1946 年 4 月 7 日，也就是二戰(zhàn)結束的次年，在美國紐約布魯克林區(qū)的一個普通家庭，誕生了一個男嬰。

男嬰的父親，是一家陀螺儀工廠的技術員。而他的母親，則是一個普通家庭主婦。

對于這個家庭來說，剛剛經歷完戰(zhàn)爭的波折，能夠喜得貴子，是一件非常開心的事情。

夫妻倆對這個孩子寄予厚望，希望他長大之后，能夠出人頭地，成為一個頂尖的工程師（那時候工程師是個很有地位的職業(yè)）。

果然，這個名叫梅特卡夫的男嬰沒有辜負他們的期望。他長大后，在學習上表現(xiàn)出極高的天賦。1964 年，他高中畢業(yè)，成功考上了全美頂級名校（也是當時一流工程師的搖籃）—— 麻省理工學院。

梅特卡夫的父母應該不會想到，自己的孩子后來不僅真的成為了一名頂尖工程師，更是創(chuàng)立了一家世界 500 強企業(yè)。他的一項偉大發(fā)明，改變了無數(shù)人的生活，也給 IT 產業(yè)的走向產生了深遠影響。

是的，這個梅特卡夫，就是以太網（Ethernet）技術的發(fā)明人、著名科技公司 3Com 的創(chuàng)始人、梅特卡夫定律的提出者，羅伯特?梅蘭克頓?梅特卡夫（Robert Melancton Metcalfe）。

█ 新秀初出茅廬，博士論文被拒

1969 年，23 歲的梅特卡夫從麻省理工學院順利畢業(yè)，拿到了電氣工程和工商管理兩個學位。一年后，他又拿到了哈佛大學的計算機科學碩士學位，并且繼續(xù)攻讀哈佛的博士學位。

在攻讀博士學位期間，梅特卡夫在麻省理工學院的 MAC 項目組找了一份工作。這個 MAC 項目組，專門從事操作系統(tǒng)、計算理論和人工智能方面的研究，后來非常有名。

1969 年，美國國防部推動建設的 ARPANET（阿帕網，也就是互聯(lián)網的前身）正式誕生，將四所名校的大型計算機進行了互聯(lián)。

梅特卡夫關注到了這一事件，覺得很有搞頭。于是，他極力建議哈佛大學和麻省理工，將校內大型計算機系統(tǒng)也接入 ARPANET。（梅特卡夫既是哈佛的研究生，也是麻省理工的研究員。）

傲慢的哈佛大學拒絕了他的建議，但麻省理工同意了。

很快，梅特卡夫完成了網絡接口的搭建，將麻省理工的大型計算機連接到了 ARPANET 上。

基于自己的設計和研究（在 ARPANET IMP 和 PDP-10 分時小型機之間建立了一個高速網絡接口和協(xié)議軟件），他寫了一篇博士論文，提交給哈佛大學的學位委員會。

1972 年 6 月，梅特卡夫的博士論文答辯失敗了，原因是學位委員會認為他的論文缺乏“數(shù)學性”和“理論性”。

打擊并不僅僅來自于哈佛。在參與 ARPANET 項目時，梅特卡夫曾經帶領 10 名美國電話電報公司（AT&T）的官員參觀 ARPANET 演示。結果，系統(tǒng)在演示時崩潰了。

梅特卡夫在回憶中寫道：

“我痛苦地抬起頭，看到他們在嘲笑分組交換（數(shù)據(jù)包交換）的不可靠?！?這一點我永遠不會忘記。對他們來說，這證實了電路交換技術（傳統(tǒng)固話所采用的技術）將繼續(xù)存在，而分組交換是一種不可靠的玩具，永遠不會對商業(yè)世界產生多大影響?！?/p>

接二連三的打擊，讓梅特卡夫有點失落。不久后，他收到了施樂公司（Xerox）帕洛阿爾托研究中心（Palo Alto Research Center）實驗室主任鮑勃?泰勒（Bob Taylor，阿帕網的主要發(fā)起人之一）的熱情邀請，讓他加入實驗室，完成自己的論文。梅特卡夫欣然同意。

帕洛阿爾托研究中心，就是著名的 PARC 實驗室。

PARC 實驗室誕生了很多偉大發(fā)明，例如激光打印機、鼠標、圖形化用戶界面（GUI）、位圖圖形等。喬布斯蘋果電腦的很多創(chuàng)新，都來自于這里。

█ 偶遇同行啟發(fā)，終獲項目成功

來到 PARC 實驗室之后，梅特卡夫很快開始了自己的工作。

當時，PARC 實驗室想要設計出世界上第一臺個人計算機（也就是后來著名的 Alto）。梅特卡夫的任務，就是為這個計算機設計一個網絡接口，讓它們互相連接起來。

建設一個多用戶終端的計算機網絡，最大的問題在于，如何協(xié)調各個計算機主機對網絡的訪問占用。

1960 年代初期，計算機科學家倫納德?克蘭羅克（Leonard Kleinrock）提出，可以采用數(shù)學里的排隊論，通過模擬交通擁堵和人們排隊，來協(xié)調網絡中的數(shù)據(jù)流。

