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互聯網究竟是怎么誕生的?

2021-02-23

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。



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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,自己已經全面落后于蘇聯。


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



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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”,應用于軍事領域。



▉ 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,當若干節點被摧毀后,其它節點仍能相互通信。


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


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約瑟夫·利克萊德


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%的計算機科學研究都是由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)。兩年后,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。


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羅伯特·泰勒是整個項目的真正發起者。


羅伯特·泰勒仔細觀察了IPTO內的一個小型通信網絡(由三個電傳打字機和三臺計算機組成)后,認為不兼容的計算機通信沒有任何意義,應該建立一個兼容的協議,允許所有終端之間互相通信。


當時ARPA的負責人查爾斯·赫茨菲爾德(Charles Herzfeld)非常支持羅伯特·泰勒的計劃。為了完成計劃,羅伯特·泰勒到處搜羅科技精英,加入自己的新通信網絡項目。


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“分布式通信理論”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信網絡項目的項目經理和首席架構師。


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拉里·羅伯茨


1966年,新型通信網絡項目完成內部立項,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。不久后,拉里·羅伯茨發表第一篇關于ARPANET設計的論文:“Multiple Computer Networks and Intercomputer Communication(多計算機網絡和計算機之間的通信)”。


1968年夏天,美國國防部正式啟動了“ARPANET”項目的招標。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。


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



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四個節點的位置


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四個節點的具體信息


四個節點之間,采用分組交換技術,通過專門的IMP設備和通信線路(由AT&T公司提供,速率為50kbps)進行連接。


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


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IMP設備內部



IMP的作用是連接、調度和管理。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兼容的問題。后來,人們普遍將IMP視為路由器的雛形。



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IMP設備面板


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調試。


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倫納德.克蘭羅克


10月初,第二臺IMP運抵斯坦福大學研究院。


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加州大學洛杉磯分?,F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系。


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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”(登錄),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”登錄。


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”,然后對著麥克風喊:“你收到‘L’嗎?”


“是的,我收到了‘L’?!?,耳機里傳來對方的回答。


“你收到O’嗎?”


“是的,我收到了‘O’,請再傳下一個?!?/span>


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。世界上第一次互聯網絡的通訊試驗,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”(工作日志)上,并簽上了自己姓名的縮寫(CSK)。



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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!”。


數小時后,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數據。


不久后,1969年11月,第三臺IMP抵達加州大學圣巴巴拉分校。12月,最后一臺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“網絡時代”。



▉ TCP/IP的崛起



1968年ARPANET項目剛啟動的時候,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信軟件。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終于完成了最初的ARPANET通信協議,稱為網絡控制協議(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,占據了75%的流量。


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1972年的ARPANET


網絡節點的不斷增加,給NCP協議帶來很大的壓力。這種協議對節點及用戶機數量存在限制,因此無法滿足需求。


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



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羅伯特.卡恩



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



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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協議并不完善,缺乏丟包情況下的有效糾正。


1977年,DARPA(美國國防部高級研究計劃署,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,在不同的硬件平臺上開發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:用來檢測網絡傳輸中差錯的傳輸控制協議TCP,以及專門負責對不同網絡進行互聯的互聯網協議IP。


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



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TCP/IP,現代網絡的根基



在這期間,ARPANET仍在不斷擴張。


1973年,ARPANET通過衛星通信實現了與夏威夷、英國倫敦大學和挪威皇家雷達機構的聯網,變成了一張國際互聯網絡。


1975 年,ARPANET正式由美國國防部通信處(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,當時沒什么人搭理這個規定。


1976年,ARPANET已經發展到60多個節點,連接了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。全球涌現了大量的新網絡,例如計算機科學研究網絡CSNET、加拿大網絡CDnet、因時網BITNET等。


70年代末,微型計算機問世,更是加速了網絡的發展。


1980年左右,DARPA開始研究如何將不同的網絡連接起來,提出了The Interneting Project(互連網技術)項目。這個項目的研究成果被簡稱為Internet,也就是因特網。


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1983年1月1日,ARPANET正式將其網絡核心協議由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,后來并入了1982年建立的國防數據網(DDN)。民用部分則繼續叫做ARPANET。


1985年,TCP/IP成為UNIX操作系統的組成部分。之后,幾乎所有的操作系統都逐漸支持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,這個決策沒有成功。


于是他們決定自己出資,基于TCP/IP協議,建立完全屬于自己的廣域網。


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接起來。NSFnet的速度也很快,比ARPANET網絡快25倍以上。


漸漸地,NSFnet開始取代ARPANET,成為Internet的主干網。


80年代末,連接到NSFnet的計算機數量遠遠超過了ARPANET用戶的數量。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——先進網絡科學公司ANS(Advanced Network&Science Inc.)。ANS的目的是建立一個全美范圍的T3級主干網,能以45Mbps的速率傳送數據。到1991年底,NSFnet的全部主干網都與ANS提供的T3級主干網相聯通。


1991年,NSF的官員決定允許NSFnet網絡上的商業活動,網絡連接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萬維網。


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蒂姆·伯納斯·李,萬維網之父


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


1992年,幾個因特網組織合并,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,并持續指數級瘋狂增長。


Internet,真正變成了全球互聯網,開始走進人們的生活。



如今,全球互聯網用戶數已經達到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。


最后,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!


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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)



—— 全文完 ——


文章來源于鮮棗課堂 ,作者小棗君


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