本節內容將正式進入網絡協議內容。但是在網絡協議種類已達幾千種之多的今天，顯然我們無法逐個詳細追溯它們的發生發展，所以本節內容以當今應用最廣的網絡協議族TCP/IP為例，借以管窺網絡協議技術史之一斑。

《圣經·舊約·創世記》里的“巴別塔”講述的是語言多樣性消解人類生產力的故事，而網絡從誕生到后來的不斷完善，其實就是持續消除“巴別塔”問題的過程。

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(圖片來源：包圖網)

網絡協議原始版

阿帕網的創立者們面對的一個現實情況是：不同企業推出的不同型號的計算機都有著一套獨特的控制語言和文件組織方式，而這些結構性差異使任何兩臺不同型號的機器都無法展開合作，也就是現在所說的互聯互通。如果要形成計算機網絡，怎樣才能把不同型號的電腦連在一起呢?最初，他們通過一個由BBN研制、被命名為接口信號處理機(IMP)的設備解決了這個問題——IMP被安裝于大型主機與網絡之間起到中介作用，其任務有兩個：接受遠程網絡傳來的信息并轉換為本地主機使用的格式;負責線路調度工作。這樣一來，計算機系統間的不兼容問題得以規避。1969年11月21日，具有4個節點的阿帕網搭建完畢并正式投入運行。

1969年11月21日，具有4個節點的阿帕網搭建完畢并正式投入運行

但是，新的問題接踵而至。當時的阿帕網由分布在美國西海岸不同區域的四臺大型機構成，四大主機通過專門的IMP和專門的通信線路相互連接。阿帕網運行后才發現各個IMP連接的時候，需要考慮用各種型號計算機都認可的信號來打開通信管道，數據通過后還要關閉通道，否則這些IMP不會知道什么時候應該接收信號，什么時候該結束，這就是我們所說的“通信協議”的概念。

1970年12月，一種叫做“網絡控制協議”(Network Control Protocol，NCP)的協議被用于阿帕網，該協議由史蒂夫·克拉克(S.Crocker)領導的網絡工作組(NWG)完成。但隨著阿帕網用戶的增多，NCP逐漸暴露出一些缺陷，如：不能互連不同的操作系統，未給網絡中的每臺電腦設置唯一的地址、缺乏糾錯功能等，導致數據在傳輸過程中一旦出現錯誤，網絡就可能停止運行。這些問題使得網絡的實用性大打折扣。

TCP/IP橫空出世

在1970年代，大量新的網絡已經開始出現，包括計算機科學研究網絡(CSNET,Computer Science Research Network)、加拿大網絡(CDnet,Canadian Network)、因時網(BITNET,Because It's Time Network)和美國國家自然科學基金網絡(NSFnet,National Science Foundation Network)。但是阿帕網無法做到和其他計算機網絡的交流，而隨后的實驗也驗證了現有阿帕網協議并不適合跨越多個網絡運行，這個結果觸發了更多有關協議的研究工作，并最終發明了“傳輸控制協議”(TCP，Transmission-Control Protocol)和“因特網協議”(IP，Internet Protocol)，即TCP/IP模型和協議。

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鮑伯·卡恩                                                            溫頓·瑟夫

TCP/IP協議由供職于DARPA的鮑伯·卡恩(Bob Kahn)和斯坦福大學副教授溫頓·瑟夫(Vinton G.Cerf)聯手完成，1974年12月，他們的第一份TCP協議詳細說明正式發表。TCP/IP是最早出現的網絡協議之一，也是最早出現的互聯網協議。

事實上，TCP/IP協議解決的是另一個“巴別塔”問題。前面我們遇到的是不同型號計算機因控制語言和文件組織方式的不同而無法連接合作，現在面對的則是不同局域網絡之間因有著不同的網絡結構和數據傳輸規則而造成的連接通信障礙。如果將這些局域網絡連接起來，各網絡之間就要通過相應的規則來傳輸數據。TCP/IP協議很好地解決了這個大問題，它的里程碑意義在于建立了網際間的開放互連模型，統一了網際間的交流語言，進而為真正互聯網(Internet)的誕生打下了技術基礎。