ARPANET 采用了這個理論，并證明了它行之有效。

1971 年，夏威夷大學教授諾曼?艾布拉姆森（Norm Abramson），建立了一個名為 ALOHAnet（ALOHA 是夏威夷人常用的問候語）的無線電網絡，采用了一種比 ARPANET 更“激進”的方案。

在 ALOHAnet 中，數(shù)據(jù)以微小數(shù)據(jù)包的形式傳輸。它并沒有嘗試避免數(shù)據(jù)包之間的沖突。相反，任何因沖突而導致消息丟失的用戶，只需在隨機的時間間隔后，重新嘗試發(fā)包，即可。

這就好比兩個人說話。如果兩邊同時開始說話，那么雙方會立刻停下來。稍后，再重啟對話。幾次嘗試后，總會遇到一方沒有說話的情況，問題就解決了。

大家會發(fā)現(xiàn)，ALOHAnet 的策略，有個明顯的缺陷：它比較浪費資源，在低流量的情況下，這種方式很有用，但當網絡變得擁擠時，沖突會變得頻繁，傳輸效率將大幅下降。

閱讀了諾曼?艾布拉姆森的論文之后，梅特卡夫深受啟發(fā)。很快，他對 ALOHAnet 的模型進行了改進，提出了一種新模型。

在新模型中，計算機主機會基于沖突頻率，獨立調整傳輸重試的等待時間。如果沖突發(fā)生的次數(shù)很少，他們會很快重試；如果網絡擁擠，他們就會退出，以保持通信整體效率。

梅特卡夫的新模型，補足了自己論文的短板。很快，1973 年 5 月，他終于通過了哈佛大學的答辯，獲得了博士學位。（值得一提的是，哈佛大學并沒有發(fā)布他的論文，而是麻省理工學院發(fā)布的，這讓梅特卡夫耿耿于懷。）

在自己的研究項目中，梅特卡夫也引入了新模型。

1973 年 5 月 22 日，梅特卡夫分發(fā)了一份名為“Alto Ethernet”的備忘錄，正式提出了以太網（Ethernet）設想。

在備忘錄中，梅特卡夫繪制了以太網的工作原理草圖。他提出：“參與的站點，如 AlohaNet 或 ARPAnet，會注入它們的數(shù)據(jù)包，它們以每秒兆比特的速度傳播，會有碰撞、重傳和后退?！?/p>

梅特卡夫的以太網設想，結合了諾曼?艾布拉姆森的隨機重發(fā)機制、自己對系統(tǒng)時鐘的調整以及 ALOHAnet 模型的其它改進，以減輕沖突的影響。

這些理論創(chuàng)新中，有一些是由其他研究人員開發(fā)的，但梅特卡夫是第一個將它們集成到實際網絡設計中的人。

對于以太網這個名字的由來，小棗君有必要解釋一下。

以前還沒發(fā)現(xiàn)電磁波的時候，人們提出了以太（ether），認為它是無所不在的傳輸媒介（光就是通過以太傳輸）。后來，人們發(fā)現(xiàn)，以太其實并不存在。

梅特卡夫采用了“以太網”這名稱，是將以太網同樣視為一種傳播媒介。他自己也得到了一個外號，叫做“以太爸爸（Ether Daddy）”。

1973 年 6 月，梅特卡夫獲準建造一個 100 個節(jié)點的原型以太網。

為了完成邏輯設計、構建電路板、編寫微碼等復雜工作，梅特卡夫找來了斯坦福大學的研究生大衛(wèi)?博格斯（David R. Boggs）幫忙。

1973 年 11 月 11 日，在他們倆的努力下，世界上第一個以太網原型系統(tǒng)正式誕生。

當時，這個以太網的傳輸速率達到每秒 2.94 兆比特，比之前的終端網絡快大約 1 萬倍。

█ 創(chuàng)立 3Com 公司，推動以太網普及

以太網技術誕生之后，梅特卡夫極力建議施樂公司能對這項技術進行商業(yè)化。但是，施樂公司管理層的響應速度非常緩慢，遲遲沒有實際行動。

1979 年，等了六年的梅特卡夫忍無可忍，離開了 PARC 實驗室。他決定自己創(chuàng)辦公司，推動以太網技術的普及。他所創(chuàng)立的這家公司，就是后來著名的通信網絡企業(yè) ——3Com。

3Com 公司的名字，來自 3 個字母，分別是：computer（計算機）、communication（通信）、compatibility（兼容性）。這充分反映了梅特卡夫希望改善計算機通信兼容性的愿望。

