J.K. R. Liklider和
Robert Taylor在ARPANET开发期间写的1968年论文“作为通信设备的计算机”中指出,组合计算机不仅限于创建单独的网络。 他们预测,这样的网络将合并为“网络的善变网络”,该网络将“用于处理和存储信息的各种设备”组合成一个互连的整体。 在不到十年的时间里,这种最初的理论考虑引起了人们的实际兴趣。 到1970年代中期,计算机网络开始迅速传播。
网络分布
他们渗透各种媒体,进入机构和地方。 ALOHAnet是在1970年代初获得ARPA资助的几个新的学术网络之一。 PRNET是其中之一,它结合了卡车和分组无线电以及卫星SATNET。 其他国家,按照类似的原则,建立了自己的研究网络,尤其是英国和法国。 本地网络由于规模较小,成本较低而成倍增长。 除了Xerox PARC的以太网外,在加利福尼亚州伯克利的劳伦斯辐射实验室还可以看到Octopus。 在剑桥大学学习; 英国国家物理实验室的Mark II。
大约在同一时间,企业开始提供对私有分组网络的付费访问。 这为在线计算服务打开了一个新的全国市场。 在1960年代,各种各样的公司成立了企业,向拥有自己终端的每个人提供对专用数据库(法律和财务)或具有时间共享的计算机的访问权限。 但是,通过常规电话网络在全国范围内访问它们的成本不成比例,这使得这些网络很难在本地市场之外传播。 几家较大的公司(例如Tymshare)创建了自己的内部网络,但是商业分组网络将其使用成本降低到合理的水平。
由于ARPANET专家的离职,出现了第一个这样的网络。 1972年,几名工人离开了负责创建和运营ARPANET的公司Bolt,Beranek和Newman(BBN),并成立了Packet Communications,Inc.。 尽管该公司最终失败了,但突如其来的震惊使BBN成为建立自己的专用Telenet网络的催化剂。 Telenet与ARPANET的首席架构师Larry Roberts一起成功工作了五年,之后被GTE收购。
鉴于这样多样化的网络的出现,Liklider和Taylor怎么能预料到单个统一系统的出现? 即使从组织的角度来看,也可以将所有这些系统与ARPANET轻松地结合在一起-这是不可能的-它们协议的不兼容性使这成为不可能。 但是最后,所有这些异构网络(及其子孙)实际上彼此连接成一个通用的通信系统,我们以互联网的名称知道它。 这一切都不是从拨款或全球计划开始的,而是始于ARPA中层经理
罗伯特·卡恩(Robert Kahn)正在从事的被遗忘的研究项目。
鲍勃·卡恩的问题
坎恩(Kahn)于1964年在普林斯顿(Princeton)为电子信号处理辩护,当时他在学校旁边的田野打高尔夫球。 在麻省理工学院(MIT)任职小教授后,他在BBN找了份工作,最初是想休假以使自己沉浸在这个行业中,以发现实际的人如何解决哪些问题值得研究。 偶然地发现,他在BBN的工作与计算机网络可能行为的研究有关-不久之后,BBN收到了ARPANET的订单。 Kana拖了这个项目,他发表了有关网络体系结构的大部分开发内容。
卡恩(1974)的照片他的“小假期”变成了一个为期六年的工作,在那里Kahn担任BBN网络专家,同时使ARPANET全面投入运营。 到1972年,他已经厌倦了这个话题,更重要的是,厌倦了不断的政治斗争和BBN部门负责人的挣扎。 因此,他接受了拉里·罗伯茨(Larry Roberts)的提议(甚至在罗伯茨本人离开创建Telenet之前),并成为ARPA的项目经理,领导自动制造技术的开发,具有管理数百万美元投资的潜力。 他拒绝在ARPANET上工作,并决定从头开始在新领域进行一切工作。
但是在到达华盛顿特区几个月后,国会削减了一个自动生产项目。 卡恩想立即打包并返回剑桥,但罗伯茨说服了他留下来,并帮助为ARPA开发新的网络项目。 康无法摆脱自己的知识,原来是PRNET的经理,PRNET是一个分组无线电网络,应该为军事行动提供分组交换网络的好处。
PRNET项目是在斯坦福研究所(SRI)的主持下发起的,旨在扩展ALOHANET的核心数据包传输核心技术,以支持中继器和多站操作,包括移动货车。 但是,卡恩立即清楚地知道,这种网络不会带来任何好处,因为它实际上是一个没有计算机的计算机网络。 1975年开始运作时,它在旧金山湾沿岸有一台SRI计算机和四个中继器。 以合理的方式,移动现场站无法使用1970年代大型机的大小和功耗。 所有重要的计算资源都在ARPANET框架内,后者使用了完全不同的协议集,并且无法解释从PRNET接收到的消息。 他想知道如何将这个网络与其更成熟的表亲联系起来呢?
