【互联网传奇】

第四章 中介电脑

会议一结束，罗伯茨便迫不及待拉着克拉克的手，一同登上了他的汽车：“我们边走边聊，你一定要帮帮我，网络真的太复杂了。”

“是的，相互连接的密集网络的确太复杂。你想想，如果它只有3个节点，那只需要3条线连通；如果有4 个节点，完全的相互连接就不是4条线路，而需要6条。如果有10个、100个、1000个节点呢？你需要铺设多少条线路呢？”

稍有数学常识的人都能算出：10个节点需要45条线路，100个节点需要495条，而1000个节点需要铺设近50万条线路。用数学语言解释，连接线路与节点数的平方近似为正比关系。随着节点数的增长，电脑完全相互连接的网络需要的线路数目将会是个灾难。

克拉克坦诚地说：“拉里，别在那些节点上伤脑筋了，你也不需要铺设这么多线路。你向第4台电脑发送的信息，完全可以经过第2台和第3 台电脑来传递。你和所有与会者争论的焦点，无非是如何让自己的大型电脑与其它机器直接通讯。不同的机器硬件和软件各不兼容，它们无法帮助你去完成传递信息的任务。因为这样做不仅困难重重，而且管理也十分不便。你们怎么也吵不出个结果来的。”

停顿了片刻，克拉克接着说：“我想，最简单的解决办法，是设计一种中介电脑，充当信息传递和转换的中介。”

“中介？你继续说，什么是中介电脑？”罗伯茨来了劲。

要认识卫斯理·克拉克所言的“中介电脑”，还得从他完成TX-2后的经历讲起。或许，需要暂时离开网络发展的线索，先来讲述那些年电脑技术领域所发生的革命。

自ENIAC发明指导20世纪60年代初，电脑世界都是大型主机的一统天下，数量稀少的主机就像宗教里的“图腾”标志。正如克拉克实验室的同事肯·奥尔森，为了创办DEC公司寻找资金，向风险投资者描述的那样：

“IBM的大型电脑和类似的计算机，都给人一种神圣不可侵犯的形象——深锁在清洁的房间里，四周用玻璃墙隔开，操纵者穿着白大褂，就像医院护士侍候病人一般。您若到IBM公司的机房租用电脑，肯定会有一种去接受神谕般的感觉。当您把穿孔卡片送进玻璃房后，就只能眼巴巴看着那些人慢吞吞操作，甚至要等上好几天。结果，您突然发现穿孔卡上有个数据错了，算了几天的数据变成了废纸一堆。”

简而言之，能够接触电脑的，只有设计者、系统程序员以及专门的操作员，其他科研人员都被无情地隔离在机房之外。上机费用也非常昂贵，一台普通的商用电脑，如IBM7090，每小时的上机费用大约需要100美元。为了改变这种状况，奥尔森依托TX-0发展出DEC的PDP小型电脑，使电脑进入工厂、商店、学校和政府部门的办公室，但它们仍然不能完全满足科学研究人员的需要。

麻省理工学院的工程师们希望找到更好的办法，把电脑送到每个科研人员手中，方法之一就是前述的“分时系统”。然而，林肯实验室以克拉克为代表的工程师，却认为“时间同享”并非唯一途径，研制TX-0和TX-2就是他们的选择。克拉克曾提出：“计算机应该是实验室的一种设备。”这种今天看来极为稀松平常的观点，在当时被视为“异端邪说”——人们普遍认为，计算机太昂贵太复杂，它根本不可能被计算机专业人士之外的其他人掌握。在TX-0和TX-2相继研制成功的鼓励下，克拉克的下一目标，就是要挑战这种传统观念。他想为非电脑专业的科学家研制出一种更廉价的实验室计算机。

可惜林肯实验室当时已获得空军给予的大量资金，根本不在乎“廉价”还是“昂贵”，实验室主任没有批准他的建议。固执的克拉克决定自己偷偷干。1961年，在“消失”了三个星期后，他不知从什么地方带回一台很小的样机，他对同事宣称，这种机器具有“对用户友好”的特征。

克拉克为他的电脑规定了几个标准，如容易编程、容易操作、容易维护、容易交流等等，后来又增加了两个标准：价格不能超过2.5万美元，“身材”也不能太高。对于最后一个标准，克拉克笑着解释说，我的计算机不应该“居高临下”去吓唬信任他的主人。

