網際網路核心技術——「包交換」技術發明史

口述歷史項目來到大名鼎鼎百年曆史的英國國家物理實驗室(NPL),訪談發明互聯網最核心的基礎技術——包交換技術的Donald Davies團隊,很遺憾Davies已經不在了,好在其手下核心成員都還健在,今天是Roger Scantlebury和Peter Wilkinson給我們講述60年代中期研發數字通信的精彩故事。在美國人巨大的光環下,這大概是互聯網歷史最被低估的一頁。

在NPL我們有一天時間從容講述,深度挖掘,讓歷史鮮活生動地還原出來。讓一切重要的歷史人物和事件更客觀地呈現出來。這是我們的使命。半個世紀的故事,包括當年的零組件,和我年齡幾乎一樣大了。這些故事,只有當事人的講述才是最真切的。挖掘歷史,如同農民耕地,全球訪談,一座座金礦,一鋤頭一鋤頭下去,也是一項光榮的體力活。我們要做一個優秀的互聯網歷史的農民工。

互聯網核心技術——“包交換”技術發明史

互聯網口述歷史(OHI)採訪Roger Scantlebury和Peter Wilkinson

什麼是NPL?

國家物理實驗室(NPL)成立於1900年,最初被認為是英國皇家天文臺的延伸,該天文臺位於里士滿老鹿公園的拐角處,在它存在的最初18年裡,英國皇家學會控制了NPL。它的成立起初的目的是“用於標準化和驗證儀器,用於測試材料和物理常數的測定”。它是世界上最古老的標準化實驗室之一,也是世界領先的研究和應用最精確的測量標準、科學和技術的中心,一個多世紀以來,NPL制定並維護了英國的主要測量標準。

1902年,威爾士親王,未來的國王喬治五世這樣說道:“我相信在國家物理實驗室是第一個國家參與科學研究的實例。該計劃的目的是將科學知識應用於我們日常的工業和商業生活中,打破理論與實踐之間的隔閡,實現科學與商業的結合。”

互聯網核心技術——“包交換”技術發明史

互聯網口述歷史(OHI)採訪Roger Scantlebury和Peter Wilkinson

NPL在倫敦西南部僱傭了500多名科學家,實驗室是一個36000平方米的專用測量大樓,有388個世界上最先進的測量科學實驗室。英國商業、能源和工業戰略部(BEIS)擁有NPL管理有限公司(NPLML),而NPL作為一家上市公司運作。自成立以來,NPL的研究工作涵蓋了物理、光、電、磁、無線電通信、工程、冶金、航空、船舶設計等各個領域。許多英國最著名的科學家都參與了NPL的工作,包括艾倫·圖靈、路易斯·埃森和唐納德·戴維斯。

一個多世紀以來,NPL在物理科學、材料科學、計算和生物科學方面都做出了傑出的貢獻,在科學和技術領域領導著世界的進步。許多具有里程碑意義的科學突破已經在NPL發生,最顯著的成就包括自動計算機引擎(ACE)、分組交換、雷達和原子鐘的發明。

這些NPL設立的標準支撐著整個英國和世界的國家可追溯性測量系統基礎設施,確保了測量的準確性和一致性。NPL確保尖端測量科學和技術在現實世界中產生積極的影響,提供世界領先的測量解決方案,這些解決方案對商業研究和開發至關重要,並支撐著英國在全球的商業成功。

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互聯網口述歷史(OHI)採訪Roger Scantlebury和Peter Wilkinson

NPL網絡的誕生

在二十世紀下半葉,計算機的發展是革命性的。在第二次世界大戰期間,為了進行代碼解密、導彈飛行軌跡的計算和飛行模擬,解決問題的機器的需求出現了。英國第一個可編程電子計算機,飛行員ACE機器,於1950年就已經在NPL被建造出來,使它成為世界上第四個實現通用存儲程序的計算機組。

NPL網絡或NPL數據通信網絡是一個本地計算機網絡,由NPL的一個團隊運營,該團隊首創了包交換的概念

1965年,唐納德•戴維斯(Donald Davies)被任命為NPL的負責人,第二年,他提出了一種基於“分組交換”(packet -switch)的國家數據網絡,並提議開發一種用於在線數據處理的國家通信服務。這是一種快速的消息交換服務,它通過自動將長消息分割成塊並分別發送它們來實現,這種技術構成了當今計算機通信系統的基礎。

在這項提案沒有在全國範圍內被採納後,他領導了一個團隊,設計了一個本地網絡來滿足NPL的需求,並證明了分組交換的可行性,這個設計是第一個描述“接口計算機”概念的設計,現在被稱為路由器

在1967年的一次試驗之後,Davies在1968年8月5日首次公開演示了分組交換。該網絡的第一個版本Mark I在1969年開始運行,1970年,NPL網絡建立,成為世界上第一個局域網。1970年全面運行,Mark II版本從1973年開始運行,NPL團隊還對分組網絡的性能進行了研究,所以第一個實現分組交換的計算機網絡是局域網NPL網絡,其次才是美國的廣域網阿帕網(ARPANET)。

早在20世紀70年代初,NPL網絡就已經與阿帕網相互連接,第一個使用分組交換的實用網絡被引入到NPL本地網絡中,為大約200個用戶提供了一系列在線服務,這一演示為阿帕網的發展提供了急需的指導,阿帕網也逐漸發展成為我們今天所知的互聯網。

NPL網絡在1967年使用了768 kbit/s的線速度,阿帕網採用了類似的數據包格式使線路速度從2.4 kbit/s直接提高到50kbit /s。到1976年,已經有12臺電腦和75臺終端設備安裝上了NPL網絡,這之後越來越多的設備開始使用它,NPL網絡一直運行到1986年,可以說它的存在對於英國和歐洲的其他研究具有極大的影響。

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互聯網口述歷史

無論歷史是人民群眾創造的,還是時代英雄創造的,終究都是人創造的。無論是時勢造英雄,還是英雄造時勢,創造歷史和改變歷史進程的,往往是一部分脫穎而出的個人,在歷史進程的重要關頭,沒有錯過時代賦予的關鍵時刻,依靠自己個人的特質和獨特的努力,成就了獨特的貢獻和不可能的奇蹟。他們是歷史進程的代表人物,他們是凝聚時代變革的典範,聚焦和深入透視他們,可以更好地還原歷史的精彩,展現人類獨特的創造力。可以毫不誇張地說,這些人,就是推動中國從半農業半工業社會進入到信息社會的策動者和引領者。是推動整個人類從工業文明走向更高級的信息文明的功臣和英雄。他們的個人成績與時代意義,將隨著時間的不斷推移,不斷得到彰顯和認可。---方興東語

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