今年的圖靈獎(jiǎng)，花落以太網(wǎng)（Ethernet）之父 ——Bob Metcalfe。
這項(xiàng)計(jì)算機(jī)界最高榮譽(yù)之所以頒給了他，正是因?yàn)?Metcalfe 在 50 年前的工作開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)今全球“超級(jí)互聯(lián)”的時(shí)代。
與此同時(shí)，Metcalfe 還是 3Com 公司創(chuàng)始人、MIT 榮譽(yù)教授。
MIT 計(jì)算機(jī)系另一位教授 Daniela Rus 對(duì)他評(píng)價(jià)說(shuō)：
Metcalfe 的工作對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和世界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，這一點(diǎn)怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。
他為我們現(xiàn)在生活中的無(wú)數(shù)應(yīng)用鋪平了道路，形成了現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)。
沒(méi)有以太網(wǎng)的出現(xiàn)，我們很難理解生活。
以太網(wǎng)是如何“煉”成的？
時(shí)間先撥回到 1973 年。
當(dāng)時(shí)的 Metcalfe 撰寫(xiě)了一份著名的備忘錄（memo），叫做“廣播通信網(wǎng)絡(luò)”（broadcast communication network）。
主要內(nèi)容是提出將第一臺(tái)個(gè)人電腦（PARC 的 Altos）連接到一個(gè)單獨(dú)的建筑物中，第一個(gè)以太網(wǎng)的雛形就誕生了，也為設(shè)備之間相互通信和在局域網(wǎng)中共享信息鋪平了道路。
第一個(gè)以太網(wǎng)的速度為每秒 2.94 兆比特，比它所取代的終端網(wǎng)絡(luò)快大約 1 萬(wàn)倍。
備忘錄還建議說(shuō)：
這個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該適應(yīng)新技術(shù)，例如光纖、雙絞線(xiàn)、WiFi 和電力網(wǎng)絡(luò)等等，并且原始的通信方式應(yīng)該被替換掉。
這一貢獻(xiàn)后來(lái)在他們 1976 年的 ACM 通信文章中被永久地紀(jì)念下來(lái)：
那么在以太網(wǎng)為什么會(huì)被提出來(lái)呢？
Metcalfe 喜歡稱(chēng)之為某種形式的運(yùn)氣，他說(shuō)：
我在施樂(lè)（Xerox）工作時(shí)的第一個(gè)任務(wù)是把它放到阿帕網(wǎng)（ARPANET）上，這是我在 MAC 項(xiàng)目中已經(jīng)做過(guò)的。
后來(lái)施樂(lè)致力于打造第一臺(tái)現(xiàn)代個(gè)人電腦，還想讓每張辦公桌上在未來(lái)都有一臺(tái)。
因此，他們讓我設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，能讓這些個(gè)人電腦連接起來(lái)；我當(dāng)時(shí)還很幸運(yùn)地拿到了一張有 60 個(gè)芯片的網(wǎng)絡(luò)卡。
當(dāng)然，以太網(wǎng)的“煉”成并非是靠 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(xiàn)，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)這是不可能的事情；于是他們就想用一根線(xiàn)，讓所有個(gè)人電腦連接共享。
為此，他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“三合一”的配方：Jerrold taps、曼徹斯特編碼、ALOHA 隨機(jī)重傳，這就讓以太網(wǎng)煥發(fā)生機(jī)成為了可能。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Jerrold taps 可以刺穿同軸電纜并連接到半導(dǎo)體上，而不會(huì)切斷電纜；曼徹斯特編碼允許時(shí)鐘在數(shù)據(jù)包中；ALOHA 隨機(jī)重傳則允許輪流進(jìn)行。
隨后，二人建立了許多工作站并將其連接到以太網(wǎng)，還編寫(xiě)了使用以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；Metcalfe 也成立了 3Com 公司：
