今年的圖靈獎,花落以太網(Ethernet)之父——BobMetcalfe。這項計算機界最高榮譽之所以頒給他,正是因為Metcalfe在50年前的工作開創現今全球“超級互聯”的時代。
與此同時,Metcalfe還是3Com 公司創始人、MIT榮譽教授。
MIT計算機系另一位教授Daniela Rus對他評價說:
Metcalfe的工作對計算機科學和世界產生深遠的影響,這一點怎麼強調都不為過。
他為我們現在生活中的無數應用鋪平道路,形成現代技術的基礎。
沒有以太網的出現,我們很難理解生活。
以太網是如何“煉”成的?
時間先撥回到1973年。
當時的Metcalfe撰寫一份著名的備忘錄(memo),叫做“廣播通信網絡”(broadcast communication network)。
主要內容是提出將第一臺個人電腦(PARC的Altos)連接到一個單獨的建築物中,第一個以太網的雛形就誕生,也為設備之間相互通信和在局域網中共享信息鋪平道路。
第一個以太網的速度為每秒2.94兆比特,比它所取代的終端網絡快大約1萬倍。
備忘錄還建議說:
這個網絡應該適應新技術,例如光纖、雙絞線、WiFi和電力網絡等等,並且原始的通信方式應該被替換掉。
這一貢獻後來在他們1976年的ACM通信文章中被永久地紀念下來:
那麼在以太網為什麼會被提出來呢?
Metcalfe喜歡稱之為某種形式的運氣,他說:
我在施樂(Xerox)工作時的第一個任務是把它放到阿帕網(ARPANET)上,這是我在MAC項目中已經做過的。
後來施樂致力於打造第一臺現代個人電腦,還想讓每張辦公桌上在未來都有一臺。
因此,他們讓我設計一個網絡,能讓這些個人電腦連接起來;我當時還很幸運地拿到一張有60個芯片的網絡卡。
當然,以太網的“煉”成並非是靠Metcalfe的一己之力,與他“同行”的人還有David Boggs(已逝世)。
他們二人最初的想法是不用電線,但後來發現這是不可能的事情;於是他們就想用一根線,讓所有個人電腦連接共享。
為此,他們設計一個“三合一”的配方:Jerrold taps、曼徹斯特編碼、ALOHA隨機重傳,這就讓以太網煥發生機成為可能。
簡單來說,Jerrold taps可以刺穿同軸電纜並連接到半導體上,而不會切斷電纜;曼徹斯特編碼允許時鐘在數據包中;ALOHA隨機重傳則允許輪流進行。
隨後,二人建立許多工作站並將其連接到以太網,還編寫使用以太網的網絡協議;Metcalfe也成立3Com公司:
我們必須讓以太網成為標準。我充當所謂的“婚姻中介”,把當時世界第二大計算機公司數字設備公司(Digital Equipment Corporation)和一傢全新的半導體公司英特爾公司(Intel Corporation)以及一傢大型系統供應商施樂公司(Xerox Corporation)聯系起來。
我們創建DIX以太網標準,並將其提交給IEEE。幾年之後,它被標準化。隨後,3Com公司與IBM和通用汽車之間展開一場大戰,這是一場三方的戰鬥。通用汽車很快就失敗,而IBM堅持20年。他們都希望自己的技術成為每個人用來連接電腦的標準。最後還是以太網贏。
更諷刺的是,即使IBM等公司競爭那麼多年,但個人電腦制造商不願意在他們之間做選擇;所以,他們沒有把網絡放在主板上。這為我的公司提供一個銷售網絡接口卡的機會,這些接口卡可以插入這些插槽,並賦予它們網絡功能。
現如今,以太網是全球有線網絡通信的主要管道,處理從每秒10兆比特到每秒400千兆比特(Gbps)的數據速率,出現800千兆比特和每秒1.6兆比特的技術。
根據國際數據公司(International Data Corp)的數據顯示,以太網已成為一個巨大的市場,僅以太網交換機的收入在2021年就超過300億美元。
一直在改變的人生
從現在看來,Metcalfe所做出的工作是非常成功的,但他始終是一個“在改變”的人。
990年,Metcalfe離開3Com公司,成為一名權威人士和科技專欄作傢。
這是他在同一份工作中工作十年之後第二次變得焦躁不安,當然這也不是最後一次——
他後來成為一名風險投資傢,後來又在德克薩斯大學奧斯汀分校(University of Texas, Austin)擔任教授。
Metcalfe有一套理論來解釋為什麼他會做出如此巨大的改變:
一開始你什麼都不知道,然後你沿著學習曲線往上走,然後你什麼都知道。
和Metcalfe的人生一樣,以太網也經歷多年的改進,原來的技術細節幾乎沒有保留下來。
但是,作為我們現在習以為常的個人電腦網絡的內部管道,它仍然扮演著不可或缺的角色。
不到一年前,76歲的Metcalfe又一次改變自己的職業生涯。
他現在是麻省理工學院的一名研究員,研究超級計算機在能源和其他領域的復雜問題中的應用:
我仍然處於學習曲線的早期階段,我知道的不多,但我正在努力彌補。