第67章 计算机和互联网之父：林北 (第2/2页)
信号波形在通过滤波电路后出现了明显的畸变。
他重新计算了一遍电容和电阻的匹配值，发现图纸上标注的滤波电容容量偏大了一档，导致低频信号衰减过度，高频信号保留了，低频部分丢失了，接收端收不到完整的数据包。
他拿起铅笔在图纸上修改了电容参数，然后重新焊了一块样机，换掉那块有问题的板子，把新的调制解调器重新连接好。
这一次他在计算机上又敲了一行字：“第二次测试，请确认接收。”
按下发送键之后，屏幕下方的显示区域出现了完整的一行字：“第二次测试，请确认接收。”
他又敲了第三行、第四行，每一行都正常显示在接收端。
他把两块调制解调器分别装回外壳，拧紧螺丝，然后开始搭建数据交换节点。
数据交换节点的核心是一块比调制解调器大两倍的电路板，上面排布着信号处理和路由转发的电路，输入端有四个接口，输出端有四个接口，可以同时连接四台计算机。
他把三台计算机都通过调制解调器连接到了数据交换节点上，然后在第一台计算机上敲了一条指令：“发送数据至第二台内容测试数据包。”
屏幕上出现一行提示：“数据已发送。”
他走到第二台计算机前面，屏幕上正显示着一行内容：“收到数据：测试数据包。”
他又在第三台计算机上操作了一遍同样的步骤，数据正常发送和接收。
整个测试过程持续了一个上午。
到中午的时候，三台计算机之间的数据传输已经稳定了，没有出现丢包和乱码，响应时间大约在几秒左右，比预期的快一些。
红星网的技术方案，是林北基于种花家现有的电话线和电子管/晶体管工业基础进行了简化设计。
物理层面，林北选择了电话线传输，使用现有的市内电话线路作为传输介质，不铺设新线缆。
信号传输采用音频频段300-3400HZ，与语音通话共用线路，不影响正常电话使用。
传输速率1200比特每秒，也就是差不多150字节每秒，适合用来传递消息，以及一些通知，适合收发邮件。
如果是大文件，或者是大量图纸的话，还是人工传递速度更快。
简单来说，一辆卡车如果全部装满移动硬盘的话，那可以携带上百兆的内容，如果光靠红星网传输，那是真的要到猴年马月。
可如果用卡车运输，卡车的路程时间，就是传输的时间。
比起一百五十个字节每秒，快出太多了。
当然，这还不算是互联网，只能说是互联网的雏形。
如果是真的互联网，那就需要先架设专用的网络线路，而不是用电话线凑合用。
电话线传输的瓶颈在于带宽和稳定性。1200比特每秒的速度传输纯文本绰绰有余，但一旦涉及图纸、照片、程序代码等稍微大一点的文件，传输时间就变得不可接受。
一根电话线在同一时间只能承载一路数据传输，多个用户同时使用就会互相抢占带宽，排队等待。
线路噪声是另一个问题。
市内电话线路老化严重，接头氧化、绝缘层破损、架空线受天气影响，信号在传输过程中不断衰减和畸变。
林北的调制解调器虽然加入了滤波和放大电路，但遇到线路质量差的区段，误码率会急剧上升，数据包重传次数增加，实际传输速率可能降到理论值的一半以下。
数据交换节点的处理能力也有限。
当前的设计基于晶体管逻辑电路，路由表存储在磁芯存储器中，节点同时处理四路数据已经是极限。
一旦网络规模扩大到十几台计算机，节点之间的数据转发就会出现延迟，数据包在队列中等待的时间会变长，网络响应速度下降。
要解决这些根本性问题，林北需要攻克几个关键环节。
首先是传输介质的升级。
电话线必须更换为专用的通信电缆，采用双绞线结构以抑制电磁干扰，线芯直径加粗以降低线路电阻，接头处采用焊接而非缠绕连接，全线加装信号中继器以补偿衰减。
这需要铺设新的物理线路，涉及市政施工和大量的人力投入，不是短时间内能完成的。
哪怕只是临时拉一些线路，一样需要一些时间。
更何况网络传输的通信电缆，也需要专门研发。
其次是交换设备的升级。
数据交换节点要从晶体管逻辑升级为基于集成电路的控制单元，运算速度提升一个数量级，路由表从磁芯存储器升级为半导体存储器，端口数量从四个扩展到十六个以上。
这需要集成电路板量产和光刻机投产之后才能实现，目前的条件还不成熟。
另外就是通信协议的完善。
当前的分组交换协议只实现了基本的数据包拆分、发送、接收和重传，还没有流量控制和拥塞避免机制。
当网络负载增加时，数据包冲突和排队溢出会导致性能急剧下降。
林北需要设计一套更完善的传输控制协议，引入窗口机制和超时重传算法，让网络在高负载下依然能稳定运行。
至于接入设备的标准化，这个就简单了，种花家的计算机都是出自林北的手中，标准化天然统一。
将来就算是有其他计算机，在已经制定好的标准下，自然也会遵守。
林北已经规定了接口的物理尺寸和电气参数，但还需要制定完整的通信协议栈规范，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的接口定义。
这套规范要足够详细，让任何设备制造商都能据此生产兼容设备。