3Com 成立后，通過銷售網絡軟件、以太網收發(fā)器，以及用于小型計算機和工作站的以太網卡，大大提高了以太網的商業(yè)可行性。

1980 年，在梅特卡夫的撮合下，當時世界第二大計算機公司數(shù)字設備公司（DEC）、半導體公司英特爾公司（Intel）和大型系統(tǒng)供應商施樂公司（Xerox），共同組成了一個技術聯(lián)盟，推出了 DIX（三個公司的字母開頭）以太網標準。

不久后，1983 年，IEEE 專門成立了工作組，基于 DIX 標準的變體，推出了 IEEE 802.3 標準。

最早的 802.3，就是 10BASE5，只有 10Mbps 的吞吐量，介質是粗同軸電纜，使用的是帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA / CD，理工科同學應該都熟悉）的訪問控制方法。

除了以太網之外，美國 IBM 公司和通用汽車公司也推出了自己的網絡標準。

尤其是 IBM 的令牌環(huán)技術，和以太網形成了激烈的競爭。最終，經過 20 年的角逐，以太網勝出，令牌環(huán)被淘汰。

█ 功成名就之后，個人隱退轉型

整個 20 世紀 80 年代，梅特卡夫都在推動以太網的普及。1984 年 3 月 21 日，3Com 公司成功上市。

80 年代中期，梅特卡夫提出了一個重要觀點，即：“一個網絡的價值，和這個網絡節(jié)點數(shù)的平方成正比”。這一觀點，就是著名的“梅特卡夫定律”。

該定律對于理解網絡效應和互聯(lián)網經濟的發(fā)展，具有重要的參考價值。

1990 年，梅特卡夫離開了 3Com 公司，成為一名評論家和技術專欄作家。

那一時期的梅特卡夫，也犯了不少錯誤。他的一些奇怪言論，經常讓自己成為媒體調侃的對象。

1995 年，梅特卡夫認為互聯(lián)網將在次年遭遇“災難性崩潰”。他表示，如果自己預測錯了，就把自己的話“吃掉”。

后來的事實證明，他確實預測錯了。1997 年，在第六屆國際萬維網會議上，他拿出了自己那篇文章的印刷本，把它和一些液體共同放入攪拌機。然后，在觀眾的歡呼聲中，他坦然地吃掉了攪拌后的漿狀物。一邊吃，他還一邊承認了自己的錯誤。

梅特卡夫的預測錯誤還包括：Linux 將被 Windows2000 干掉；無線網絡將在 20 世紀 90 年代中期被放棄；2006 年，Windows 和 Linux 將無法處理視頻業(yè)務?！?/p>

2001 年，梅特卡夫離開了媒體領域。他創(chuàng)辦了北極星風險投資公司，轉型為風險資本家。2011 年，梅特卡夫前往德克薩斯大學奧斯汀分校，擔任教授。

2022 年，他時隔 50 多年之后，再次回到了麻省理工學院的計算機科學與人工智能實驗室（之前的 MAC，現(xiàn)在改名為 CSAIL），成為一名研究員。

這期間，3Com 公司也經歷了不少風浪。

1999 年，3Com 的收入達到 57 億美元的峰值。但是很快，互聯(lián)網泡沫破碎，3Com 跌下神壇，市值大幅縮水。2009 年 11 月，3Com 公司被惠普以 27 億美元現(xiàn)金收購，退出了歷史舞臺。

晚年的梅特卡夫，因為自己在以太網方面的重大貢獻，獲獎無數(shù)。

1996 年，他被授予 IEEE 榮譽勛章。2003 年，他收到了國家技術獎章和馬可尼獎。2007 年，他入選了美國國家發(fā)明家名人堂。

前不久，也就是 2023 年 3 月 22 日，76 歲的梅特卡夫被美國計算機協(xié)會（ACM）授予了 2022 年圖靈獎，獎金高達 100 萬美元（來自谷歌公司）。

谷歌研究和人工智能高級副總裁杰夫?迪恩（Jeff Dean）在 ACM 的官方聲明中表示：

“今天，全球約有 70 億個網絡端口。以太網無處不在，我們對此習以為常。然而，人們很容易忘記，如果沒有鮑勃?梅特卡夫的發(fā)明和努力（即每臺計算機都必須聯(lián)網），我們的互聯(lián)世界就不會是現(xiàn)在的樣子。”

█  結語

杰夫?迪恩說的沒錯。以太網技術是人們數(shù)據(jù)通信網絡的基石。作為以太網之父，梅特卡夫的貢獻是極為巨大的。

如今，以太網仍然是全球有線網絡通信的主要標準。它的處理數(shù)據(jù)速率，從 2.94Mbps、10Mbps，一路升級到了現(xiàn)在的 400Gbps、800Gbps，甚至 1.6Tbps。

802.3 這個令人熟悉的數(shù)字，將長期伴隨著我們，直到被取代的那一天。

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本文來自微信公眾號：鮮棗課堂 （ID：xzclasscom），作者：小棗君

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