卡恩(Kahn)从ARPANET成立之初就认识了一位老熟人,以帮助他解决问题。
温顿·瑟夫(Winton Cerf)在斯坦福大学学习数学时就对计算机产生了兴趣,并决定在IBM办公室工作了几年后重返加利福尼亚大学UCLA计算机科学研究生院。 他于1967年到达美国,与高中时代的朋友史蒂夫·克罗克(Steve Crocker)一起在加州大学洛杉矶分校的ARPANET部门Len Kleinrock的指导下加入了网络测量中心。 在那里,他和Crocker成为协议开发的专家,并且是网络工作组的主要成员,该工作组开发了用于通过ARPANET发送消息的基本网络管理程序(NCP)以及高级文件传输和远程登录协议。
1974年报纸上的Surf照片Cerf在1970年代初遇到了Kahn,当时Kahn从BBN到达UCLA来测试负载网络。 他使用Cerf创建的软件在网络上造成了拥塞,并产生了人工流量。 正如Kahn预期的那样,网络无法承受负载,因此他建议进行更改以改善拥塞管理。 在随后的几年中,瑟夫继续了他的职业生涯,这看起来是一个充满希望的学术生涯。 在Kahn离开BBN前往华盛顿的同一时间,Cerf前往另一海岸成为斯坦福大学的副教授。
Kang对计算机网络了解很多,但没有协议开发经验-他参与了信号处理,而不是计算机科学。 他知道Surf是完美补充他的技能的工具,这对于将ARPANET与PRNET相关联的任何尝试都是至关重要的。 卡恩(Kahn)与他就互通进行了联系,并在1973年两次会面,然后钻入帕洛阿尔托的一家酒店,发表了卓有成效的著作《互联网分组通信协议》,该协议于1974年5月发表在IEEE Transactions on Communications上。 。 提出了“传输控制程序(TCP)”(P很快变成了“协议”)的项目-现代Internet软件的基石。
外部影响
没有比互联网冲浪更紧密的人或时刻比得上Surf with Kahn及其1974年的工作了。 然而,互联网的创建并不是在某个特定时间点发生的事情-它是经过多年发展而发展的过程。 由Cerf和Kahn在1974年的论文中描述的原始协议在随后的几年中被多次纠正和微调。 网络之间的第一次连接仅在1977年进行了测试; 直到1978年,该协议才被分为两层-当今无处不在的TCP和IP。 ARPANET仅在1982年才开始将其用于自己的目的(互联网出现的规模可以扩展到1995年,当时美国政府取消了由学术预算资助的互联网和商业之间的防火墙)。 该发明过程的参与者列表已经远远超过了这两个名字。 在早期,称为国际分组网络工作组(INWG)的组织是主要的协作机构。
ARPANET于1972年10月在华盛顿希尔顿酒店举行的第一届国际计算机通信会议上,以其现代主义的手法进入了更广阔的技术领域。 除了Cerf和Kahn这样的美国人外,欧洲的几位杰出网络专家也参加了会议,特别是法国的
Louis Pouzen和英国的Donald Davis。 在拉里·罗伯茨(Larry Roberts)的鼓动下,他们决定成立一个国际工作组,以讨论为ARPANET建立协议的网络工作组为例,讨论分组交换系统和协议。 最近成为斯坦福大学教授的Surf同意担任董事长。 第一个主题是互通问题。
最早参与此讨论的重要人物之一是Robert Metcalf,我们在Xerox PARC担任以太网架构师时已经见过他。 尽管Metcalf无法告诉同事,但是在Cerf和Kahn的著作发表之时,他很早就在开发自己的Internet协议PARC Universal Packet或PUP。
Alto以太网网络成功后,互联网对Xerox的需求就增加了。 PARC拥有另一个Data General Nova小型计算机的局域网,当然,ARPANET也存在。 PARC的领导者展望未来,意识到每个Xerox基地都应该拥有自己的以太网,并且它们之间必须以某种方式相互连接(也许通过与Xerox相同的内部ARPANET)。 为了能够伪装成正常的消息,PUP数据包被存储在它所经过的任何网络的其他数据包内,例如PARC以太网。 当数据包到达以太网和另一个网络(例如ARPANET)之间的网关计算机时,该计算机将部署PUP数据包,读取其地址,然后再次将其包装在具有适当标头的ARPANET数据包中,然后将其发送到该地址。
尽管梅特卡夫无法直接说出他们在施乐公司所做的工作,但他的实践经验不可避免地会渗入INWG的讨论中。 1974年,Surf和Kahn承认了他的贡献,事实证明了他的影响力,后来Metcalfe有点生气,因为他不坚持合著。 PUP很可能在1970年代再次影响了现代互联网,当时
