ARPANET历史发展 - 图文(3)

2020-02-21 13:10

当然,阿帕网的产生并非一蹴而就。在这一过程中,有三个对阿帕网的产生有铺垫性贡献的重要人物值得一提。他们一个是颇有建树的心理学教授,一个是推销员出身的国防部长,还有一个是军人出身的美国总统。可以说没有他们就没有高级研究规划署,当然在某种意义上讲也就没有阿帕网。他们对阿帕网的影响也让我们看到了美国科技政策的实施过程和政府对科技开发的前瞻性思路。

这位军人出身的美国总统,就是二战期间指挥诺曼底登陆,后来成为美国第34任总统的艾森豪维尔。他非常重视科学家的建议,并且如果有可能,他也总是让他的科学顾问给他提供决策意见。由于艾氏对军方的不信任,所以当他考虑挑选国防部长时,他提拔了一个跟军方毫不相干的商界人才来坐这个位置,这就是前面所提到的推销员出身的国防部长、宝洁公司当时的总裁内尔·麦克罗伊。

麦克罗伊在宝洁工作的最大收获,是他发现宝洁的研发部门对其研究人员的研究兴趣从不干涉,他们可以随心所欲地研究他们感兴趣的东西。而这种不干涉政策却大大提高了整体研究效率和创新水平,从而使宝洁公司在产品研发方面相对于其它公司一直处于遥遥领先的地位。麦克罗伊就任后通过调查发现军方在研发方面各自为政的情况很严重,许多项目在不同的军种单位被重复立项,导致研究经费浪费严重,而有价值的跨军种的研究项目没有得到很好的重视,于是他给国会打了一个报告,要求划拨经费建立一个由国防部直接领导的研发组织,负责前瞻性的科研项目的开发,从而与前苏联抗衡,这就是国防部高级研究规划署。该署于1958年正式成立,这时距离前苏联的第一颗人造卫星发射成功仅一年。美国政府科技政策的调整能力和国会对他国科技挑战的迅速反应能力及计划实施效率由此可见一斑。

麦克罗伊把宝洁公司的传统也移植到规划署里来,科研人员基本上可以随心所欲地研究他们认为有价值的项目。同时规划署频频与各大科研院校展开合作,资助的项目五花八门。这就为以后麻省理工学院那位心理学教授的计算机人机共生研究事业,以及阿帕网的立项创造了一个宽松有利的萌发环境。

约瑟夫·立克里德在被规划署聘任为信息处理技术办公室主任之前,是麻省理工学院林肯实验室的主任,也是该实验室的创办人。他是个颇富传奇色彩的人物。他从心理学背景出发,很快发现并定位了计算机的发展方向应该是最大限度地对人类行为提供决策支持。计算机发展的最终目标是完全取代人在各个层面的重复性工作,从而把人类彻底解放出来,仅仅作决策。要达到他构想的这个最终目标,一个大前提,就是要消除当时的“巴别塔”现象,即每个型号的计算机都各有一套自己独特的控制语言以及计算机文件的组织方式,而这些结构的差异使任何两台不同型号的机器之间无法展开合作。

立克里德组织了一个由当时计算机专家组成的,称为“星际网络”的专业人士社团。通过这个社团网络,先进的计算机思想得以传播、批判和实践。立克里德最具划时代意义的构想,就是通过这个星际网络社团传播出去的。他提出:“或许只有在很少的场合(我们才需要)让所有的或绝大部分计算机能够在一个集成网络里相互合作,但即便如此,在我看来,开发集成网络操作功能也是很重要的。”

这就是阿帕网的产生以及后来的互联网雏形的最初设想。在立克里德卸任之后,他的接班人——罗伯特·泰勒同其他互联网的众多先驱一起具体实施了阿帕网。 分组交换的思想

众所周知,互联网上数据的基本传输方式是分组交换(Packet Switching)。简单地说,分组交换就是计算机将要传输的数据分割成一个个标准大小的数据包,然后给每个数据包加上发送地址等传送信息发送出去。在传输过程中,这些数据包被装载到帧(Frame)上,然后从一个路由器被传送到另一个,直至到达目的地为止。 很多关于互联网的书和文章充分肯定了分组交换思想的重要性和独创性。因为在此之前,信息的电子传输主要是以脉冲信号为主。阿帕网(ARPA)的设计需要第一次使大规模的实验分组交换分布式网络成为可能。事实上,最初阿帕网能够吸引众多科学家和企业界重视,很重要的原因就是想看一看这种想法是否具有可操作性。后来的事实证明了分组交换分布式网络完全可以高效率地传输信息。

学术界公认分组交换技术是英国人多纳德·戴维斯和美国人保罗·巴兰在20世纪60年代早期分别独立发明的。值得一提的是,他们两个人都不是通讯领域的专家。戴维斯发明分组交换技术的动机是希望增加人机互动性。他在研究分时系统过程中发现信道资源有很大的浪费,他想应该有一个办法可以将整个信道充分利用起来。于是他尝试将用户的传输信息分割成标准大小的信息片,然后通过网络共同传输,每个用户不再单独占用信道。他给这种传输方式命名为“分组交换”。巴兰则从另一个角度出发,他当时主要是研究如果前苏联对美国进行核打击,美国的通讯系统如何自存活。最初,他认为冗余性网络是自存活通讯的最关键技术。换句话说,如何使一个节点与多个节点连接,从而使任何两点之间的通讯可以有多种路径,是通讯网络是否能够自存活的关键。可是,当他在整理自己的这一思想并撰写著作的过程中发现,其实最关键的技术还不是冗余性网络,而是将信息分割开来发散到网络中。这样,即便部分信息被拦截,其他信息还有可能一次到达,而被拦截的信息可以重发,这样整体效率就能得到提高,同时信息的保密性也得到加强。他称这一技术所支持的网络为“分布式自适应消息块网络”。显然这个名字没有“分组交换”来得简洁,有点儿拗口,所以最终被以“分组交换”的名字使用开来了。现在看来,最终的“分组交换”的思想对互联网的成熟发展具有很重要的历史性意义,但它是不是具有独创性的呢?

