- 一本書(shū)讀懂TCP/IP
- 王元杰 楊波 周亞寧 陳志剛 紀(jì)旻旻
- 2875字
- 2019-11-22 18:56:06
1.1 TCP/IP的產(chǎn)生背景
TCP/IP是伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而研發(fā)出來(lái)的,還是讓我們從頭說(shuō)起吧。
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束,蘇美兩國(guó)各自發(fā)展了自己的勢(shì)力范圍,成為世界的兩極。這兩極不是在好好發(fā)展經(jīng)濟(jì)上競(jìng)爭(zhēng),而是在軍備上展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。這兩個(gè)龐大的國(guó)家機(jī)器進(jìn)行著無(wú)聲的對(duì)壘。這就是著名的“冷戰(zhàn)”。
1962年,蘇聯(lián)向古巴運(yùn)送導(dǎo)彈,企圖在古巴建立導(dǎo)彈發(fā)射場(chǎng),被美國(guó)U-2偵察機(jī)發(fā)現(xiàn)。美國(guó)總統(tǒng)肯尼迪下令對(duì)古巴實(shí)行軍事封鎖,并進(jìn)行戰(zhàn)爭(zhēng)威脅,蘇聯(lián)被迫撤走導(dǎo)彈,危機(jī)才平息。古巴核導(dǎo)彈危機(jī)導(dǎo)致美國(guó)和原蘇聯(lián)之間的冷戰(zhàn)狀態(tài)隨之升溫,核毀滅的威脅成了人們?nèi)粘I畹脑掝}。
美國(guó)國(guó)防部(DoD)認(rèn)為,如果僅有一個(gè)集中的軍事指揮中心,萬(wàn)一這個(gè)中心被原蘇聯(lián)的核武器摧毀,全國(guó)的軍事指揮將處于癱瘓狀態(tài),其后果將不堪設(shè)想,因此有必要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)分散的指揮系統(tǒng)——它由一個(gè)個(gè)分散的指揮點(diǎn)組成,當(dāng)部分指揮點(diǎn)被摧毀后其他點(diǎn)仍能正常工作,而這些分散的點(diǎn)又能通過(guò)某種形式的通信網(wǎng)取得聯(lián)系。
1969年,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署(ARPA)的領(lǐng)導(dǎo)利克利德提出“巨型網(wǎng)絡(luò)”的概念,設(shè)想“每個(gè)人可以通過(guò)一個(gè)全球范圍內(nèi)相互連接的設(shè)施,在任何地點(diǎn)都可以快速獲取各種數(shù)據(jù)和信息”。哇!領(lǐng)導(dǎo)就是領(lǐng)導(dǎo),這個(gè)概念的提出無(wú)疑是今天的互聯(lián)網(wǎng)的精辟總結(jié)!
當(dāng)然,革命的實(shí)踐比革命的理論更牛,這是領(lǐng)導(dǎo)始料未及的。緊接著,在利克利德的資助下,一群天才的科學(xué)家們建立了名為阿帕網(wǎng)(ARPAnet)的網(wǎng)絡(luò)。
1969年9月美國(guó)軍方阿帕網(wǎng)問(wèn)世。

圖1.1 阿帕網(wǎng)的設(shè)計(jì)師們
在阿帕網(wǎng)產(chǎn)生運(yùn)作之初,大部分計(jì)算機(jī)相互之間不兼容。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成的工作,很難拿到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上去用;想讓硬件和軟件都不一樣的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),也有很多困難。當(dāng)時(shí)美國(guó)陸軍用的計(jì)算機(jī)是DEC系列產(chǎn)品,海軍用的計(jì)算機(jī)是Honeywell中標(biāo)機(jī)器,空軍用的是IBM公司中標(biāo)的計(jì)算機(jī),每一個(gè)軍種的計(jì)算機(jī)在各自的系統(tǒng)里都運(yùn)行良好,但卻有一個(gè)大弊病:不能共享資源。
當(dāng)時(shí)科學(xué)家們提出這樣一個(gè)理念:“所有計(jì)算機(jī)生來(lái)都是平等的。”為了讓這些“生來(lái)平等”的計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)“資源共享”就得在這些系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)之上,建立一種大家共同都必須遵守的標(biāo)準(zhǔn),這樣才能讓不同的計(jì)算機(jī)按照一定的規(guī)則進(jìn)行“談判”,并且在談判之后能“握手”。這里說(shuō)到的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的通信“協(xié)議”的概念。
