通信網(wǎng)banner.jpg)
1970年代，雖然盛行著電視這種又落后又簡(jiǎn)陋的媒體，但還不至于蒼白得完全沒(méi)有現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的色彩。 的確，當(dāng)時(shí)美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署開(kāi)發(fā)的最先進(jìn)的阿帕網(wǎng)（The Advanced Research Projects Agency Network，世界上第一個(gè)運(yùn)營(yíng)的封包交換網(wǎng)絡(luò)，全球互聯(lián)網(wǎng)的始祖），其調(diào)制解調(diào)器速度也僅為50 Kbps，且體積足有冰箱般巨大；至于流傳甚廣的貝爾103型調(diào)制解調(diào)器，其傳輸速度也只有可憐的每秒300比特。幸好隨著計(jì)算機(jī)總量的增加，長(zhǎng)途數(shù)字通信已經(jīng)相當(dāng)普及了。終端機(jī)也可以通過(guò)相對(duì)較短的幾根簡(jiǎn)單線路或者更復(fù)雜的多點(diǎn)系統(tǒng)，與大型計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)連接。
這些都是陳芝麻爛谷子了。七十年代真正的新鮮玩意兒是局域網(wǎng)（the local area network ，LAN）。它是怎么實(shí)現(xiàn)將所有計(jì)算機(jī)連接起來(lái)的呢？
局域網(wǎng)的亮點(diǎn)在于，它可以連接不止兩個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。因此，一根簡(jiǎn)單的單線雙向傳輸線是不夠用的。理論上說(shuō)，星型、環(huán)型、總線拓?fù)浼軜?gòu)都可以將成千上萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)連成局域網(wǎng)。星型總線拓?fù)浼軜?gòu)將每臺(tái)計(jì)算機(jī)與好幾個(gè)中心節(jié)點(diǎn)連接，這顯然可以勝任這一要求�？偩�拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則是由唯一一根長(zhǎng)電纜組成，計(jì)算機(jī)沿著電纜排布。而在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)里，一根電纜將一臺(tái)臺(tái)計(jì)算機(jī)串起來(lái)，最后首尾相接，形成完整的環(huán)型結(jié)構(gòu)。
Pic： 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Topology）
而在實(shí)際操作上，事情遠(yuǎn)沒(méi)有理論簡(jiǎn)單。令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring），是一種使用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)技術(shù)。但這從線纜的連接方式上是看不出來(lái)的，因?yàn)樗杏?jì)算機(jī)都被連接到中央監(jiān)控系統(tǒng)了（類似于今天以太網(wǎng)的交換機(jī)）。但是這些線路確實(shí)組成了一個(gè)環(huán)型結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)網(wǎng)使用了一個(gè)復(fù)雜的令牌傳遞系統(tǒng)，以此決定是哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)、在什么時(shí)候可以發(fā)送數(shù)據(jù)封包。在環(huán)型結(jié)構(gòu)中流通著一個(gè)令牌，持有令牌的計(jì)算機(jī)就要負(fù)責(zé)發(fā)出信息。令牌總線使用了物理總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但同時(shí)也有一個(gè)令牌傳遞方案，用來(lái)判決每臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)總線的訪問(wèn)權(quán)限。由于其復(fù)雜性，令牌網(wǎng)絡(luò)在很多種故障類型面前都顯得弱不禁風(fēng)。但這種網(wǎng)絡(luò)形式確實(shí)具有“運(yùn)行效果可以預(yù)測(cè)”的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效果可以事先精確地計(jì)算得知這一點(diǎn)，在某些應(yīng)用層面具有重要意義。
Pic： 令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）
但在局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)爭(zhēng)中笑到最后卻是以太網(wǎng)。游說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)化組織中的官員，同時(shí)倡導(dǎo)自己智能、簡(jiǎn)潔、低實(shí)施成本的設(shè)計(jì)，是以太網(wǎng)的殺手锏。以太網(wǎng)堅(jiān)持不懈地發(fā)掘、吸收更高速率的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，并將它們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)據(jù)為己用，令這場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化之爭(zhēng)日益失去懸念。幾十年后，以太網(wǎng)終于一統(tǒng)江湖。
如果你曾經(jīng)留意過(guò)你家電腦屁股后面突出的網(wǎng)線，好奇過(guò)以太網(wǎng)是從哪里開(kāi)始、跑了多遠(yuǎn)、怎么運(yùn)作的，不必再抓耳撓腮了。且聽(tīng)我慢慢道來(lái)。
施樂(lè)PARC為您呈現(xiàn)
以太網(wǎng)是由鮑勃·麥特考菲（Bob Metcalfe）和其他施樂(lè)公司（Xerox） 帕羅奧圖研究中心（Palo Alto Research Center， PARC）的員工在1970年代中期發(fā)明的。PARC的實(shí)驗(yàn)用以太網(wǎng)網(wǎng)速達(dá)3Mbps，“這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸速度比計(jì)算機(jī)訪問(wèn)主記憶體要慢，但已經(jīng)夠用了”。由于可觀的網(wǎng)速，數(shù)據(jù)封包不會(huì)在以太網(wǎng)接口被延遲。“以太網(wǎng)”這個(gè)名字來(lái)自“光以太”，一個(gè)曾經(jīng)被認(rèn)為是電磁波傳遞介質(zhì)的虛構(gòu)概念（正如聲波的傳遞介質(zhì)是空氣）。
通過(guò)在粗同軸電纜中以廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)包，以太網(wǎng)把網(wǎng)線布線當(dāng)作廣播用的“光以太”。計(jì)算機(jī)通過(guò)貫穿熔覆和外導(dǎo)體的小孔與內(nèi)導(dǎo)體接觸并相連，與以太網(wǎng)電纜建立起連接。同軸電纜不允許延伸旁路，其兩端配備了終端電阻，可以校正電纜的電氣性能，因此信號(hào)可以沿著電纜一直傳輸而不會(huì)被反射。所有計(jì)算機(jī)都能看到所有途經(jīng)的數(shù)據(jù)包，但以太網(wǎng)接口會(huì)忽略不是發(fā)送到本地計(jì)算機(jī)或本地播散地址的數(shù)據(jù)包，因此軟件只需處理發(fā)送至本機(jī)的數(shù)據(jù)包就可以了。
Pic： 同軸電纜（coaxial line）
其他的局域網(wǎng)技術(shù)都采用了分散式的機(jī)制來(lái)分配與共享通信介質(zhì)的訪問(wèn)，這當(dāng)中當(dāng)然不包括以太網(wǎng)。PARC研發(fā)的分布式控制機(jī)制實(shí)在太高明了，令我想形容為“簡(jiǎn)直是精神病人操控的精神病院才能想得出來(lái)”，雖然這顯然有失公允。不過(guò)我相信大型機(jī)和微機(jī)生產(chǎn)商們應(yīng)該都會(huì)覺(jué)得我的比喻還不算太離譜。
