“什么是互聯網”之一互聯網的“硬核”常識

文/張彤

二十世紀，人類公認的兩大發明，一個是載人航天，另一個是互聯網。

被忽悠的互聯網

今天，互聯網確實已經像電和水一樣，與我們的生活息息相關?；ヂ摼W泛濫到無處不在，但是那些每天出現的“iPhone、微信、云計算、安全、Wi-Fi、交換機、區塊鏈、物聯網、智慧城市、5G”,是互聯網嗎？

還真不是。

以上這些有的是互聯網的應用，有的是互聯網的設備，有的和互聯網根本不是一回事。那么，到底什么才是互聯網呢？

定義互聯網

我們首先需要給互聯網下一個定義，“互聯網”譯自英文“Internet”，這是一個組合詞，inter是互聯的意思，network是計算機網，合在一起就是“把所有的網絡互聯起來形成的一個網”。所以互聯網不是一個網，而是很多不同的網絡組合而成的一個網際網絡。

不同的網絡與網絡彼此串連，實現信息交互，就像當年秦始皇把不同國家修建的防御工事和要塞連起來，構成了今天的萬里長城一樣，這些串接的網絡基于一組通用的協議互相聯接，彼此通信，形成一個邏輯上覆蓋全球的“大網”。

圖1 1969年的ARPAnet拓撲

互聯網的前身

互聯網的創始應該追溯到1969年美國資助開發的一個名叫“ARPAnet”的研究項目。美國政府認為，在不同網絡之間通過轉換實現互聯互通，效率是非常低的;只有用一套系統連起來的網絡，一旦發生緊急情況，反應速度才是最快的，通訊也是最暢通的。ARPA是美國高級研究計劃署（Advanced Research Project Agency）的簡稱，其核心機構之一是IPTO（Information Processing Techniques Office，信息處理處），主要關注計算機圖形、網絡通訊、超級計算機等研究課題。1962年10月，J·C·R·利克里德離開MIT，加入ARPA，全面主持“指令與控制網絡研究室”的工作，并在后來成為IPTO的首席執行官。他在任期間將辦公室名稱從指令與控制研究（Command and Control Research）改為IPTO。同樣在他的任期內，幾乎整個美國計算機科學領域研究的70%由ARPA贊助。結果ARPA不僅成為網絡誕生地，同樣也是計算機圖形、平行過程、計算機模擬飛行等重要成果的誕生地。

1968年，同樣從MIT進入計劃署的Larry Roberts提交了一份報告，題目是《資源共享的電腦網絡》，提出首先在美國西海岸選擇4個節點進行實驗，這4個節點分別是加州大學洛杉磯分校、斯坦福研究院、加州大學圣巴巴拉分校和猶他大學。該計劃使聯入網絡的電腦中心可以相互分享研究成果,這個網就是ARPAnet。1969年10月29日是一個值得銘記的日子，當天晚上加州大學洛杉磯分校與斯坦福研究院實現了對接，兩個月后，具有四個節點的ARPAnet搭建完畢并投入使用，一個嶄新時代的輪廓逐漸清晰起來。

最初的ARPAnet功能非常簡單，由四臺計算機連接，能夠傳輸簡單的字符，但它的誕生標志著計算機網絡技術研究的正式開始。計算機網絡與此前的通訊網絡最大的不同是網絡中的節點是計算機。計算機的特點第一是計算能力很強，第二是有存儲能力。因此兩點之間的數據傳輸，就可以將應用層大的數據分成小的數據包，而不必關注數據包之間的關聯，只要知道它的去端地址，就可以將所有數據包進行傳輸，當數據到達去端地址后，數據包獨立尋找對應的路由。雖然路由尋址需要計算，但每個計算機都有很強的計算能力，因此這點開銷可以忽略不計。這樣做的一個好處是數據傳輸不受線路約束。整個網絡只要有一條線路是與對方聯通的，數據就一定能傳輸過去。另一個好處是允許網絡節點之間采用不同的通訊手段。無連接的數據傳輸和轉換技術是互聯網在網絡技術大戰中最終勝出的關鍵所在。

解決了傳輸轉換的方式問題，接下來的研究就是要把網絡的功能復雜化、性能進一步優化。1983年，ARPAnet和美國國防部通信局研制成功了用于異構網絡的TCP/IP協議，加州大學伯克利分校把該協議作為其BSD UNIX的一部分，使得該協議得以在社會上流行起來，從而誕生了最初的互聯網。