在確定今天因特網(wǎng)各個(gè)計(jì)算機(jī)之間“談判規(guī)則”過(guò)程中,最重要的人物當(dāng)數(shù)溫頓·瑟夫(Vinton G.Cerf)。正是他的努力,才使今天各種不同的計(jì)算機(jī)能按照協(xié)議上網(wǎng)互聯(lián)。溫頓·瑟夫也因此獲得了與蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee)、羅伯特·卡恩(Robert Elliot Kahn)一樣的美稱——“互聯(lián)網(wǎng)之父”。

圖1.2 溫頓·瑟夫
1970年12月制定出來(lái)了最初的通信協(xié)議是由羅伯特·卡恩開(kāi)發(fā)、溫頓·瑟夫參與的“網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議”(NCP),但要真正建立一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)很不容易。
1972年,計(jì)算機(jī)業(yè)和通信業(yè)的拔尖兒人才齊聚美國(guó)首都華盛頓,大伙兒一起參加了第一屆國(guó)際計(jì)算機(jī)通信會(huì)議。
在熱烈的討論氛圍中(第一次會(huì)議往往都是熱鬧非凡的,大家都有新鮮感),會(huì)議決定在不同的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間達(dá)成共通的通信協(xié)議。
隨后,石破天驚的互聯(lián)網(wǎng)處女秀開(kāi)場(chǎng)了——會(huì)議決定成立互聯(lián)網(wǎng)工作組(The Internet Engineering Task Force,IETF),負(fù)責(zé)建立這種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這是互聯(lián)網(wǎng)第一次出現(xiàn)在世人面前,也是第一次從“官方”的嘴中蹦出來(lái)!
早期協(xié)議,如Telnet(用于虛擬終端仿真)和文件傳輸協(xié)議(FTP)是最早開(kāi)發(fā)的,以指定通過(guò)阿帕網(wǎng)共享信息所需的基本實(shí)用程序。隨著阿帕網(wǎng)在規(guī)模和作用范圍上的日益擴(kuò)大,出現(xiàn)了其他協(xié)議。
1973年的世界正處在冷戰(zhàn)的高峰期,美國(guó)僅有三個(gè)互相聯(lián)系的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都用于國(guó)防或?qū)W術(shù),并不對(duì)公眾開(kāi)放。溫頓·瑟夫與羅伯特·卡恩提出將三個(gè)網(wǎng)絡(luò)合并,嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)“網(wǎng)關(guān)”計(jì)算機(jī)互連具有不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò),讓計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的溝通敞開(kāi)和透明。1974年他們提出命名為TCP的分組網(wǎng)互通協(xié)議,隨后發(fā)表的著名的論文將TCP分為TCP/IP,開(kāi)始布設(shè)可以架構(gòu)在現(xiàn)有和新的技術(shù)上的互聯(lián)網(wǎng),讓大家使用它自由的分享。
“互聯(lián)網(wǎng)一直面臨斗爭(zhēng)和挑戰(zhàn)”,如果溫頓·瑟夫和羅伯特·卡恩當(dāng)年把TCP/IP視為私有財(cái)產(chǎn)而申請(qǐng)專利,就不會(huì)有今天的互聯(lián)網(wǎng)的成功。更重要的是他為其統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),花了整整十年的時(shí)間推廣這項(xiàng)新技術(shù),用各種方式說(shuō)服人們認(rèn)可并嘗試使用它。
在1974年,傳輸控制協(xié)議(TCP)作為規(guī)范草案引入,它描述了如何在網(wǎng)絡(luò)上建立可靠的、主機(jī)對(duì)主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。這意味著處于散兵游勇?tīng)顟B(tài)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)協(xié)議進(jìn)行通信,也表示互聯(lián)網(wǎng)不但有了名頭,并且在“團(tuán)結(jié)就是力量”的真理指引下,具備了令世人矚目的話語(yǔ)權(quán)!
