843年， 塞缪尔·莫尔斯 （ Samuel Morse）及其盟友说服国会在华盛顿特区之间的电报线上花费30,000美元 和巴尔的摩。 他们认为，这将是由政府资助的遍布整个大陆的电报线网络中的第一条链接。 在致美国众议院的一封信中，莫尔斯（Morse）邀请政府赎回其电讯专利的所有权利，然后命令私人公司建立网络的各个部分，并为官方通信留出单独的线路。 在这种情况下，莫尔斯写道：“在整个国家的神经被迷惑之前，还需要一点时间，随着思考的速度，它们将传播关于地球上发生的一切的知识，将整个国家变成一个大的定居点。”

在他看来，这样一个至关重要的通信系统自然符合公共利益，因此陷入了政府关注的圈子。 通过邮件服务在多个州之间提供通信是联邦政府的多项任务之一，特别是在美国宪法中明确指出。 但是，他的动机并不完全取决于为社会服务。 政府的控制使莫尔斯和他的支持者有机会成功完成他们的事业-获得一笔，但一笔可观的州钱。 1845年，美国第11任总统詹姆斯·波尔克（James Polk）任职的美国邮政总局长卡夫·约翰逊（Cave Johnson）宣布支持莫尔斯提出的公共电报系统：“使用这种强大的工具，无论是利弊还是人命，都不能私下掌握。人，”他写道。 但是，一切都结束了。 民主军团政府的其他成员不希望与公众电报有任何关系，民主党国会也不想。 政党不喜欢辉格党计划，后者迫使政府将钱花在“内部改善”上，他们认为这些计划旨在鼓励偏favor，腐败和腐败。

由于政府不愿采取行动，莫尔斯团队的一名成员阿莫斯·肯达尔（Amos Kendal）开始在私人赞助者的支持下制定电报网络计划。 但是，莫尔斯的专利不足以确保对电报通信的垄断。 在过去的十年中，出现了数十名竞争者，他们要么购买了替代电报技术的许可证（主要基于王室印刷电报），要么只是出于不稳定的法律理由从事半法律事务。 在人为抬高股价后，分批提起诉讼，纸面财富逐渐消失，破产的公司倒闭或出售给竞争对手。 在所有这些动荡中，到1860年代末，出现了一个主要参与者：西联汇款。

令人震惊的“垄断”谣言开始散布。 电报机已经成为美国人生活中几个方面的必要条件：金融，铁路和报纸。 从来没有一个私人组织发展到如此规模。 政府控制电报的提议有了新的生命。 内战后的十年中，国会邮政委员会提出了各种计划，将电报送入邮政服务的轨道。 出现了三种基本选择：1）邮政赞助西联汇款的另一个竞争对手，使邮政局可以特别方便地访问邮局和路线，而不是设置关税限制。 2）邮政局启动自己的电报机，以与WU和其他私人贸易商竞争。 3）政府将整个电报收归国有，并在邮政部门的控制下通过。

国会的几位忠实支持者已经获得了一份邮政电报的计划，其中包括参议院邮政委员会主席亚历山大·拉姆西（Alexander Ramsey）。 但是，竞选活动的大部分精力是由外部游说者提供的，尤其是加德纳·哈伯德（Gardiner Hubbard），他在公共服务领域拥有丰富的经验，曾是剑桥市城市供水和天然气照明系统的组织者（他后来成为亚历山大·贝尔最重要的早期赞助者和国家地理学会的创始人）。 哈伯德及其支持者认为，公共系统将提供与纸质邮件相同的有用信息分发，从而保持较低的收费。 他们说，这种方法可能比针对企业精英的WU系统更好地为社区服务。 当然，WU反对电报的成本由其成本决定，并且人为地降低关税的公共系统会遇到问题，对任何人都没有好处。

