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今年的图灵奖，花落以太网（Ethernet）之父 ——Bob Metcalfe。

这项计算机界最高荣誉之所以颁给了他，正是因为 Metcalfe 在 50 年前的工作开创了现今全球“超级互联”的时代。

与此同时，Metcalfe 还是 3Com 公司创始人、MIT 荣誉教授。

MIT 计算机系另一位教授 Daniela Rus 对他评价说：

Metcalfe 的工作对计算机科学和世界产生了深远的影响，这一点怎么强调都不为过。

他为我们现在生活中的无数应用铺平了道路，形成了现代技术的基础。

没有以太网的出现，我们很难理解生活。

以太网是如何“炼”成的？

时间先拨回到 1973 年。

当时的 Metcalfe 撰写了一份著名的备忘录（memo），叫做“广播通信网络”（broadcast communication network）。

主要内容是提出将第一台个人电脑（PARC 的 Altos）连接到一个单独的建筑物中，第一个以太网的雏形就诞生了，也为设备之间相互通信和在局域网中共享信息铺平了道路。

第一个以太网的速度为每秒 2.94 兆比特，比它所取代的终端网络快大约 1 万倍。

备忘录还建议说：

这个网络应该适应新技术，例如光纤、双绞线、WiFi 和电力网络等等，并且原始的通信方式应该被替换掉。

这一贡献后来在他们 1976 年的 ACM 通信文章中被永久地纪念下来：

那么在以太网为什么会被提出来呢？

Metcalfe 喜欢称之为某种形式的运气，他说：

我在施乐（Xerox）工作时的第一个任务是把它放到阿帕网（ARPANET）上，这是我在 MAC 项目中已经做过的。

后来施乐致力于打造第一台现代个人电脑，还想让每张办公桌上在未来都有一台。

因此，他们让我设计一个网络，能让这些个人电脑连接起来；我当时还很幸运地拿到了一张有 60 个芯片的网络卡。

当然，以太网的“炼”成并非是靠 Metcalfe 的一己之力，与他“同行”的人还有 David Boggs（已逝世）。

他们二人最初的想法是不用电线，但后来发现这是不可能的事情；于是他们就想用一根线，让所有个人电脑连接共享。

为此，他们设计了一个“三合一”的配方：Jerrold taps、曼彻斯特编码、ALOHA 随机重传，这就让以太网焕发生机成为了可能。

简单来说，Jerrold taps 可以刺穿同轴电缆并连接到半导体上，而不会切断电缆；曼彻斯特编码允许时钟在数据包中；ALOHA 随机重传则允许轮流进行。

随后，二人建立了许多工作站并将其连接到以太网，还编写了使用以太网的网络协议；Metcalfe 也成立了 3Com 公司：

我们必须让以太网成为标准。我充当了所谓的“婚姻中介”，把当时世界第二大计算机公司数字设备公司（Digital Equipment Corporation）和一家全新的半导体公司英特尔公司（Intel Corporation）以及一家大型系统供应商施乐公司（Xerox Corporation）联系起来。

我们创建了 DIX 以太网标准，并将其提交给 IEEE。几年之后，它被标准化了。随后，3Com 公司与 IBM 和通用汽车之间展开了一场大战，这是一场三方的战斗。通用汽车很快就失败了，而 IBM 坚持了 20 年。他们都希望自己的技术成为每个人用来连接电脑的标准。最后还是以太网赢了。

更讽刺的是，即使 IBM 等公司竞争了那么多年，但个人电脑制造商不愿意在他们之间做选择；所以，他们没有把网络放在主板上。这为我的公司提供了一个销售网络接口卡的机会，这些接口卡可以插入这些插槽，并赋予它们网络功能。

现如今，以太网是全球有线网络通信的主要管道，处理从每秒 10 兆比特到每秒 400 千兆比特（Gbps）的数据速率，出现了 800 千兆比特和每秒 1.6 兆比特的技术。

根据国际数据公司（International Data Corp）的数据显示，以太网已成为一个巨大的市场，仅以太网交换机的收入在 2021 年就超过了 300 亿美元。

一直在改变的人生

从现在看来，Metcalfe 所做出的工作是非常成功的，但他始终是一个“在改变”的人。

990 年，Metcalfe 离开 3Com 公司，成为一名权威人士和科技专栏作家。

这是他在同一份工作中工作了十年之后第二次变得焦躁不安，当然这也不是最后一次 ——

他后来成为了一名风险投资家，后来又在德克萨斯大学奥斯汀分校（University of Texas, Austin）担任教授。

Metcalfe 有一套理论来解释为什么他会做出如此巨大的改变：

一开始你什么都不知道，然后你沿着学习曲线往上走，然后你什么都知道了。

和 Metcalfe 的人生一样，以太网也经历了多年的改进，原来的技术细节几乎没有保留下来。

但是，作为我们现在习以为常的个人电脑网络的内部管道，它仍然扮演着不可或缺的角色。

不到一年前，76 岁的 Metcalfe 又一次改变了自己的职业生涯。

他现在是麻省理工学院的一名研究员，研究超级计算机在能源和其他领域的复杂问题中的应用：

我仍然处于学习曲线的早期阶段，我知道的不多，但我正在努力弥补。

参考链接：

• [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

本文来自微信公众号：量子位 （ID：QbitAI），作者：金磊