我們必須讓以太網(wǎng)成為標(biāo)準(zhǔn)。我充當(dāng)了所謂的“婚姻中介”，把當(dāng)時(shí)世界第二大計(jì)算機(jī)公司數(shù)字設(shè)備公司（Digital Equipment Corporation）和一家全新的半導(dǎo)體公司英特爾公司（Intel Corporation）以及一家大型系統(tǒng)供應(yīng)商施樂(lè)公司（Xerox Corporation）聯(lián)系起來(lái)。
我們創(chuàng)建了 DIX 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并將其提交給 IEEE。幾年之后，它被標(biāo)準(zhǔn)化了。隨后，3Com 公司與 IBM 和通用汽車(chē)之間展開(kāi)了一場(chǎng)大戰(zhàn)，這是一場(chǎng)三方的戰(zhàn)斗。通用汽車(chē)很快就失敗了，而 IBM 堅(jiān)持了 20 年。他們都希望自己的技術(shù)成為每個(gè)人用來(lái)連接電腦的標(biāo)準(zhǔn)。最后還是以太網(wǎng)贏了。
更諷刺的是，即使 IBM 等公司競(jìng)爭(zhēng)了那么多年，但個(gè)人電腦制造商不愿意在他們之間做選擇；所以，他們沒(méi)有把網(wǎng)絡(luò)放在主板上。這為我的公司提供了一個(gè)銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)接口卡的機(jī)會(huì)，這些接口卡可以插入這些插槽，并賦予它們網(wǎng)絡(luò)功能。
現(xiàn)如今，以太網(wǎng)是全球有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)速率，出現(xiàn)了 800 千兆比特和每秒 1.6 兆比特的技術(shù)。
根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（International Data Corp）的數(shù)據(jù)顯示，以太網(wǎng)已成為一個(gè)巨大的市場(chǎng)，僅以太網(wǎng)交換機(jī)的收入在 2021 年就超過(guò)了 300 億美元。
一直在改變的人生
從現(xiàn)在看來(lái)，Metcalfe 所做出的工作是非常成功的，但他始終是一個(gè)“在改變”的人。
1990 年，Metcalfe 離開(kāi) 3Com 公司，成為一名權(quán)威人士和科技專(zhuān)欄作家。
這是他在同一份工作中工作了十年之后第二次變得焦躁不安，當(dāng)然這也不是最后一次 ——
他后來(lái)成為了一名風(fēng)險(xiǎn)投資家，后來(lái)又在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（University of Texas, Austin）擔(dān)任教授。
Metcalfe 有一套理論來(lái)解釋為什么他會(huì)做出如此巨大的改變：
一開(kāi)始你什么都不知道，然后你沿著學(xué)習(xí)曲線(xiàn)往上走，然后你什么都知道了。
和 Metcalfe 的人生一樣，以太網(wǎng)也經(jīng)歷了多年的改進(jìn)，原來(lái)的技術(shù)細(xì)節(jié)幾乎沒(méi)有保留下來(lái)。
但是，作為我們現(xiàn)在習(xí)以為常的個(gè)人電腦網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)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 又一次改變了自己的職業(yè)生涯。
他現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院的一名研究員，研究超級(jí)計(jì)算機(jī)在能源和其他領(lǐng)域的復(fù)雜問(wèn)題中的應(yīng)用：
我仍然處于學(xué)習(xí)曲線(xiàn)的早期階段，我知道的不多，但我正在努力彌補(bǔ)。
參考鏈接：
[1]https://awards.acm.org/about/2022-turing
[2]https://www.quantamagazine.org/bob-metcalfe-ethernet-pioneer-wins-turing-award-20230322/
[3]https://venturebeat.com/data-infrastructure/ethernet-pioneer-bob-metcalfe-named-2022-turing-award-winner/
[4]https://dl.acm.org/doi/10.1145/360248.360253
本文來(lái)自微信公眾號(hào)：量子位 （ID：QbitAI），作者：金磊
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