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胡启恒:互联网的缘起及其在中国的早期发展

2008-12-02 14:54 · 稿源:中国教育和科研计算机网
核心提示:互联网的缔造者和先驱们是这样评价互联网的:“电报、电话、无线电和计算机的发明,为互联网空前的能力集成奠定了基础,从而在计算机和通信领域引发了史无前例的革命。”转眼之间,互联网已成为摆脱地域制约的全球范围内信息交互传播的崭新媒体,成为交易的最大平台,成为人人可以利用的学习、合作、互相沟通的手段,更进一步成为全球普及度最高的信息基础设施。

互联网的发展历程复杂并包含许多方面的内容。它究竟是如何发展到今天的形态?首先是在技术领域中,从“包交换”和ARPANET相关技术开始起步的一系列演变;其次是对如此复杂的、全球规模的基础设施的组织实现、运行管理;还有社会中的相应变革,首先是出现了一个新的群体,他们孜孜以求,为创造和改进互联网有关的技术同心协力,这个群体被互联网的缔造者们称为“Internauts”,意为“网航员”,即“探索网络的人”;随后出现的是网络使用者的群体,他们自称为“网民”;最后,可能也是最重要的,是互联网在商业行为中的塑身,也就是最有效地把研发成果转变成最为普及的、好用的信息基础设施。这些复杂交错的过程造就了今天的互联网。

关于互联网历史的书和文献很多,但是中文的可能还不是很普遍。本文主要以互联网简史(A Brief History of the Internet),互联网历史(The History of the Internet),维基网络百科中的互联网历史(History of the Internet in the Wikipedia)等文献为蓝本,提供一个忠于事实、非常简约的互联网发展缘起的介绍。

互联网缘起:一个划时代创新成就的出现和成长

1957年苏联发射第一颗人造卫星。美国采取在国防部建立先进研究计划局(ARPA)的对应措施,以继续保持在科技前沿领域的领先地位。20世纪60年代初,美国空军委托兰德公司研究如何在核打击以后仍然保持对攻击力量的控制能力。一个分布式的,能耐受核打击的军用网络,这是对于美国科学技术创造能力的一个挑战。

全球网络思想萌芽

关于“全球网络”的这一划时代思想,其奠基人和先驱是MIT的心理学/计算机科学家J.C.R.Licklider。 最早的记录是1962年Licklider所写的一系列备忘录。他描述了一种通过把计算机互相连接成网来实现人与人之间信息交互的概念,他称之为“银河系网络”。按照他的想象,在全球范围内互相连接起来的许多计算机将可以使每一个人从任何地点很快地得到需要的数据或程序。他在“人机共栖(Man-Computer Symbiosis)”这篇发表于1960年的论文中写道:“互相以宽带通信线路连接起来的计算机,将可期待具有现在的图书馆这样的功能,即先进的信息存储、提取以及其他人机共栖(交互)的功能”。原则上,他的设想与现在的互联网已经非常接近。他被任命为ARPA信息技术研究计划的首任领导。随后,Licklider又将这种网络概念的重要意义传递给他的继任者,Ivan Sutherland, Bob Taylor, 和MIT的研究员 Lawrence G·Roberts。

包交换的理论诞生

与此同时,另一个重要的思想也在开始萌发,即关于包交换的理论。MIT的 Leonard Kleinrock于1961年发表关于包交换思想的第一篇文章,1964年出版了第一本书。从电信的话路到包交换,在计算机联网的道路上可谓向前迈进的决定性一步。使计算机能互相沟通,则是另一个技术关键。为了弄清楚这个问题,Lawrence Roberts等人将分别位于麻省和加州的两台计算机通过低速的电话线连接,创造了第一个广域网。试验结果证明,分时计算机可以远程合作,运行程序或存取数据,只是电话线实在不堪重负。而且Kleinrock关于包交换通信的必要性与可行性也完全得到了确认。

出现ARPANET

1966年末,Roberts开始在DARPA(美国国防部高级研究规划局)发展计算机网络的概念,于1967年制定并发表了“ARPANET”计划。在他发表这篇文章的会议上,他得知英国国家物理实验室(NPL)的Donald Davies 和 Roger Scantlebury 也有一篇关于包交换的文章,并且同时得知在兰德公司,Paul Baran 等人也做了关于包交换的工作。兰德公司关于包交换网络用于军事保密语音通信的论文发表于1964年。所以,“包交换网络”的理论与实践,完全是各自独立地、平行地同时在MIT(1961~1967年), 兰德公司(1962~1965年),英国的NPL (1964~1967年)进行和发展,互相之间没有任何关联。

由9位互联网创始科学家和工程师联名发表的“互联网简史,特别对一个事实做了说明,就是,在这三个平行发展的团队中,只有兰德公司的工作考虑了核战的问题。而从MIT发展起来的ARPANET与此事并没有关联。当然,在以后研究互联网的鲁棒性和幸存能力时,也考虑了互联网在损失大部分底层网络时的耐受性能。

1968年是互联网发展的一个新阶段,DARPA正式立项支持ARPANET,在Roberts主持下初步发展了其整体结构和规范。由BBN团队及在其中发挥主要作用的Bob Kahn于1968年底赢得DARPA的合同,负责发展包交换网络的关键部件IMP(界面消息处理器),并负责总体体系结构设计;网络拓扑结构和经济性能的设计和优化是由Roberts 与Howard Frank,以及他在NAC(Network Analysis Corporation)的团队负责;而网络的检测系统则由Kleinrock在加州大学洛杉矶分校(UCLA)的团队负责发展。

Kleinrock最早发展了包交换的理论,又在网络的分析、测试和设计方面有深入的研究,所以他在UCLA的网络测试中心被选定作为ARPANET第一个网点。1969年9月,BBN在UCLA建成了第一个IMP,第一台网上主机顺利完成了连接。斯坦福研究院(SRI) 提供了第二个网点,并支持了网络信息中心(NIC),其功能包括保存、运行和维护主机名册及对应的地址表,RFC的目录等。两个网点建成后一个月,ARPANET的两个网点开始通信,第一件信息从Kleinrock的实验室发到了SRI。

从ARPANET走到Internet

随后加入ARPANET的两个网点,都与利用网络来发展新的应用有关。加州大学圣巴巴拉分校利用网络快速更新数据,完成数学方程运算结果的可视化;犹他大学利用网络研究可视化三维表达。1969年底,ARPANET已经有了4个网点,可以说,早期的互联网就此起步。值得注意的是,即使是在起步阶段,网络研究也是兼顾底层网络的发展和网络的应用。这个传统一直延续到今天。

以后的几年里,网上主机数量迅速增加,研究工作的重点集中到发展功能完善的主机通信协议及其他网络软件。1972年10月,Bob Kahn在计算机通信国际会议International Computer Communication Conference (ICCC)上组织了非常成功的ARPANET大规模演示,首次向公众展示了这个新的网络技术。同年,最热门的网络应用——电子邮件在发展ARPANET的人们互相交流的需求驱动下应运而生。 在BBN,Roberts等团队的努力下,最广泛的网络应用——电子邮件开始起飞并预示着各种各样人与人互相交流的应用将在网上迅速成长。

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