约翰·波斯特尔(John Postel)决定将协议分为TCP和IP,以免在网络之间的网关上处理复杂的TCP协议。 IP(Internet协议)是地址协议的简化版本,没有任何复杂的TCP逻辑可保证每个位的传递。 Xerox网络协议(当时称为Xerox网络系统(XNS))已经达到了类似的分离。
在欧洲,特别是在1970年代初开发的网络上,形成了对早期Internet协议的另一个影响力,这是实施计划卡尔库尔计划的结果,该计划由
查尔斯·戴高乐发起,旨在培育自己的法国计算机产业。 戴高乐长期以来一直对美国在西欧日益增长的政治,商业,金融和文化统治地位感到担忧。 他再次决定使法国成为独立的世界领导人,而不是美国和苏联之间的冷战典当。 关于计算机行业,在1960年代对这种独立性提出了两个特别强烈的威胁。 首先,美国拒绝为其最强大的计算机出口颁发许可证,法国想将其用于发展自己的原子弹。 其次,美国通用电气公司成为唯一的法国计算机制造商Compagnie des Machines Bull的主要所有者-不久之后,它关闭了几条Bull的主要生产线(该公司于1919年由挪威人以Bull的名义成立,用于生产可与打孔卡一起使用的机器-直接像IBM。她于1930年代创始人去世后移居法国。 Plan Calcul就是这样诞生的,旨在确保法国独立提供计算能力的能力。
为了控制计划Calcul的实施,戴高乐创建了一种信息技术(一种“计算机科学授权”),直接向其总理汇报。 1971年初,该代表团任命工程师Louis Poussin负责创建法语版本的ARPANET。 该代表团认为,分组网络将在未来几年的计算中发挥关键作用,因此,直接获得该领域的技术知识对于计谋计划的成功将是必要的。
普森在1976年的会议上Pouzin是法国主要工程学院巴黎理工学院的毕业生,他年轻时曾为一家法国电话设备制造商工作,然后移居布尔。 他在那里说服雇主,他们需要更多地了解美国的先进发展。 因此,作为公牛公司的雇员,从1963年到1965年的两年半中,他帮助麻省理工学院创建了一个兼容的分时系统(CTSS)。 这段经历使他成为了整个法国乃至整个欧洲分时互动计算的主要专家。
Cyclades网络架构普森(Pusen)将他应邀创建的网络称为基克拉迪群岛(Cyclades),以纪念爱琴海的一组希腊基克拉迪群岛。 根据名称,该网络中的每台计算机基本上都是一个单独的孤岛。 Cyclades对网络技术的主要贡献是
数据报的概念-数据包通信的最简单版本。 这个想法包括两个互补的部分:
- 数据报是独立的:与电话或ARPANET消息中的数据不同,每个数据报可以独立处理。 她既不依赖于先前的消息,也不依赖于它们的顺序,也不依赖于连接设置协议(例如拨打电话号码)。
- 数据报在主机之间传输-将消息发送到地址的所有责任在于发送方和接收方,而不是网络,在这种情况下,网络只是一个“管道”。
对于从事邮件,电话和电报(PTT)的法国组织的普桑同事而言,数据报的概念似乎是一种异端,该组织在1970年代基于类似于电话的连接以及终端与计算机(而不是计算机与计算机)的连接创建了自己的网络。 这是在另一所理工学院毕业生Remy Depre的监督下发生的。 拒绝网络内传输可靠性的想法对PTT来说是令人反感的,因为数十年的经验迫使它使电话和电报尽可能地可靠。 同时,从经济和政治角度来看,将所有应用程序和服务的控制权转移到位于网络外围的主机的威胁有可能使PTT变成完全独特且不可替代的东西。 但是,除了坚定地推广外,没有什么能增强意见的了,因此PTT的
虚拟连接概念仅帮助Pusen验证了他的数据报的正确性-一种创建可以从一个主机与另一主机进行通信的协议的方法。
Pusen和来自Cyclades项目的同事积极参加了INWG和各种会议,在会议上他们讨论了TCP的基本思想,并毫不犹豫地表达了他们对网络工作方式的看法。 像Melkaf一样,Pusen和他的同事Hubert Zimmerman值得在1974年的TCP工作中提及,他们的至少一位工程师Gerard le Lahn也帮助浏览了协议。 瑟夫后来回忆说:“使用滑动窗口方法进行TCP的
流量控制是直接从与普森和他的人讨论这个问题开始的……我记得鲍勃·梅特卡夫,勒兰和我是如何躺在我位于帕洛阿尔托客厅地板上的那张Whatman纸上的, ".
