09/10/2026 · VietTechies · Biên tập
Vào tháng 11 năm 1965, nhà khoa học máy tính Donald Davies đã soạn thảo một đề xuất tại Phòng Thí nghiệm Vật lý Quốc gia Vương quốc Anh (NPL) ở London, phác thảo một hệ thống truyền thông máy tính khoảng cách xa. Thay vì duy trì các kênh viễn thông chuyên dụng trong suốt toàn bộ phiên làm việc, Davies đề xuất chia nhỏ thông tin kỹ thuật số thành các đơn vị độc lập và riêng biệt. Để đặt tên cho những mảnh dữ liệu này, ông đã tham khảo ý kiến của một nhà ngôn ngữ học tại NPL nhằm chọn ra một từ có thể dịch dễ dàng sang các ngôn ngữ khác, và cuối cùng quyết định dùng từ "packet" (gói dữ liệu). Các đề xuất năm 1965 và 1966 của ông cũng mô tả một "máy tính giao diện" (interface computer), tạo nên bản thiết kế nền tảng cho thiết bị mà ngày nay chúng ta gọi là bộ định tuyến mạng (router).
Đề xuất tốc độ cao và ảnh hưởng xuyên Đại Tây Dương
Vào tháng 10 năm 1967, đồng nghiệp của Davies là Roger Scantlebury đã trình bày thiết kế của NPL tại Hội thảo về các Nguyên lý Hệ điều hành do Hiệp hội Máy tính (ACM) tổ chức. Báo cáo chi tiết một kiến trúc phân cấp, trong đó các máy tính giao diện cục bộ chịu trách nhiệm quản lý lưu lượng cho các thiết bị đầu cuối từ xa rồi chuyển vào một mạng cấp cao. Mạng cấp cao này sử dụng các nút chuyển mạch chuyên dụng được kết nối bằng các đường truyền tốc độ megabit, cụ thể là các liên kết T1 hoạt động với tốc độ đường truyền 1,544 Mbit/s. Larry Roberts, người dẫn dắt dự án ARPANET của Mỹ, đã biết đến công trình của NPL tại hội nghị này. Theo ghi nhận của NPL, Roberts sau đó đã nâng tốc độ truyền dẫn dự kiến của ARPANET từ 2,4 kbit/s lên 50 kbit/s, đồng thời áp dụng cấu trúc gói dữ liệu tương tự.
Lắp ráp nút mạng Honeywell và phiên bản Mark I
Để xây dựng một mô hình thử nghiệm thực tế tại NPL, Davies đã chỉ đạo phó của mình là Derek Barber thành lập một đội ngũ kỹ thuật chuyên trách. Dưới sự dẫn dắt của Roger Scantlebury, nhóm kỹ sư đã đưa Keith Bartlett vào vị trí phụ trách phát triển phần cứng và Peter Wilkinson phụ trách thiết kế phần mềm. Quá trình xây dựng mạng cục bộ bắt đầu vào năm 1968, xoay quanh một nút máy tính Honeywell 516. Nhóm nghiên cứu tại NPL đã làm việc trực tiếp với Honeywell để chỉnh sửa bộ điều khiển đầu vào – đầu ra của nút mạng, một lựa chọn phần cứng mà sau này ARPANET cũng áp dụng cho các bộ xử lý thông điệp giao diện (Interface Message Processor – IMP). Một số thành phần của mạng NPL Mark I đã đi vào hoạt động từ đầu năm 1969, mang lại một mạng chuyển mạch gói vận hành thực tế trước khi ARPANET lắp đặt nút mạng đầu tiên vào cuối năm 1969.
Kỹ thuật giao thức và cội nguồn của mạng liên kết
Bên cạnh phần cứng mạng, nhóm nghiên cứu cũng đặt nền móng cho các quy tắc truyền thông mạng. Trong một bản ghi nhớ nội bộ vào tháng 4 năm 1967 có tiêu đề "A Protocol for Use in the NPL Data Communications Network", Roger Scantlebury và Keith Bartlett đã lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ "giao thức" (protocol) theo ngữ cảnh truyền thông dữ liệu hiện đại. Đến năm 1968, Bartlett tiếp tục giới thiệu giao thức bit luân phiên (alternating bit protocol), mô tả ba cấp độ vận hành riêng biệt mang tính định hướng cho cấu trúc phân tầng của các mô hình mạng sau này. Những đóng góp này đã tạo bước đà lan tỏa mạnh mẽ tới các nỗ lực kết nối mạng quốc tế trong suốt thập niên 1970. Khi Vint Cerf và Bob Kahn xuất bản bài báo kinh điển năm 1974 phác thảo giao thức TCP/IP mang tên "A Protocol for Packet Network Intercommunication", họ đã ghi nhận một cách rõ ràng những đóng góp tiên phong của Donald Davies và Roger Scantlebury.
Những lựa chọn kiến trúc do Davies, Scantlebury và đội ngũ NPL thiết kế đã biến truyền tải gói dữ liệu, giao diện bộ định tuyến chuyên dụng, đường truyền tốc độ cao và giao thức phân tầng thành các nguyên tắc cốt lõi của mạng kỹ thuật số. Bằng cách chứng minh kỹ thuật chuyển mạch gói vừa khả thi về mặt lý thuyết vừa vận hành được trên thực tế với mạng Mark I, NPL đã cung cấp một bản thiết kế thực tiễn, ảnh hưởng trực tiếp đến ARPANET và đặt nền móng cấu trúc cho mạng Internet toàn cầu ngày nay.
Ảnh minh họa do AI tạo, không phải ảnh tư liệu.
Nguồn: NPL network