尽管林肯实验室不支持他的工作，克拉克与他的同事比尔·帕潘（B.Papian）——磁芯存储器的实际发明人之一 ——准备坚持按照这个实验样机制作一台电脑，仍采用可拆卸的模块方式组装，奥尔森的DEC公司答应帮助制造模块组件。为了纪念他们在林肯实验室难忘的经历，这台电脑被命名为“林肯”（LINC）；一语双关，LINC也正好是“实验室工具计算机”的英文缩写。

“林肯”，或称“实验室工具计算机”，由4个模块组件组成，采用了磁芯存储器（只有1K容量）和“林肯”磁带机装置，有一个简单的键盘。除了缺少微处理器之外（当时微处理器尚未被发明），1962年3月完成的LINC，实际上就是一台完整的个人计算机。

美国国家健康研究所（NIH）和国家心理健康研究所（NIMH）发现了克拉克的工作，热情欢迎他们去进行实验。克拉克带着“林肯”电脑欣然前往，一批医学生物学家参与了实验工作。首次成功的实例发生在马里兰NIMH生物学家斯塔尔（A. Starr）的实验室。长期以来，斯塔尔总想记录下猫的听觉神经脑电波，但微弱的电流被淹没在噪声里无法分离。克拉克提着两个箱子走进实验室，很快就装好了“林肯”。当他把电脑与放大器连接之后，奇迹出现了：随着猫的“喵喵”叫声，斯塔尔首次观察到朝思暮想的脑电波曲线，高兴得他竟围着“林肯”电脑跳起舞来。这只名叫“杰斯帕”的猫，也成为世界上第一只被数字计算机记录下脑电波的动物。

1964年，克拉克为了把猫带进实验室大楼，与管理人员大吵大闹。为了争取更宽松的环境，集中精力改进“林肯”电脑，克拉克领着他的开发组脱离MIT，转到圣路易斯的华盛顿大学。在NIMH和太空总署的资助下，他们大约制造了50台“林肯”，医学生物学家从此拥有了自己的个人电脑。在电脑发展史上，“林肯”电脑似乎鲜为人知，但是，美国电气电子工程学会（IEEE）曾为此授予克拉克“电脑先驱奖”，以表彰他发明了“世界上第一台个人计算机”。

更重要的是，克拉克的同事肯·奥尔森发展了他们在TX-2中的创意，“下海”创办DEC公司，从第一台商业小型机PDP-1开始，不断推出PDP系列小型电脑，发动了一次“小型机革命”。虽然那次革命的成果还不足以使电脑走向普通人的办公室和家庭，它的目标只定位在科学家和工程师，首先让这些科技精英们率先拥有了时代最先进的工具，为互联网络的崛起创造了最基础的条件。

克拉克顶着压力顽强开发“林肯”电脑，为的是让更多的人拥有强大的工具；罗伯茨领衔设计阿帕网，同样是为把电脑变成连接世界的工具，可谓殊途同归。笃信“小就是美”观点的克拉克，从安阿伯会议的争执中触动了他的灵感——只要以类似“林肯”这种简单的工具充当中介，就能够解决罗伯茨最感棘手的问题。

在罗伯茨飞驶的汽车内，克拉克合盘托出了他天才的构思。

按照克拉克的设想，所有提供资源的大型主机，都不必“亲自”参与联网，而在网络与每台主机之间插入一台中介电脑。中介电脑规格相同，“语言”统一，它们只需做两件事：第一，接受远程网络传来的信息并转换为本地主机使用的格式；第二，负责线路调度工作，也就是说，为本地传出的信息规定路线（路由），然后传递出去。这样一来，在网络上实际相互“对话”的只是规格统一的中介计算机。换句话说，罗伯茨需要铺设的，仅仅是用以连接中介电脑的、相对简单的通讯子网络。对于“阿帕”来讲，他们也可以方便地管理和控制整个通讯系统。

听完克拉克的建议，罗伯茨十分兴奋，这真是一个完美的方案，从根本上解决了计算机系统不兼容的问题。回到华盛顿后，他立即拟定了一份备忘录，将中介电脑正式命名为“界面信息处理机”。

在笔记本上，罗伯茨写下了“界面信息处理机”每个单词的英文字头：I—M—P，合起来是“IMP”。他突然发现，在英语中，IMP的本义是“小精灵”，真是太合适了！未来的阿帕网将由许许多多的“小精灵”实施连接、 调度和管理。当然，他还必须制定一套详细的规则，明确规定“小精灵”的通讯格式，以及它们如何与各类主机交换信息等等。现在，人们都已经知道，由克拉克首先提出的“中介电脑”，就是风靡于因特网或局域网之“路由器”（Routers）的前身和雏形。

