工時分享與封包交換

MIT 林肯實驗室的 Larry Roberts 決定以封包交換的技術作為電腦網路的切入點， 並於 1966 年從 IPTO 取得研究資助。 這項技術可能是 Rand Corp 公司的 Paul Baran 最早提出， 英國 NPL (British National Physical Laboratory) 的 Donald Davies 也獨立發明了這項技術。 所謂封包 (packet) 這個名字，是 Davies 取的。 Baran, Davies 和 Roberts 三人，在一個 ACM 的會議中碰頭， 才彼此發現了對方發明了同樣的技術。 Roberts 原先計畫的 ARPAnet 傳輸速度是 2.4 Kbps (kilo-bit per second)， 在他們協商之後，Roberts 將它提升到 50 Kbps。

當年熟悉通訊網路的人，大多是電話或電報網路的工程師。 他們熟悉的是線路交換，而且在 1960 年代，他們大多認為封包交換有太多技術上的障礙， 因此認為封包交換是不可行的。但是，從電腦網路的角度出發的另一批工程師， 卻不這麼認為。

封包概念可以對照工時分享來瞭解。 工時分享是將計算機所要處理的工作， 切割成小小的段落，並與其他工作的段落夾雜起來執行。 封包則是將網路所要傳送的資料，切割成小小的的段落， 並與其他資料的段落夾雜起來傳遞。 每一筆小段落，再加上必要的輔助資料，例如收發兩端的地址、 自動偵錯甚至自動修正的資料、這個段落在整筆資料中的序號，就成為一個封包。 接收端要確認收受無誤，然後解開封包，取出段落資料， 與其他段落重組恢復完整的資料， 並且決定將這比資料交給哪一個使用者的哪一個應用程式。

\section{封包交換技術}
IPTO 選定以\em{封包} (packet) 技術為電腦網路研究的切入點。
封包的概念就好像工時分享，兩者都是利用電腦工作迅速的特色，
將其資源分割地極細，再分配給每個使用者。
設想兩台主機之間只有一條專線相連。
它們各自同時有三個人在終端機前工作。
左邊的三人可能分別要傳送訊息給右邊的三人。

\noindent 在電子線路中，所有電訊必須排成一列縱隊通過。
為了避免線路被任何一人佔用，封包技術將每個人想要傳送的訊息，
切割成許多短短的片段，夾雜成一串送出去，
藉此讓所有人 (在感覺上) 同時利用這條線路傳訊。
例如左邊的三個人分別寫了以下訊息
$$
\matrix{%
\hbox{今天真不想去上計概課} \cdots\cr
\hbox{我的地址是：高雄鳳山} \cdots\cr
\hbox{昨天晚上真的是我的錯} \cdots}
$$
如果每三個字組成一個封包，則可能產生以下的一串封包
$$
\cdots
\;\boxit{\hbox{高雄鳳}}
\;\boxit{\hbox{上計概}}
\;\boxit{\hbox{上真的}}
\;\boxit{\hbox{址是：}}
\;\boxit{\hbox{不想去}}
\;\boxit{\hbox{昨天晚}}
\;\boxit{\hbox{我的地}}
\;\boxit{\hbox{今天真}}
$$

漫畫
On April 7, 1969, Crocker sends around a memo entitled `Request for
Comments.' This is the first of thousands of RFCs that document the
design of the ARPANET and the Internet.
the first host-to-host connection, from UCLA to SRI, is
made on October 25, 1969. The first `Log-In' crashes the IMPs,
but the next one works!