1975年,比爾·蓋茨與保羅·艾倫創(chuàng)辦了微軟公司。
1981年,Internet協(xié)議(IP)以草案形式引入,它描述了如何在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)尋址的標(biāo)準(zhǔn)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)包路由。
1983年1月1日,阿帕網(wǎng)開(kāi)始對(duì)所有的網(wǎng)絡(luò)通信和基本通信都要求標(biāo)準(zhǔn)化,由過(guò)去的NCP改變?yōu)門CP和IP。
1983年,阿帕網(wǎng)分裂為兩部分:用于軍事和國(guó)防部門的軍事網(wǎng)(MILNET)和用于民間的阿帕網(wǎng)版本。同時(shí),局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的產(chǎn)生和蓬勃發(fā)展對(duì)Internet的進(jìn)一步發(fā)展起了重要的作用。其中最引人注目的是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)ASF(National Science Foundation)基于IP建立的名為NSFNET的廣域網(wǎng)。NSF在全美國(guó)建立了按地區(qū)劃分的計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)并將這些地區(qū)網(wǎng)絡(luò)和超級(jí)計(jì)算機(jī)中心互聯(lián)起來(lái)。阿帕網(wǎng)為主干網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng),只對(duì)少數(shù)的專家以及政府要員開(kāi)放,而以NFSNET為主干網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)向社會(huì)開(kāi)放。
1984年,美國(guó)國(guó)防部將TCP/IP作為所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。
1989年蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee)發(fā)明了首個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器——萬(wàn)維網(wǎng)(World Wide Web,WWW),1991年5月WWW在Internet上首次露面,立即引起轟動(dòng),獲得了極大的成功,并被廣泛推廣應(yīng)用。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展時(shí)代的序幕由此拉開(kāi)。

圖1.3 蒂姆·伯納斯·李
1990年6月NSFNET徹底取代了阿帕網(wǎng)而成為Internet的主干網(wǎng)。到1991年,NSFNET的子網(wǎng)已經(jīng)擴(kuò)展到3 000多個(gè),由此奠定了今天異常繁榮的互聯(lián)網(wǎng)之基礎(chǔ)。
螻蟻再多,也無(wú)法撼動(dòng)大象,NSFNET獨(dú)木難支,并不足以支撐起今天互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代華麗的開(kāi)局。實(shí)際上,NSFNET吸引的用戶當(dāng)中不僅包含有很多學(xué)術(shù)團(tuán)體、研究機(jī)構(gòu),至為重要的是,個(gè)人用戶也開(kāi)始參與到這個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。越來(lái)越多不同類型用戶的加入,讓這個(gè)無(wú)趣的資源共享區(qū)開(kāi)始變得熱鬧非凡。
人們漸漸地不安分于板著面孔交流資料,各種形式的溝通也開(kāi)始盛行并越來(lái)越有吸引力。E-mail、BBS、FTP、Telnet等,都是互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生初期人類智慧的結(jié)晶。
1995年,微軟Internet Explorer瀏覽器(IE1)誕生。
1996年,4個(gè)并不是科班出身的以色列籍猶太小伙發(fā)明了ICQ。
至此,互聯(lián)網(wǎng)完成了由資源傳播通道到交流通信平臺(tái)的角色轉(zhuǎn)換,這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程緩慢而細(xì)微,就如同一場(chǎng)天街小雨,輕柔地滋潤(rùn)著這多彩的世界。
1996年,美國(guó)克林頓政府提出“下一代Internet計(jì)劃(NGI)”。
隨后的20年,一大批太陽(yáng)、月亮和星星一樣的企業(yè)橫空出世,一大批業(yè)界精英粉墨登場(chǎng),一大批新技術(shù)、新思路、新理念、新思維風(fēng)起云涌、叱咤風(fēng)云……
1999年,騰訊公司推出騰訊QQ(簡(jiǎn)稱QQ),同年新浪公司推出“新浪微博”。

圖1.4 TCP/IP大行其道
2001年,微軟發(fā)布Windows XP操作系統(tǒng)。
2003年,淘寶網(wǎng)成立。
2011年,騰訊公司推出微信(WeChat)。
2012年,倫敦奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上,蒂姆·伯納爾斯·李出現(xiàn)在場(chǎng)地中央,他在鍵盤上敲出一行字,此時(shí)大屏幕上顯示“This is for everyone”,意喻萬(wàn)維網(wǎng)是送給世界上每一個(gè)人的禮物。
2016年,TCP/IP大行其道,它無(wú)所不在,無(wú)堅(jiān)不摧,無(wú)往不利,戰(zhàn)無(wú)不勝,攻無(wú)不克……
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