基于普赞CYCLADES系统中的无连接式数据报传输模式,Cerf和Kahn设计的TCP/IP协议栈如今仍在现代互联网中运行着。
2013年,在英国白金汉宫举办的一场颁奖盛典上,英国女王伊丽莎白二世嘉奖了五位计算机网络先驱者。他们将分享刚设立的伊丽莎白女王工程奖(Queen Elizabeth Prize for Engineering)共计100万英镑(合160万美元)的奖金。其中四位获奖者都闻名于世,他们是:互联网协议的创始人温特·瑟夫(Vint Cerf)和鲍勃·卡恩(Bob Kahn),万维网之父蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners Lee),成功发明首款网页浏览器的马克·安德森(Marc Andreessen)。然而,获奖的第五人就相对少为人知。他就是路易斯·普赞(Louis Pouzin)。
在20世纪70年代早期,普赞在分别位于法国、意大利和英国的地点之间建立起了一个创新性的连接数据网络。尽管这个网络只能连接几十台电脑,但其简单高效性为日后建立一个可以连接数百万台电脑的网络指明了方向。普赞的发明激发了瑟夫和康恩的想象力,他们两位将普赞设计的许多方面都融入了他们的互联网协议设计,而互联网协议如今正驱动着整个互联网的运行。然而,在20世纪70年代晚期,法国政府撤走了对普赞项目的资金支持。他眼看着互联网席卷全球,最终自己的工作得到了证明。“对于路易斯来说,这份认可实在来得太迟,太迟了,”瑟夫说道,“这不公平。”
20世纪60年代早期,普赞举家移民美国,并加入了一个致力于分时系统研发的先锋小组,分时系统旨在通过允许多个用户同时在一台计算机上运行多个程序,以期使昂贵的大型主机达到更高的利用率。普赞设计出了一款叫作RUNCOM的程序,可以帮助用户自动设定一些单调重复的指令。他本人将那款程序描述为包裹在电脑呼吸内脏外的一个“壳”,这既为一整类软件工具“命令行接口”(command-line shells)的产生贡献了灵感,也是其名称的来源。如今,命令行接口仍在现代操作系统中发挥作用。
路易斯·普赞
在20世纪60年代晚期法国政客就启动了一项意在振兴国家计算机产业的宏伟计划。1971年,政府叫板国资计算机科学研究机构——法国信息与自动化研究所(IRIA:Institut de Recherche d'Informatique et d'Automatique),开始了建立一个全国性计算机网络的研究。普赞被聘为项目负责人,这个项目也就是著名的CYCLADES。
在这期间,普赞访问了美国多所大学去学习更多有关阿帕网(ARPANET:Advanced Research Projects Agency Network)的知识。阿帕网由法国军方注资,于两年前接通,依靠一项前景广阔的新技术“包交换”(packet switching)在电脑间传输数据。将所有的通信切分成固定大小的数据包并且允许电脑间可以相互传递数据包,这就意味着没有必要在网络上的一对电脑间建立一个直接的连接。即使两台电脑关联甚少,也能够完成连接,这就减少了成本,并且加强了网络的弹性。即使一个网络的连接失败了,数据包也可以通过其它网络传输。
但在普赞看来,阿帕网的设计仍很保守低效。每台计算机都要依赖复杂的硬件才能连接上网络,因为阿帕网的设计包含了一个连接建立阶段,在这段时间一对电脑间可以建立起一条通信网络连接路径。连接建立后,数据包就会在这条路径中有序地进行传输。
普赞的团队想出了一个更高效的办法。他们提出每个数据包都该被标记并作为一个单独信息“数据报”(datagram)进行传输,而不是为一串数据包预设好一条传输的路径。在阿帕网中,成串的数据包都严格按照一定的顺序传输,就像火车的车厢一样。而在CYCLADES网络中,每个数据包就像一辆单独的汽车,可以依据目的地独立地进行传输。就像抛接杂耍一样将数据包还原排序的应该是接收数据的电脑而并非网络,如果某个数据包在传输过程中丢失了,接收电脑还可以发出重新传输的指令。
这种包交换的“无连接”传输模式降低了网络中对那种复杂昂贵的为数据包预设路径的设备需求。同时,这种简易的传输系统也使不同网络间的衔接更为容易。第一条CYCLADES网络连接在1973年首次面世,架构于巴黎和格勒诺布尔(法国东南部城市)之间,得到了Cerf和Kahn的密切关注,这两位科学家那时正在为如何赶超阿帕网绞尽脑汁。基于普赞CYCLADES系统中的无连接式数据报传输模式,Cerf和Kahn设计的TCP/IP协议栈如今仍在现代互联网中运行着。
尽管CYCLADES系统的创新性折服了Cerf和Kahn,但这一发明却激起了法国PTT公司及纵贯欧洲的其它国营电信供应商的敌意。这些公司的工程师们认为普赞的设计根本不值得信赖,也不满CYCLADES解决网络智能这一问题的方式。普赞心知他的网络设计威胁到了PTT等国营公司的传统商业模式,却无意平息对方的愤怒。美国计算机科学家约翰·迪(John Day)回忆起1976年普赞做了一场尤其热血沸腾的讲座。“路易斯展示了一幅城堡的画像,上面标着‘PTT’,”他说,“从城堡的壁垒上垂下一条绳子,上面挂着PTT的用户;其他人则一直在对城堡的高墙发动猛攻。”
