ARPANET(高级研究计划局网络)是第一个具有分布式控制的广域分组交换网络,也是最早实现协议套件 TCP/IP 的网络之一。这两个特性对当今全球互联网的建立具有开创性意义。
ARPANET 的诞生和早期
ARPANET 的想法最早由其创建者于 1966 年在美国国防部下属机构 ARPA(高级研究计划局)信息处理技术办公室 (IPTO) 的罗伯特·泰勒 (Robert Taylor) 撰写的一系列备忘录中提出。该项目旨在通过网络连接各研究机构,从而充分利用它们闲置的计算机资源。
第一个功能性 ARPANET 链路于 1969 年 11 月 21 日在加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 和斯坦福研究所 (SRI) 之间建立。到 1971 年底,已有 15 个站点(包括大学研究部门和军事设施)连接到 ARPANET 网络。
探究 ARPANET 的细节
ARPANET 的设计支柱是分组交换,这是当时革命性的网络技术。在分组交换出现之前,计算机之间的数据传输使用电路交换,就像一条专用电话线,在传输期间保持连接。另一方面,分组交换将数据分成小块或数据包,然后这些小块或数据包可以沿着最有效的网络路径传输,然后在目的地重新组装。
ARPANET 也是首批实施 TCP/IP 协议套件的网络之一,该协议套件成为所有互联网连接的标准。TCP/IP 由 Vint Cerf 和 Bob Kahn 于 1973 年设计和实施,ARPANET 于 1983 年 1 月 1 日采用了该协议套件。
ARPANET 的架构和功能
ARPANET 的内部结构由称为接口消息处理器 (IMP) 的分组交换节点组成。每个 IMP 都是一台霍尼韦尔 DDP-516 小型计算机,配有专门的通信硬件。IMP 通过高速线路互连。每个 IMP 最多可支持六台主机,主机之间的通信通过分组交换实现。
主机可以是大型机、小型计算机、工作站等,每个主机都运行所选协议套件的网络软件。协议以分层方式实现。在较低级别,网络接口协议控制主机和其所连接的 IMP 之间的交互。在较高级别,主机到主机协议支持主机之间的数据交换。
ARPANET 的主要特点和贡献
ARPANET 的主要功能包括:
-
分组交换技术:这是传统电路交换系统的重大转变,现在已成为现代互联网通信的事实标准。
-
TCP/IP 协议套件:ARPANET 是最早实现 TCP/IP 的网络之一,TCP/IP 现在已成为互联网的基础。
-
分布式控制:与当时的其他系统不同,ARPANET 中的控制并非集中式。这一特性有助于提高网络的稳健性和弹性。
-
接口消息处理器 (IMP) 的使用:IMP 的使用是现代路由器概念的前身。
ARPANET 的变体
随着时间的推移,从 ARPANET 发展出了几个相关网络,它们具有 ARPANET 的许多关键特征。以下是其中一些:
网络 | 描述 |
---|---|
军事情报网 | 1983 年从 ARPANET 中分离出来的网络,为美国军方提供专用网络。 |
中国科学院网络 | 计算机科学网络成立于 1981 年,为大学计算机科学家提供网络服务。 |
国家科学基金会网络 | 美国国家科学基金会网络是一项于 1985 年启动的计划,旨在促进美国先进研究和教育网络化。 |
使用、问题和解决方案
ARPANET 主要用于开放式研究和联网机构之间的通信。它促进了研究人员之间超级计算机的共享,并成为发送电子邮件的高速数字邮局,这是互联网的第一个应用。
然而,ARPANET 面临多项挑战,包括缺乏一套普遍认可的协议以及网络应用程序匮乏。通过采用 TCP/IP 作为通用协议套件以及开发电子邮件、文件传输和远程登录等各种应用程序,解决了这些问题。
与同类网络的比较分析
虽然 ARPANET 是现代互联网的前身,但其他网络也为我们所知的互联网做出了贡献。以下是比较表:
网络 | 主要贡献 |
---|---|
阿帕网 | 开发并实施分组交换和 TCP/IP 协议的概念。 |
不良贷款网络 | 证明了分组交换的可行性。 |
优点网络 | 开发网络技术并影响标准。 |
基克拉泽斯群岛 | 发展了数据报的概念并影响了TCP/IP。 |
虽然 ARPANET 于 1990 年正式退役,但其核心技术仍在推动互联网发展。可以追溯到 ARPANET 的技术包括云计算、VPN 和物联网 (IoT) 等大型网络。
ARPANET 和代理服务器
虽然 ARPANET 本身不使用代理服务器,但这些服务器已成为现代互联网不可或缺的一部分,而现代互联网是从 ARPANET 发展而来的。代理服务器充当互联网流量的中介,有助于提高服务安全性、性能和隐私性 - 这些功能继续呼应 ARPANET 的分布式、稳健性。
相关链接
对于那些希望进一步探索的人,以下是一些额外资源的链接:
-
ARPANET 完成报告 – ARPANET 从诞生到退役的详细摘要。
-
互联网历史 – 互联网的全面历史,包括 ARPANET 的作用。
-
计算机历史博物馆 – 大量有关计算历史的文物和信息,包括 ARPANET 的发展。