无论如何，邮政电报没有得到足够的支持，无法成为国会之争的主题。 所有拟议的法律都被窒息窒息。 垄断的数量尚未达到可以克服对政府虐待的恐惧的指标。 内战刚结束后，民主人士在1874年再次获得了国会的控制，这是民族重建的精神，最初创建邮政电报的疲软尝试已无济于事。 在随后的几年中，定期将电报机（以及后来的电话机）置于政府控制之下的想法出现了，但是，除了在1918年战时政府（名义上）对电话机进行短暂控制之外，什么也没变。

在全球范围内，通过电报和电话对政府的忽视是一种反常现象。 在法国，电报在电气化之前已被国有化。 1837年，当一家私人公司试图在政府控制的现有系统旁布置光学电报机（使用信号塔）时，法国议会通过了一项法律，禁止发展未经政府授权的电报机。 在英国，允许私人电报机发展数十年。 但是，公众对双寡头的不满导致了1868年政府对局势的控制。在整个欧洲，各国政府如哈伯德及其支持者所建议的那样，将电报和电话置于国家邮件的控制之下。 [在俄罗斯，国营企业Central Telegraph成立于1852年10月1日，约克。 翻译]。

在欧洲和北美以外，世界上大部分地区都由殖民当局控制，因此在电报的发展和监管方面没有发言权。 在存在独立政府的地方，他们通常根据欧洲模式创建国家电报系统。 这些系统通常没有足够的资金用于扩展，其扩展速度与美国和欧洲国家所观察到的速度相同。 例如，到1869年，在农业，商业和劳工部的领导下运营的巴西国家电报公司只有2100公里的电报线路，而在美国，居住在类似地区的人口则是4倍，到1866年已经绵延了13万公里

新政

美国为什么要走这种独特的道路？ 您可以利用这一点来赢得选举的该党支持者之间的公共职位分配的本地制度，这种制度一直存在到19世纪最后几年。 直到邮局首长的政府官僚机构都由政治任命组成，通过这些任命可以奖励忠实的盟友。 双方都不想为对手创造新的大客源-当电报落入联邦政府的控制之下时，这肯定会发生。 但是，最简单的解释是美国传统上对强大的中央政府的不信任-出于同样的原因，美国医疗保健，教育和其他公共机构的结构与其他国家的结构一样。

鉴于电气通信对公共生活和安全的重要性日益提高，美国无法与通信的发展完全分开。 在20世纪的前几十年中，出现了一种混合系统，其中私人通信系统测试了两种力量：一方面，官僚机构不断监控通信公司的关税，以确保它们没有垄断地位并且不会赚取过多利润； 另一方面，如果行为不当，则有被反托拉斯法分割的威胁。 就像我们将看到的那样，这两种力量可能是矛盾的：关税监管理论认为垄断在某些情况下是自然现象，而服务的重复将不必要地浪费资源。 监管者通常试图通过控制价格来最大程度地减少垄断的负面影响。 同时，反托拉斯法试图摧毁萌芽状态的垄断，强行组织竞争性市场。

关税规制的概念源于铁路，并通过由国会于1887年成立的州际贸易委员会（ICC）在联邦一级实施。小型企业和独立农民成为法律的主要推动力。他们通常别无选择，只能使用铁路的服务，这些铁路曾用来向市场提供产品。他们说，铁路公司使用了铁路的服务，从中挤出了最后一笔钱，同时又为大公司提供了豪华的条件。由五人组成的委员会有权监督铁路服务和关税，并防止滥用垄断权力，特别是禁止铁路向选定的公司提供特殊关税（该概念的先驱者，我们现在称为“网络中立”）。 1910年的《曼恩·埃尔金斯法案》扩展了ICC的电报和电话权利。但是，专注于运输的ICC从未对这些新的责任领域特别感兴趣，而实际上忽略了它们。

同时，联邦政府开发了一种全新的工具来打击垄断。1890年的《谢尔曼法》（Sherman Act）为检察官提供了质疑任何涉嫌“遏制贸易”的商业“组合”的机会，也就是说，以垄断机会为代价抑制竞争。在接下来的二十年中，该法律已被用于清算几家大公司，包括最高法院在1911年将标准石油分为34部分的裁决。