“滑动窗口”是指TCP控制发送方和接收方之间的数据流的方式。当前窗口由发送方可以主动发送的传出数据流中的所有数据包组成。 “当接收者报告缓冲区中的可用空间时,窗口的右边缘将向右移动,而当接收者报告接收到先前的数据包时,窗口的左边缘将向右移动。”该图的概念与以太网和ALOHANET等广播网络的行为完全重叠,不知不觉地将它们的消息发送到嘈杂且无差别的广播中(与ARPANET电话相反,ARPANET电话需要通过AT&T的可靠线路在IMP之间进行串行消息传递的正常操作)。定制用于将内网传输到最不可靠的网络而不是针对其更复杂的亲戚的协议是有意义的,这就是Kahn和Cerf的TCP协议所做的。我可以继续本着这种精神继续描述英国在互连早期发展中的作用,但不要做太多细节以免遗漏要点-与互联网发明关系最密切的两个名字并不是唯一重要的名字。TCP征服了所有人
这些关于洲际合作的早期想法发生了什么?为什么Cerf和Kahn作为互联网之父而到处都是光荣的,而对Pusen和Zimmerman却一无所知?要理解这一点,首先您需要深入研究INWG早期的程序细节。按照ARPA网络工作组的精神及其“评论请求(RFC)”,INWG创建了自己的“一般注释”系统。作为这种实践的一部分,经过大约一年的合作,Kahn和Cerf在1973年9月提出了针对INWG的TCP的初步版本,将其作为注释39。实际上,这与他们于次年春季在IEEE Transactions中发布的文档相同。 1974年4月,由休伯特·齐默尔曼(Hubert Zimmermann)和米歇尔·伊利(Michelle Ely)领导的基克拉迪小组发布了一项反提议,即INWG61。不同的观点是,在各种工程折衷方案上存在着不同的看法,主要是如何分割和重组跨较小网络的数据包。 。分裂很少,但是由于计划审查国际顾问委员会(CCITT)宣布的网络标准的计划,迫切需要达成协议的紧急性。 CCITT,国际电信联盟的一个部门标准化人员进行了为期四年的全体会议。 1976年会议上必须审议的提案必须在1975年秋天之前提交,在此日期至1980年之间不能进行任何更改。 INWG内部的狂热会议导致了最终投票,该投票赢得了世界上最重要的计算机网络组织代表所描述的新协议-来自ARPANET的Cerf,来自Cyclades的Zimmerman,来自英国国家物理实验室的Roger Scantlebury和来自BBN的Alex Mackenzie。新提案INWG 96在39和61之间选择了一个交叉点,似乎为可预见的未来互连发展设定了方向。但是实际上,折衷方案是互连领域中国际合作的最后一口气,而在这一事实之前,鲍勃·卡恩(Bob Kahn)在新工作组对新提案的投票中不幸缺席。事实证明,投票结果未达到CCITT设定的最后期限,此外,Surf致CCITT一封信,进一步恶化了这种情况,他在信中说该提案未在INWG上达成完全共识。但是,INWG方面的任何提议当然都不会被接受,因为主导CCITT的电信领导人对计算机研究人员发明的数据报网络不感兴趣。他们需要完全控制网络上的流量,而不是将这种权力委托给他们无法控制的本地计算机。他们通常忽略了互连问题,并同意为单独的网络采用虚拟连接协议,称为X.25。具有讽刺意味的是,X.25协议得到了Kahn的前任老板Larry Roberts的支持。他曾经是高级网络研究的领导者,但是他作为商业领导者的新兴趣使他来到CCITT,以授权其公司Telenet已经使用的协议。主要由齐默尔曼(Zimmermann)领导的欧洲人尝试了另一种尝试,转向了另一个标准组织,该组织的电信领导地位并不那么强-国际标准化组织(ISO)。产生的开放系统通信标准(OSI)相对于TCP / IP有一些优势。