此外还有就是网络拓扑结构的设计。
星型、总线型、环型三种拓扑各有优劣，林北目前采用的是星型结构，以数据交换节点为中心辐射连接各终端。
这种结构管理方便，但中心节点一旦故障整个网络就会瘫痪。
林北需要考虑冗余设计和备用路由，在核心节点之外部署次级节点，形成多路径的网状拓扑，提高网络的可靠性。
还有就是交换节点需要不间断电源供应，停电会导致网络中断。
设备需要放置在恒温防尘的环境中，防止电路板受潮和积灰引发故障。
节点设备还要有物理锁和访问控制，防止非授权人员接触和破坏。
最后就是远距离传输的问题。
城市之间的距离远超过电话线的有效传输范围，信号衰减到无法识别。
林北需要在城市之间的线路上加装信号放大器，并且解决不同城市电话系统之间的信号格式兼容问题。
长途线路的租用和维护也需要与邮电部门协调。
如果上面的问题都解决了，那剩下的成本问题，在林北看来，已经算是小儿科了。
专用的通信电缆、信号中继器、交换节点设备、不间断电源、恒温机房，每一项都需要资金投入。
但只要一步步来，凭借着种花家目前的财政，支持互联网建设，那太简单了。
第一步先完成小型互联网的覆盖，以后再一点点完善扩大互联网范围。
又不是一口气吃成胖子。
至于计算机的操作系统的网络支持，汉语言操作系统目前只有基本的文件管理和文本编辑功能，缺少网络协议栈的支持。
这对林北来说，也不是问题，只需要在操作系统内核中添加网络通信模块，包括数据包封装和解封装、路由表维护、连接状态管理、错误检测和恢复等功能。
尽管这部分代码要稳定可靠，且与现有的文件系统无缝衔接，但是对林北来说，也一样不是什么难题，两天的时间，就可以搞定。
而将来网络建设和运维所需要专业的技术人员，懂通信原理、懂计算机操作、能排查线路故障的人目前几乎没有。
林北为此，也需要编写完整的培训教材，从基础的电工知识到网络协议原理，一步步培养出第一批网络工程师。
这些困难意味着红星网从实验室雏形到覆盖京城的实用网络，至少需要半年的时间。
最快也要到今年年底才能够完成。
林北计划先完成技术科内部的测试网络，验证核心功能，然后逐步向科委、飞机制造厂、电子厂扩展，最后连接各个研究所和正府机构，形成最初的京城局域网。
至于未来的全国网络，以及覆盖世界的互联网，那就是十年，二十年的事情。
有时候林北在想，系统也不直接给自己奖励一套完整设备，到时候只需要将线路架设好，网络就可以使用。
否则的话，哪里还需要和现在一样，要自己一点点搭建起来。
好在，这对林北来说，也不是无法完成的事情。
将来，林北就是名副其实的计算机之父，互联网之父，这一点都不夸张。
下午林北从机房出来的时候，周书生正站在走廊里等他，手里拿着一个信封，递过来说了一句：
“科长，科委那边送来的，说是关于光刻机恒温间的进度报告。”
林北接过信封拆开，里面是一页纸，写着恒温间的改造已经完成了百分之八十，预计下周末可以完工，完工后需要三天时间做温度稳定性测试，测试通过之后就能安装光刻机的主体设备。
对这个进度，林北很满意。
接下来几天，他要写培训教材，至于进一步完善的互联网设备，要等最新的光刻机组装完成，然后集成电路板可以大规模生产之后，再开始。
林北有资格成为计算机之父和互联网之父吗？
可以说，不单单有，还是当之无愧的那种。
现代计算机的之父称号通常授予对计算机体系结构、硬件或软件做出奠基性贡献的人。
林北在51年就完成了，设计并手搓出完整的个人计算机不是大型主机，是个人台式机，具备独立的运算、存储、输入输出能力。
就连超级计算机，名义上也都是林北研发出来的。
编写了完整的汉语言操作系统1.0，包含文件管理、进程调度、内存管理、设备驱动等核心模块。
设计并量产了便携式数据存储卡，相当于51年版的U盘。
在米帝和毛熊还在用纸带和开关板编程时，林北已经让计算机使用汉字指令操作。
至于互联网之父，那就更加实至名归了。
林北设计出红星网的技术方案，基于分组交换架构，与阿帕网核心原理一致。
做出了调制解调器和数据交换节点的样机。
设计了一套完整的通信协议栈，物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。
建立了三台计算机之间的实际联网测试，数据传输稳定。
制定了统一接口标准，为后续的全国组网奠定了基础。
关键的是，历史上公认的互联网之父之一温顿·瑟夫，其TCP/IP协议的核心工作始于1970年代。
林北在51年就已经做出了方向完全一致且可运行的雏形系统，时间提前了近二十年。
真正的之父不止是理论或蓝图，而是实际建成了可运行的系统。
林北做出了成品、跑通了测试、制定了标准、开始部署。
以这个标准衡量，林北当之无愧。
林北并不会主动给自己贴计算机之父或互联网之父的标签。
这是他作为穿越者的低调底色。
但后世历史教科书必然会这样记载。