分离前的1904年漫画中的章鱼标准油

到那时，电话及其主要提供商AT＆T的重要性和功能已经远远超过了电报和WU，以至于1909年AT＆T能够购买WU的控股权。西奥多·维尔（Theodore Vale）成为合并后的公司的总裁，并开始了将它们缝合在一起的过程。淡水河谷坚信，仁慈的电信垄断将更好地服务于社会利益，并宣传了公司的新口号：“一项政策，一项系统，普遍服务”。最终，Vale逐渐成熟，垄断者的破坏者会注意他。


西奥多·维尔，约。 1918

年，伍德罗·威尔逊（Woodrow Wilson）政府于1913年就职，授予进步党成员威胁其反托拉斯俱乐部的好时机。邮政局局长西德尼·伯尔森（Sidney Burlson）倾向于按照欧洲模式完全邮寄电话，但这种想法一如既往没有得到支持。相反，总检察长乔治·维克舍姆（George Wickersham）表示，AT＆T继续接管独立电话公司违反了《谢尔曼法》。淡水河谷及其副总裁内森·金斯伯里（Nathan Kingsbury）并未出庭，而是与该公司签订了一项历史协议，称为“《金斯伯里协议》”，根据该协议，AT＆T承诺：

1. 停止购买独立公司。
2. 出售您在WU中的股份。
3. 允许独立的电话公司连接到长途网络。

但是在垄断的危险时刻之后，数十年来的平静来了。关税监管的一颗新星已崛起，表明通信中存在自然垄断。救济是在1920年代初进行的，AT＆T恢复了对小型独立电话公司的收购。这种方法体现在1934年的一项法案中，该法案建立了美国联邦通信委员会（FCC），该委员会代替ICC成为有线通信费率的监管者。到那个时候，贝尔系统以任何方式控制了美国电话业务的至少90％：1.4亿公里的电线中有135条，每月23亿电话中的2.1条，年利润10亿美元中的9.9亿美元。但是，FCC的主要目标不是恢复竞争，而是“使所有美国居民都可以访问，“通过有线和无线电波以适当的便利和合理的价格进行快速，高效的州和全球通讯。”如果一个组织可以提供这样的服务，那就这样。

在20世纪中叶，美国的本地和州电信监管机构开发了多阶段交叉补贴系统，以加速通用通信服务的发展。监管委员会根据每个客户的网络估算值而不是根据为该客户提供服务的成本来设置费率。因此，依赖电话进行业务的业务用户支付的费用要高于个人（此服务为其提供了社交便利）。尽管大型电话交换的效率很高，但可以轻松访问许多其他用户的大城市市场中的客户所支付的费用比小城市居民高。长途用户支付了太多，即使该技术无情地降低了长途电话的成本，并且本地交换机的利润不断增长。只要有一个整体提供商可以在其中进行所有工作，那么这种复杂的资本再分配系统就可以很好地发挥作用。

新技术

我们习惯于将垄断视为一种减速力量，会产生闲置和嗜睡。 我们希望垄断将热忱地捍卫其地位和现状，而不会成为技术，经济和文化转型的引擎。 但是，很难将这种对AT＆T的看法应用到鼎盛时期，因为它背叛了创新，推崇并加速了通信领域每项新突破的出现。

例如，在1922年，美国电话电报公司（AT＆T）在曼哈顿的大楼内安装了一个商业广播电台，距第一个这样的大型广播电台-西屋公司（Westinghouse）的KDKA开幕仅一年半。 次年，她利用远程网络将沃伦·哈丁（Warren Harding）总统的呼吁传达给了全国许多地方广播电台。 几年后，在贝尔实验室的工程师们研发出一种将视频和录制的声音结合在一起的机器之后，AT＆T在电影界也站稳了脚跟。 华纳兄弟工作室（Warner Studios）使用这部Waitafo发行了第一部好莱坞电影来同步Don Giovanni音乐，随后是有史以来第一部使用《 爵士歌手 》同步复制品评分的故事片。