TCP/IP協議首先著眼于給每臺電腦都分配一個唯一的確定的地址，就像住宅的門牌號一樣，有了它快遞員才能把包裹準確投遞到位——這就是IP。而TCP則負責監督傳輸過程，一出現問題就發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地——這套思想也直接導致了路由器的出現。思科應該感謝一下這兩位技術先驅，因為它就是從路由器起家，繼而一度成為了網絡基礎設施的代名詞。而其后的歷史也證明，TCP/IP協議和路由器的發明和使用，大大加速了互聯網的普及。

政府的角色：金主、保姆、推銷員與獨裁者

當時為了鼓勵采用新協議，美國國防部高級研究計劃署給斯坦福大學、BBN公司和倫敦大學學院各一份合同，以開發不同硬件平臺上TCP/IP協議的運行版本，包括IBM、DEC和HP系統等。結果由溫頓·瑟夫領銜的斯坦福大學團隊捷足先登，首先制定出了通過詳細定義的TCP/IP協議標準，并在大約一年時間里，實施了三個可以互操作的獨立TCP(TCP/IP協議的前兩個版本以TCP命名，從第三個版本開始以TCP/IP命名)。

1977年11月22日，一輛載有一個無線傳輸器的廂式貨車沿著舊金山南部某處的一條公路行駛，它發出了一個數據包信號，這個信號將在無線網絡和阿帕網之間傳輸，同時它還將在一個衛星網絡上傳輸，這個網絡將阿帕網與歐洲連接到了一起。這個信號從加利福尼亞州跳躍到波士頓，然后又傳輸到挪威和英國，接著回到西弗吉尼亞的一個小鎮，最后回到了加利福尼亞州。這次試驗使得TCP/IP協議首次在三個獨立的計算機網絡之間完成了信號傳輸，行程9.4萬英里，沒有丟失一個比特! TCP/IP協議的技術能力得以證明。“那是真正的互聯網活動。”瑟夫在后來的回憶中說道。

為了推廣TCP/IP協議，美國國防部高級研究計劃署以低價出售TCP/IP的方法，并資助BBN公司和加州大學伯克利分校，以推動將BBN公司開發的TCP/IP加入BSD UNIX操作系統。BSD(Berkeley Software Distribution，伯克利軟件套件)是Unix的衍生系統，BSD UNIX當時在多數大學中流行，它由加州大學伯克利分校開發和發布。計劃署的目的很簡單，就是要讓TCP/IP借勢進入主流。

比爾·喬伊(Bill Joy，曾擔任Sun的首席科學家)當年在伯克利求學時主持開發了最早版本的BSD。1980年初，當美國國防部高級研究規劃署向BBN公司和伯克利提出上述需求時，還是研究生的比爾·喬伊斷然拒絕把BBN TCP/IP加入BSD，因為在他看來BBN的TCP/IP寫得并不好。結果是比爾·喬伊另起爐灶，很快就寫出了高性能的伯克利版TCP/IP，它能夠讓TCP/IP更高效地融入Unix系統和內核。在后來的一次會議上兩方相遇，BBN的人問：你怎么寫出來的?比爾·喬伊答：簡單，你讀協議，然后編程就行了。曾經承建了阿帕網的BBN竟然輸給了一個研究生，這的確令人難堪。不過，事實證明，TCP/IP與流行操作系統Unix的結合是其成功的一大源泉，這也是美國國防部做出的另一個高明之舉。

1983年，伯克利推出內含TCP/IP的第一個BDS UNIX，項目組用一種新的編程接口重寫了TCP/IP，這個編程接口就是隨著Berkeley UNIX4.2BSD一起發布的著名套接字(socket)，他們還編寫了許多應用程序、工具以及管理程序，以便展示通過套接字使用網絡有多么的容易。