例如,它没有像IP这样有限的分层寻址系统,其限制要求数以百计的廉价黑客来应对1990年代互联网的爆炸性增长(在2010年代,网络终于开始切换到IP协议的第六版)解决地址空间限制的问题)。但是,由于许多原因,此过程会无限期地拖延和延伸,而不会导致创建工作软件。特别是,非常适合认可既有技术实践的ISO程序不适用于新兴技术。当基于TCP / IP的Internet在1990年代开始发展时,OSI失去了它的意义。让我们从争夺标准的争夺战,走向扎实的,有关构建本地网络的实际工作。欧洲人认真地开始实施INWG 96,以整合基克拉泽斯和国家物理实验室,作为创建欧洲信息网络的一部分。但是,卡恩(Kahn)和ARPA互联网项目的其他领导者无意破坏TCP列车进行国际合作。卡恩已经拨款在ARPANET和PRNET中实现TCP,并且不想从头开始。瑟夫(Cerf)试图在美国方面为他为INWG开发的折衷方案提供支持,但最终投降了。他还决定放弃副教授的生活压力,以卡恩为榜样,他成为ARPA的项目经理,并积极参与了INWG。为什么欧洲人没有建立统一战线和正式国际标准的愿望呢?基本上,整个事情都处于美国和欧洲电信业负责人的不同位置。欧洲人不得不应对自己的邮件和电信(PTT)领导者对数据报模型不断施加的压力,这些领导者曾是各自国家政府的行政部门。因此,他们更有动力在官方标准制定过程中达成共识。基克拉迪群岛的迅速倒台,在1975年使政客失去了兴趣,并在1978年失去了所有资金,为研究PTT的威力提供了素材。普森指责瓦莱丽·吉斯卡德·埃斯蒂纳政府去世。埃斯特纳(d'Estena)于1974年上台,从普森(Pusen)鄙视的国家行政学院(ENA)的代表那里招募了一个政府:如果可以将理工学院与MIT相提并论,那么ENA可以比作哈佛商学院。 d'Estaing的政府根据“国家冠军”的思想制定了一项信息技术政策,而这样的计算机网络需要PTT的支持。基克拉泽斯项目将永远不会得到这种支持;相反,Pusen的竞争对手Despres领导了一个名为Transpac的基于X.25的虚拟网络的创建。在美国,一切都不同。 AT&T的政治影响力与其国外同事不一样;它不是美国政府的一部分。相反,当时的政府严厉限制和削弱了公司,它被禁止干预计算机网络和服务的发展,并很快被彻底拆除。在强大的国防部保护下,ARPA可以自由地开发其Internet程序,而没有任何政治压力。她资助了在各种计算机上实施TCP的工作,并利用这种影响迫使ARPANET中的所有主机在1983年切换到新协议。因此,世界上最有影响力的计算机网络(其中许多节点是世界上最有影响力的计算组织)成为TCP开发的场所。 / IP。因此,由于ARPA与其他任何计算机网络组织相比都具有相对的政治和财务自由,TCP / IP已成为Internet的基础,而不仅仅是Internet。尽管有OSI,ARPA还是变成了一条缠着网络研究界愤怒尾巴的狗。从1974年的角度来看,人们可以注意到,有许多影响因素导致Cerf和Kahn在TCP方面开展工作,并在它们的基础上出现了许多国际合作的潜在选择。但是,从1995年的观点来看,所有道路都指向一个关键点,一个美国组织和两个着名的名字。还有什么要读
- 珍妮特·阿贝特(Janet Abbate),发明互联网(1999)
- 约翰·戴(John Day),“ INWG辩论中的外部环境”,IEEE计算历史年鉴(2016)
- 安德鲁·拉塞尔(Andrew L.Russell),《开放标准与数字时代》(2014年)
- Andrew L. Russell和ValérieSchafer,“在ARPANET和Internet的阴影下:Louis Pouzin和1970年代的Cyclades网络”,《技术与文化》(2014年)