当时的法国总统乔治·蓬皮杜(Georges Pompidou)是支持IRIA的,但蓬皮杜1974年去世后,法国政府转而开始反对这一项目。1978年,政府将CYCLADES项目的预算大幅精简。“他们说,‘你此前的工作非常出色,现在是时候休息一下了,有空可以去逛逛公园放放风筝什么的’,”普赞如是说道。
在这一打击后,普赞开始转向其他项目研究,最终步入了学术界。2003年,法国政府授予了普赞“荣誉军团骑士级勋章”(Chevalier de la Légion d’Honneur),这是法国最高的奖励之一。
Kahn 1972年引入开放网络体系四规则
Kahn认为,每一个网络有其自身的特点,不因连到Internet而要求内部的改变;通信将基于尽力而为策略,如果分组不能到达最终目的地,源端将很快重传该分组;黑盒(后来被称为网关和路由器) 将用来连接网络,网关将不保留所通过的分组流的信息,以便简化实现和避免在各种故障情况下的复杂适应及恢复;在操作级不存在全球控制。
Internet 的初始设计(ARPAnet satellite net)是:网关,将互连的分组嵌入到(或抽取自)本地的分组格式中;路由到下一个网关(在互连级别)网间层; 寻址: 不论下层网络是否异质,网间互连总是将网络看为同质的实体;网中网。
TCP/IP 发明人:Vinton G. Cerf & Robert E. Kahn
1972年,Cerf博士作为助理教授回到斯坦福大学,他面临设计一个“网关”计算机互连具有不同协议的网络的难题,他与Robert Kahn一道,在1974年5月提出了命名为TCP的分组网互通协议。1978年他们将TCP分解为TCP/IP。在发明和设计TCP/IP 时,使它可以架构在现有和新的技术上。现在看来,这个原则保证了以后互联网发展的适应性。Cerf 和Kahn 提出的网络互连原则确定了互联网体系:最少、自治原则,不因为网络互连而变化各网络的内部(黑盒设计);尽力而为的服务模式(丢失的分组将被重传而实现误码恢复);无状态路由器(网络连接性: 任何网络可通过网关连到另一个网络);分散控制(没有集中的网络管理与控制)。到现在,互联网经过了很多演变,但无论怎么变,但基本原则没有变化。
WWW 发明人:Tim Berners Lee
1984年当Berners-Lee作为长期雇员回到CERN实验室时,他注意到分布在全球的CERN研究人员如果想共享文件必须使文件与CERN主机兼容,但问题是很多研究人员并不愿意花更多的努力去做这样的事。
1989年他向CERN提出了开发一个信息Web的提议,这一Web是分布式系统,利用Web任何人在任何地方无需中央授权就可共享信息。
1990年他写出HTTP协议(在互联网上实现超文本通信的计算机语言);设计了互联网上文件地址的方案,即现在用的URL (统一资源位置);在该年底他还写出用于检索和浏览超文本的客户程序,他将这些客户称为WWW。他编写了HTML以便格式化超文本页面;他还写了Web服务器软件,可使Web页在计算机上存储并方便其他人接入。
由于CERN(欧洲核子研究中心)对推广他的创新反应较慢,1991年夏天,他将WWW浏览器和Web软件放到互联网上,Web的应用开始起飞,实现了他的全球信息空间的梦想。1994年他在MIT创建了WWW联盟。
World Wide Web——在互联网上利用特定通信协议的设备(web 服务器) 的子集,其三个关键点分别为:文件传送协议——HTTP (hyper text transfer protocol);链路上文件格式——HTML (hyper text markup language);URLs (universal resource locators)。
Netscape 浏览器创始人:Marc Andreesen
尽管WWW已经出现,但其浏览器有较多的不足。当WWW热起来时,Marc Andreesen 还是伊利诺依(Illinois)大学国家超级计算机应用中心(NCSA)的学生,他熟识互联网和Web,但那时大多数浏览器只能运行在昂贵的Unix 机器上,而且用户接口也不够友好,这意味着Web只能为科学家和工程师所用,妨碍了Web的推广。1992年,Marc 与Eric Bina一起开发了一个容易使用而且图形界面丰富的浏览器Mosaic ,不但可以显示HTML文件,特别重要的是包括了“图像”标签,允许同一Web页同时含图像和文本,而且用户仅通过点击就可链接文件。1993年,Mosaic放在NCSA服务器上供下载,使Mosaic迅速普及,在Unix版本之后,很快他又开发了PC和Mac版本,Web的用户数与Web上的内容发展互为良性循环。