怀塔丰

沃尔特·吉福德（Walter Gifford）于1925年成为AT＆T总裁，他决定放弃该公司的副业，例如广播和电影，以避免反托拉斯监管机构进行调查。 尽管自金斯伯里（Kingsbury）达成协议以来，美国司法部并未威胁到该公司，但采取行动被视为滥用电话垄断权以不诚实地转移到其他市场的做法，并没有引起太多关注。 因此，AT＆T不再组织自己的广播，而是成为向美国广播公司RCA和其他广播网络传输信号的主要提供商，将节目从其纽约工作室和其他主要城市转移到全国各地的广播电台分支机构。

同时，在1927年，由于吉福德（Gifford）向他的英国邮政对话者询问的一个小问题，无线电话服务开始遍及整个大西洋：“伦敦的天气如何？” 当然，这不是“那是上帝所做的！” [第一个短语由莫尔斯电码通过电报正式传送/大约 译者注]，但她仍然指出了一个重要的里程碑，即在铺设水下电话线之前的数十年间进行洲际对话的可能性的出现，尽管成本高，质量低。

但是，对于我们的历史而言，最重要的事件涉及长距离传输大量数据。 AT＆T一直希望增加其长途网络的流量，这是与多家尚存独立公司相比的主要竞争优势，同时也带来了可观的利润。 最简单的方法是通过开发降低传输成本的新技术来吸引客户-通常，这意味着可以将更多的呼叫推到同一根电线或电缆中。 但是，正如我们已经看到的，从一个人到另一个人，长途电话超越了传统的电报和电话通信。 无线电网络需要自己的频道，电视已经迫在眉睫，对带宽的要求更大。

满足新需求的最有前途的方法是，铺设由同心金属圆柱体组成的同轴电缆[同轴，同轴-共同的轴/大约。 佩雷夫 ]。 早在19世纪，古典物理学的巨人（麦克斯韦，哈维赛德，瑞利，卡尔文和汤姆森）就研究了这种导体的特性。 他具有传输线之类的巨大理论优势，因为他可以传输宽带信号，而且他自己的结构完全屏蔽了他免受外部信号的交互作用和干扰。 随着1920年代电视发展的开始，现有技术都无法提供高质量广播传输所需的兆赫（或更多）带宽。 因此，贝尔实验室的工程师着手将电缆的理论优势转变为可正常工作的长距离和宽带传输线，包括创建用于生成，放大，接收和其他信号处理的所有必要辅助设备。 1936年，AT＆T经FCC批准对从曼哈顿到费城的电缆长度超过160公里的电缆进行了现场测试。 在对具有27条语音电路的系统进行了首次测试之后，工程师们成功地学会了如何在1937年底之前传输视频。

那时，对高吞吐量长距离通信的另一要求开始出现，即无线电中继通信。 1927年的跨大西洋通信中使用的无线电话使用了一对广播无线电信号，并在短波上创建了双向语音信道。 从地面通信的角度来看，使用整个频带连接两个无线电发射器和接收器进行一次电话交谈在经济上是无利可图的。 如果您可以将许多对话塞入一个无线电波束，那么这将是另一次对话。 尽管每个单独的无线电台都将非常昂贵，但数百个这样的电台应该足以在整个美国传输信号。

为在这种系统中使用权而争夺了两个频带：超高频（分米波）UHF和微波（厘米长波）。 微波的较高频率有望带来更大的带宽，但同时也代表了极大的技术复杂性。 在1930年代，AT＆T的负责任意见倾向于使用UHF选择更安全的方案。