分组交换的思想从通讯领域来看,当然具有独创性,因为它标志着一种彻底不同的通信方式。但如果从整个人类社会自产业革命以来的技术革新看,它并不独特,因为它和网络分层技术一样,都是现代工业发展在通讯领域对标准化和高效率分工的必然要求。有趣的是,分组交换的思想在刚刚被提出时遭到当时通信领域很多权威专家的质疑,很多人认为这根本不可能被实现。正像当年福特的大规模生产模式最早在美国推出时,也遭到了当时在欧洲的汽车制造业的权威人士的质疑一样。福特在筹建他的第一个汽车组装工厂时,主流的汽车生产模式依然是欧洲的手工作坊。这种生产方式不可能满足大众需求。福特开创性地发明了流水线生产方式。他把整个汽车的零件标准化,并将尽量多的标准化部件集成为一体,这样一来,整个车的复杂性降低,质量的可控程度提高,更重要的是,标准化的零部件使流水线组装成为可能。仔细对比一下,我们就会发现,福特车生

产方式的标准化与分组交换中信息(数据包)传递方式的标准化有着共同的思路,就是通过流程标准化的方式来提高生产或传输效率。

“期货交易”这一发明可以看做是经济领域里的分组交换,因为它将原来需要买家和卖家一对一进行交易的农产品的质量和数量都标准化,并且设立了一个中介组织(交易所)来统一安排交易。这样,使对货物有不同数量和质量需求的买卖双方不必非要等到找到合适的另一方时才能进行交易。相同质量的产品可以统筹交易,在一起统一运输,因而可以充分利用运输空间,如此种种优势,使大规模交易成为可能。

除了以上讲的类似性以外,分组交换、汽车的大规模生产和期货交易还有一个共同特点,就是与传统解决方案相比它们更能够满足大量用户的需求,并且,只有在这个前提下,它们所带来的收益才可以超过操作成本。所以从这个角度讲,这些创新其实都是市场在不断扩张过程中,要求对其运作信息载体进行技术更新的历史必然趋势。

互联网与世界上第一个计算机网络ARPANET

今天,以因特网为核心的信息高速公路正以雷霆万钧之势向地球上的每一个角落迅速延伸,抚今追昔。回顾世界上第一个计算机网络ARPANET,又会让我们生出几多感慨、几多启示? 一、谬言网络

计算机网络的历史可以一直追溯到三十年前的美国。1968年仲夏,在马萨诸塞州坎布里奇市一家名为BBN的小公司,老板交给计算机专家西弗罗·奥恩斯坦因美国国防部高级研究规划局(简称ARPA)送来的一份招标书,招标项目是要建立一个将不同地点的计算机联机并交换数据和文件的网络系统。在当时,这样的网络系统从无先例,所以奥恩斯坦因的老板想知道自己的公司能否承接这个项目。

奥恩斯坦因将文件带回家中通宵研究,一两天后,他胸有成竹地把文件又放回到老板的桌上。“如果你有意投标,我想我们能够承接”他说:“但我看不出要这东西有什么用。”

在现代史上,恐怕再没有比这更为荒谬的技术预言了,后来奥恩斯坦因本人也为此自嘲不已。当时尽管他持有保留意见,BBN公司还是参加投标,并且获得了建立高级研究规划局网络的合同——这是一个简陋的用四台计算机进行的试验,当时谁也没有想到它会演变为今天遍布世界、用途广泛的因特网。

也许没有高级研究规划局的资金,因特网也会一样问世,因为这样一个网络系统的用途太显而易见了。无数科学家,当时正在开发类似技术。参与ARPANET开发的一些研究人员认为,历史终将证明,他们的努力与发展原子弹的曼哈顿计划一样举足轻重。

二、失之交臂

实际上,为计算机网络提供第一笔种子资金的,不是高级研究规划局,而是美国空军。

那还是60年代,在加利福尼亚州的兰德公司,研究员保罗·巴伦使用美国空军提供的综合研究资金,研究了使战略军事通信系统更加稳固的方法。

巴伦特别关心,在全面战争爆发时,如何保证全国指挥机关能够下令进行报复性核打击。当时,美苏两个超级大国的核武库都似乎很容易被对方的首次核打击彻底摧毁。结果形成了一种千钧系于一发的极不稳定的平衡。

巴伦认为,如果双方领袖人物确信自己在任何情况下都能发动反击,他们贸然投入核大战的可能性会小一些。他提出的解决方法是建立一种极其稳固的发散式网络通信系统。这种如同蜘蛛网似的设计将保证信息顺畅传递,即使部分通信线路受损也无关紧要。

于是,巴伦写出洋洋十一卷的报告,解释了他设想的通信系统的技术细节。随后,兰德公司正式建议美国空军建立巴伦式通信系统。

问题在于,当时负责美军各军种远距离通信的机构是新成立的国防通信局。巴伦和一些高层国防部官员认为,国防通信局不具备完成这个项目的技术实力,所以项目暂时被取消,留待一个实力雄厚的机构接手。


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