機緣巧合的是，那個時候許多大學剛剛得到了第二臺或者第三臺DEC公司的VAX計算機以及連接它們的局域網，但是他們卻沒有聯網軟件。當4.2BSD橫空出世，TCP/IP、套接字編程接口以及許多網絡工具等整個軟件包被立即采納。而且，通過TCP/IP把局域網連接到阿帕網非常容易，許多局域網也的確這樣做了。由此，TCP/IP逐步升級為主流網絡協議。

接下來，大一統時刻終于到來!根據美國國防部長辦公室的“命令”，1983年1月1日聯入遠程網的所有計算機都必須采用TCP/IP，NCP將被停止使用。如同帶隊者喊出“齊步走”的口令，1983年1月1日的這一天，所有的主機都要同時轉換，否則它們就不得不通過臨時機制進行通信。當然，此項安排早在前幾年就已經進行了精心策劃，所以這次轉換的過程十分順利。至此，這個以阿帕網為主干網的網際互聯網被人們稱呼為Internet，而TCP/IP協議也正式開啟了它的傳奇之旅。

時間進入到1986年，互聯網的另一個重要推手出場了，它依然是一家美國政府機構——美國國家科學基金會NSF(National Science Foundation)。那一年，NSF建立了6大超級計算機中心，為了使全國的科學家、工程師能夠共享這些超級計算機設施，NSF建立了自己的基于TCP/IP協議族的計算機網絡NSFNET。其間的種種細節自不必說，到了1990年6月，NSFNET徹底取代了阿帕網轉而成為Internet的主干網。

到了上世紀90年代，美國政府意識到僅靠政府資助，難以適應互聯網應用的發展需求，所以開始鼓勵商業部門介入。1992年，美國IBM、MCI、MERIT三家公司聯合組建了一個高級網絡服務公司(ANS)，建立了覆蓋全美的T3(44.746M)主干網ANSNET，并成為繼NSFNET之后的又一條Internet主干網。隨后，美國國防部高級研究計劃署和美國國家科學基金會撤銷對阿帕網、NSFNET的資助，因特網由此開始進入商用。

這儼然是一場規模空前的接力賽，縱觀互聯網發生發展的前20年，美國政府不僅選對了賽道，還押對了選手。其間的種種決策和變革，都實質性地推動了互聯網的發展。對于初期的互聯網而言，美國政府機構無疑是充當了孵化器的角色，其間有實質性的資金支持，也有精準的推廣普及策略，還有強制性的“命令”行為，更有適時地引入商業資源，最后又適時地功成身退。在成長期呵護備至，在長大之后果斷放手，進退取舍之間自有氣象。其間美國政府的面目角色也多有不同，它是保姆、金主、推銷員、合作伙伴，甚至是“獨裁者”，可謂剛柔并濟，多管齊下，但目的只有一個——引導互聯網向正確的方向發展。我們甚至可以設想一下，如果當初政府角色缺位，互聯網將會怎樣?

參考資料：

• 揭開數據中心網絡協議家族史
• 互聯網怪談9：沒有阿帕網，就沒有互聯網
• 百度百科 TCP/IP協議
• 網絡的基本概念和分類
• 阿帕網：“冷戰”催生的傳奇作者：劉洋 發布時間：2012-05-17 來源：環球財經
• 回顧互聯網的前身——“阿帕網”
• TCP/IP協議維基百科/百度百科
• 技術往事:改變世界的TCP/IP協議
• 從計算機和計算機網絡的發展看TCP/IP協議的重要性 陳中煒
• 網絡安全協議在計算機通信技術當中的作用與意義
• 計算機通信技術當中網絡安全協議的作用剖析
• 施樂的悲劇 環球財經 楊濤編譯
• 《連線》雜志文章《TCP/IP設計者卡恩與互聯網的第一次“圣餐”》
• 《計算機網絡(第5版)》
• 互聯網簡史
• 拜讀一下計算機界牛人前輩們
• 百度百科：BSD
• IPv6的未來
• 第9章 網絡安全協議(https://wenku.baidu.com/view/cd6d092b647d27284b7351ec.html)