1.3.1 TCP/IP协议产生的背景
20世纪70年代，分组交换网发展迅速，欧洲也出现了一些分组交换网，ARPANET只是这些分组交换网中的一个。不同的分组交换网采用各自的通信协议，分组交换网之间无法直接互联互通。温顿·瑟夫（Vinton G.Cerf）与罗伯特·卡恩（Robert Kahn）发现了这个问题，并于1972年开始了“网络互联”项目的研究。
1973年初，温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩提议用一种叫作路由计算机（Routing Computer）的设备，将ARPANET、分组无线网（Packet Radio NETwork，PRNET）、分组卫星网（Packet Satellite NETwork，SANET）这三个异构网络互联起来。这种异构性主要表现在通信信道、传输速率、分组结构与长度、报头格式与语义均不相同。路由计算机是实现不同网络之间协议转换的网关（Gateway）。
罗伯特·卡恩最初考虑在继续使用NCP协议的基础上，开发适合分组无线网的通信协议。在实际的研究工作中，罗伯特·卡恩发现：NCP不能提供端–端差错控制功能，它是依靠高层的应用程序来保证端–端分组传输的可靠性，一旦一个分组丢失就有可能造成死机。针对NCP协议的不足，罗伯特·卡恩认为：互联异构网络的关键是需要建立一个开放的网络结构和可靠的端–端协议。罗伯特·卡恩将网络互联结构与协议设计的原则总结为四点：
·互联的网络中不存在中心节点。
·网络互联时不需要改变网络内部的结构。
·网络互联的通信要采取“尽力而为”的原则。
·实现网络互联的路由器与网关不保留转发的分组。
罗伯特·卡恩提出的网络互联协议的设计思想充分体现出互联网“分布、平等、协作、服务”的原则。
1973年9月，温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩将这种新协议的第一个版本称为传输控制协议（Transport Control Protocol，TCP）。
1974年5月，温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩在“IEEE Transactions on Communications Technology”上发表了具有里程碑意义的论文。这篇论文阐述了实现分组端–端交付的传输控制协议TCP，内容涉及分组封装、报头结构与网关协议等关键问题的解决方案。
1977年7月，研究人员在一辆行驶在旧金山高速公路的车辆上安装了一台计算机。这台计算机通过无线信道接入分组无线网PRNET；PRNET通过一个网关接入分组交换网ARPANET；ARPANET再通过一个网关接入分组卫星网SANET。这样就形成了“无线分组交换网–有线分组交换网–无线卫星通信网”互联的异构网络实验环境。接入分组无线网PRNET的计算机在移动状态下，通过互联的无线与有线分组交换网与大洋彼岸的挪威、伦敦大学的计算机实现了数据通信，这标志着移动通信网技术研究的开始。在实验过程中，研究人员发现当时使用的端–端交付的TCP协议存在着一些问题。1977年8月，约翰·普斯特尔（Jon Postel）在论文“Comments on Internet Protocol and TCP”中指出：实验存在的问题反映出TCP协议的设计违背了网络分层的原理。早期使用的TCP协议同时承担了网络层的路由选择功能，以及传输层的端–端进程通信功能。论文建议为网络层单独设计一个IP（Internet Protocol）协议。
温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩接受了这个建议，重新撰写了“拆分”TCP功能的规范，制定了一个为网络层提供“尽力而为”服务的IP协议，以及与之相适应的传输层TCP协议与UDP协议，这就是目前广泛应用的TCP/IP协议的最初版本。
在讨论TCP/IP协议体系与互联网发展时，温顿·瑟夫教授是必须提到的一位学者。温顿·瑟夫在斯坦福大学获得数学学士学位，在UCLA获得计算机博士学位，参与了早期ARPANET网络测试与软件编程工作。在UCLA安装第一台IMP时，他就在实验室工作。1976年至1982年，温顿·瑟夫在ARPA任职，负责ARPANET协议设计工作。这个时期的主要工作是研究TCP/IP协议和设计IP地址体系。1982年到1986年，温顿·瑟夫作为MCI公司副总裁，领导了世界上第一个互联网商用电子邮件系统的开发与运行。1986年后，温顿·瑟夫作为斯坦福大学教授，一直领导TCP/IP软件与路由器的研发工作。图1-16是温顿·瑟夫的照片。
2005年2月16日，美国计算机协会（ACM）宣布温顿·瑟夫和罗伯特·卡恩获得2004年图灵奖，以表彰他们在设计与实现互联网通信协议方面的重大贡献（如图1-17所示）。
图1-16 温顿·瑟夫
图1-17 温顿·瑟夫与罗伯特·卡恩
ACM主席认为，他们的工作使我们今天依赖的许多快速、方便的互联网应用成为可能，包括电子邮件、Web、实时通信、P2P传输、协同工作等。这些发展使得信息技术成为整个行业的关键部分。他们获得的这项图灵奖意义重大，也确立了网络技术在信息技术中的“基石”作用以及互联网技术的学术地位。