但是，由于微波技术在雷达中的积极应用，在第二次世界大战期间取得了巨大的飞跃。 贝尔的实验室使用AN / TRC-69演示了微波无线电的可行性，AN / TRC-69是一种移动系统，可以将八条电话线传输到另一条视线天线。 这样一来，军事总部可以在重新部署后迅速恢复语音通信，而不必等待电缆的铺设（并且也不必冒着偶然或作为敌方行动的一部分而在切断电缆后冒着无法通信的风险）的麻烦。


扩展的微波无线电中继站AN / TRC-6

战后，贝尔实验室的丹麦籍官员Harold T. Friis领导了微波无线电中继通信的开发。 从纽约到波士顿的350公里测试线于1945年底开放。 波浪在地面塔楼之间跳了50公里长-使用的原理基本上类似于光学电报，甚至是信号灯链。 沿着河到哈得逊高地，沿着康涅狄格州的山丘，到达马萨诸塞州西部的阿什尼巴姆斯基山，然后下降到波士顿湾。

AT＆T不是唯一对微波通信感兴趣或在管理微波信号方面获得军事经验的公司。 Philco，General Electric，Raytheon和电视广播公司在战后建立或计划了自己的实验系统。 1945年春，Philco通过在华盛顿和费城之间建立一条通信线路，取代了AT＆T。


位于美国怀俄明州克雷斯顿的AT＆T微波中继站，是第一条跨大陆线的一部分，1951年。

30多年来，AT＆T避免了反托拉斯委员会和其他政府监管机构的麻烦。 在大多数情况下，她被自然垄断的概念辩护-建立许多相互竞争，相互联系的系统，在全国范围内建立连接，效率极低。 微波通信成为这种装甲的第一个严重缺陷，它使许多公司无需额外费用即可提供长距离通信。

微波传输已大大降低了潜在竞争对手的进入门槛。 由于该技术仅需要相互之间相距50公里的一连串站，因此，要创建有用的系统，就不必购买数千公里的土地并服务数千公里的电缆。 而且，微波的带宽大大超过了传统的成对电缆，因为每个中继站可以传输数千个电话对话或几个电视广播。 现有AT＆T有线长途系统的竞争优势已被抵消。

但是，FCC在1940年代和1950年代做出了两项决定，多年来一直为AT＆T抵御这种竞争的影响。 起初，该委员会拒绝向新的通讯提供者颁发许可证，临时和实验性许可证除外，这些通讯提供者未向全体民众提供服务（例如，在一个企业的框架内进行通讯）。 因此，进入该市场面临许可证丢失的威胁。 委员会成员担心二十年前威胁广播的同一问题的出现，并导致了FCC本身的诞生：许多不同发射器的干扰造成混乱，污染了有限的无线电频带。

第二个决定是关于互连。 回想一下，金斯伯里协议要求AT＆T允许本地电话公司连接到其长途网络。 这些微波微波继电器要求适用吗？ FCC决定，它们仅适用于公共通信系统没有足够覆盖的地方。 因此，当AT＆T决定进入其地区时，任何创建区域或本地网络的竞争对手都可能会与该国其他地区突然断开连接。 维持交流的唯一替代方法是创建自己的新的国家网络，而根据实验性许可，这是一件令人恐惧的事情。

到1950年代末，在长途电信市场上只有一个主要参与者-AT＆T。 他的微波网络在每条路线上传送了6,000条电话线，并到达了每个大陆州。


1960年的AT＆T微波无线电中继网络

但是，从完全不同的角度来看，AT＆T全面全面控制电信网络的第一个主要障碍是。

还有什么要读

• Gerald W. Brock，《电信行业》（1981年），《电信行业：市场结构的动态》 / Gerald W. Brock
• 约翰·布鲁克斯（John Brooks），电话：第一百年（1976）
• MD Fagen编辑，《贝尔系统中的工程和科学史：传输技术》（1985年）
• 约书亚·沃尔夫（Joshua D.Wolff），《西联汇款与美国公司秩序的建立》（2013年）