当年10月，美国计算机学会（ACM）于田纳西州盖特林堡（Gatlinburg）召开年会。罗伯茨抓住机会，在会议上宣读了有关阿帕网的论文。虽然有“小精灵”设计思想做支撑，但网络通讯可靠性差的缺陷还是让他时刻不得安宁， 无论如何，阿帕网都不允许在1分钟之后就发生传输错误。此外，“阿帕”要求他建设的是一个能够经受核攻击的通信网络。当时正处于冷战的最紧张时期，像电话系统那种高度集中式的网络，即使主要系统的一小部分遭到损害，所有的长途通信都会被中断。迄今为止，罗伯茨还没有找到一条既能高效传送信息，又能承受攻击的途径。

会议另一篇论文的宣读，犹如“冬天里的一把火”，使罗伯茨突然发现了光明的前景。论文作者罗杰·斯坎里伯来自英国国家物理实验室（NPL），他介绍了英国科学家唐纳德·戴维斯（D. Davies）的研究成果——“分组交换技术”。晚饭后，罗伯茨急匆匆找到斯坎里伯的房间，详细询问这种新的技术在提高网络传输可靠性上的优势，两个人一直谈到深夜。

谈话结束前，斯坎里伯不解地问罗伯茨：“其实，你们国家早就有人完成了类似研究，保罗·巴兰的《论分布式通信》，难道你没有看过？”

罗伯茨虽然有些不好意思，但他终于从斯坎里伯口中打听到，保罗·巴兰（P. Baran）目前供职于著名的兰德（Rand）公司，在1962年发表的这篇具有里程碑意义的报告中，他率先提出“分组交换”和分布式网络通讯技术，虽然用术语是“分布式自适应信息块交换”。

盖特林堡会议一结束，返回华盛顿的罗伯茨，立即从积满灰尘的档案里，翻出了保罗·巴兰的报告反复研读，同时，也对照着研究唐纳德·戴维斯那篇论文，以致于当戴维斯后来参观“阿帕”时惊讶地发现，他的论文被罗伯茨逐字逐句地研究过，都翻得快要脱页了。

一边读，一边清理自己的思路，罗伯茨感到心中的压力正在一点一点地“卸载”。

迄今为止，人们对网络通讯的理解都来自对打电话或发电报的感性认识。比如，当你在坎布里奇给远在洛杉矶的一位朋友拨通了电话，几千公里的整条线路都会被你个人独占，这种技术通常叫做“线路交换”。线路交换类似于火车站的“岔道器”，一旦你申请要通过某一轨道，岔道器就扳到允许你通过的位置，整条轨道上将只允许“跑”你这一列“火车”。如果把线路交换技术运用与公路交通又会是一种什么样的局面呢？假定你想驱车由纽约前往华盛顿，你必须先打电话给公路管理处，要求他们封锁整段95号州际公路，以供你一人通过。这就是打电话或发电报的实际状况，线路交换使得通讯效率极为低下。此外，另一个重大缺陷在于线路交换过程中存在着时间延迟，对于传送语音影响不大，但用来传送数字讯号，将导致丢失数据的灾难性后果。

从另一角度讲，线路交换的通讯网络必须建立强大的集中控制系统，或许类似于铁路调度室或公路管理处的职能。银行系统就是集中控制式网络的典型：每个分行设有一台电脑，它们都必须接受中央银行的大型主机的控制。任何人从一个分行向另一个分行转账，都需要通过中央主机的认可。集中控制式网络当然容易管理，可你想一想，如果阿帕网也选择这种方式，一旦中央主机遭到了核打击，整个系统岂不顿时瘫痪？即使中央主机没出毛病，线路交换的通讯过程也存在同样的弊端。比如，你申请到从坎布里奇到洛杉矶整条线路，正在传送一份机密情报，只要数千里长的线路间任何一处出现了故障，通讯都会立即中断。

看来，罗伯茨设计阿帕网绝不能采用线路交换和集中控制式网络。那么，什么才是更先进的技术方案呢？保罗·巴兰和唐纳德·戴维斯的发明已经为他准备了现成的答案，那就是分布式网络和“分组交换”。

分组交换？显然，罗伯茨以前没有听说过这个名称。透过保罗·巴兰写下的文字，他总觉得似曾相识。突然，罗伯茨眼睛一亮：嗨，这不就是克兰罗克早就提出的“信息散片”吗？我怎么把这家伙给忘记了呢？