ARPA网轶事

- 日理万妓 2022-04-12 11:12 216阅读 0赞

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引言  
　　联网发展到今天，已成为现代生活不可分割的一部分。我们来看看，互联网撰稿人万赟先生认为对互联网的发展产生重要影响的历史人物有哪些。  
  
　　有一个流传甚广的说法是，互联网的前身——阿帕网是美国国防部为抵御前苏联的核打击而建造的通讯网络。事实并非如此。  
　　从时间上看，阿帕网的产生正好是美苏冷战的关键时期。1957年前苏联第一颗人造卫星(Sputnik)发射成功后，美国政府为了迎头赶上，立即作出两个回应，即创建美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration，NASA)和国防部高级研究规划署(Advanced Research Projects Agency，ARPA)。前者是为了发展航空技术与前苏联直接竞争，后者是为了研究万一遭受苏联核打击的应急技术准备。而阿帕网就是国防部高级研究规划署支持的一个项目。  
　　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。