1.1.2 无线分组网PRNET与卫星分组网SATNET
20世纪70年代初,ARPA资助了无线分组网(PRNET)与卫星分组网(SATNET)项目。
美国旧金山的左德酒吧是很多互联网历史事件的发生地,它是斯坦福研究所(SRI)最早的PRNET实验场所。1976年8月,一辆厢式货车停在左德酒吧门口,SRI的研究人员从货车上抬出一台终端并放在酒吧的一张木桌上,通过一根电缆将终端连接到货车上的无线通信设备,从而接入PRNET。研究人员在终端上输入一条消息,并通过PRNET发送,ARPANET终端上很快就显示了这条消息。这标志着PRNET与ARPANET互连成功。
1975年9月,ARPA决定利用位于美国与英国的民用国际通信4号卫星地面站启动SATNET大西洋网络研究计划。
到20世纪70年代中后期,ARPA建立了三个可运行的网络:ARPANET、PRNET与SATNET。ARPANET与PRNET、SATNET的异构特点表现在通信信道、传输速率、分组结构与长度、报头格式与语义的不同上。因此,研究ARPANET、PRNET与SATNET三个网络的互连,实际上是为了解决异构的有线分组网与无线分组网的互联问题。
1977年6月,研究人员第一次实地进行无线分组跨洋传输的实验。研究人员在一辆行驶在旧金山海滨公路上的厢式货车中,用一台LSI-11计算机通过PRNET向ARPANET的SRI节点发送数据分组,SRI节点将数据分组通过ARPANET发送到东海岸,通过SATNET的地面站与卫星将数据分组发送到挪威,从挪威经海底电缆将数据分组转发到伦敦;伦敦的计算机再通过SATNET的地面站与卫星将数据分组传回美国USC的DECKA-10计算机。数据分组经过如此远距离的传输,没有发生传输错误,证明了TCP/IP的有效性。当时实验系统使用的IP地址中,网络地址长度为8位,主机地址长度是24位。图1-2给出了PRNET与SATNET的示意图。
图1-2 PRNET与SATNET的示意图
“互联网之父”温顿·瑟夫(Vinton G. Cerf)对无线分组网技术的研究很感兴趣,他在1976年加入ARPA之后,主持了PRNET、SATNET与ARPANET等异构网络互联的研究。
1977年11月,斯坦福研究院的一辆厢式货车载着无线分组网的电台行驶在加州高速公路上,车上的无线电设备通过PRNET的一台网关接入ARPANET,数据分组通过ARPANET到达美国东岸的一台网关并接入SATNET,再通过地面站与卫星中转到英国,然后通过ARPANET返回加州。为了监测网络传输的真实效果,车上的计算机屏幕根据接收到的数据生成图像。数据传输是否有错误可以直接从图像的瑕疵中看出来。可喜的是,无线网络的性能很稳定,遇到桥梁等阻挡无线信号的物体时,屏幕上的图像也只是暂停一下,然后在重新收到信号后恢复,没有出现其他错误。这次实验横跨三个网络和两个大洲。温顿·瑟夫回忆,这些数据分组的传送距离达94000英里[1],连一个比特都没有丢失。这个实验证明分组交换技术在无线网络中应用的可行性与通信协议设计的正确性。
另一次实验是模拟实战环境,将接入SATNET的计算机放置在美国空军的飞机上,模拟在ARPANET受到严重破坏时,是否可以通过空中的无线网络系统实现空中无线分组网与地面ARPANET的通信。实验结果表明,在极端的环境下,无线电、卫星、陆上分组网之间的互联方案也是可行的。
PRNET、SATNET开启了无线网络技术研究的先河,证明了分组交换理论在无线通信领域应用的可行性。此后,计算机网络领域的研究人员与移动通信网领域的技术人员分别从不同角度开展了更广泛的无线网络与移动互联网技术的前期研究。