從互聯網到全球信息高速公路

1986年，美國國家科學基金會(National Science Foundation，NSF)利用TCP/IP通訊協議，在5個科研教育服務超級電腦中心的基礎上建立了NSFnet廣域網。由于美國國家科學基金會的鼓勵和資助，很多大學、政府資助的研究機構甚至私營的研究機構紛紛把自己的局域網并入NSFnet中。1986～1991年并入NSFnet的子網從100多個增加到3000個，各個子網負責自己的網絡架構和運營，同時子網通過NSFnet互聯起來。

90年代初期，美國總統克林頓提出了“信息高速公路”戰略?；ヂ摼W開始突飛猛進的發展，用戶數不斷增加。隨著越來越多的國家接入互聯網，特別是歐洲七國全部聯網后，全球信息高速公路初具規模。互聯網開始成為全球信息化的基礎平臺。

20世紀90年代是互聯網最重要的歷史時期之一，互聯網開始商業化。NSFnet于1995年4月正式停止運營，美國政府認為互聯網實驗已經成功，應該逐步將其民營化，取之于民用之于民，因此開始大力推動商業機構和科研機構之間的信息交互。1995年8月，硅谷天才馬克·安德森的網景公司股票上市；微軟推出IE瀏覽器1.0；如今已經是世界級電子商務巨頭的eBay和亞馬遜也在這一年上線運行，互聯網的商業化改造完成。同年1月，中國電信開通了北京、上海兩個接入Internet的節點。張朝陽、丁磊、馬云等人發現互聯網的魅力，開始了自己的互聯網創業歷程。此后23年間，中國互聯網推出了近40家上市公司，其中20余家公司的市值已經達到10億美元以上。

圖2 NSFnet廣域網拓撲

圖3 全球互聯網星球圖（來源：internet-map.net，2014年8月）

2000年前后的互聯網泡沫，是另一個互聯網的“地標”?；谏虡I的互聯網經濟開始重新以理性的眼光審視高科技創新的價值基礎。1995年至2001年間，信息技術與互聯網引發的是膨脹的投機泡沫，“.com”公司不斷成立。公司可以簡單地通過在他們名字上添加“e-”前綴或是“.com”后綴來使其股票價格增長，“前綴投資”在歐美、亞洲多個股票市場中，使互聯網及信息技術相關企業的股價高速上升，在2000年3月10日納斯達克指數觸及5408.60的最高點時達到頂峰。投機者熱衷于互聯網板塊及相關領域的快速增長，股價飆升和買家炒作的結合，以及風險投資的廣泛利用，為這些企業摒棄標準的商業模式創造溫床。它們突破傳統模式的底線，轉而關注于如何增加市場份額。然而互聯網板塊的發展是一個繁榮和蕭條的周期，很快泡沫破裂，大部分.com公司最終都鎩羽而歸。

雖然科技股泡沫破裂，但它卻為互聯網經濟預備了優秀的企業基因。生存下來并證明了自己價值的公司，如亞馬遜、谷歌、Facebook、阿里巴巴、騰訊等續寫了一個又一個創業和創新的傳奇。

中美成為全球互聯網經濟體中最耀眼的“雙子星座”。2014年，全球25大互聯網公司中，美國和中國互聯網公司所占席位比例是14∶6（數據來自KPCB）。而到了2018年底，據標普資本的數據顯示，全球互聯網10強企業中，美國占6家，中國占4家。美國的互聯網公司如蘋果、谷歌、亞馬遜和Facebook仍然是領導者，但中國互聯網公司如騰訊、阿里巴巴等正在迎頭趕上。

中國互聯網元年

1987年一封內容為“Across the GreatWall，we can reach everycorner in the world.(越過長城，走向世界)”的電子郵件成為互聯網上從中國發出的第一封電子郵件。

圖4 第一封從中國發出的電子郵件，用了將近一周的時間于北京時間1987年9月20日20時55分送達德國卡爾斯魯厄

圖5 中美兩國科學家1991年草擬的IHEP-SLAC聯網設計

1993年，由北京中科院高能物理研究所（IHEP）聯接美國斯坦福直線加速器中心的高速計算機的64Kbps通訊專線開通，運行DECnet協議，可與美國能源網Esnet的各大實驗室連通。

IHEPNET是中國互聯網的先驅，邁出了中國和世界各地數百萬臺電腦共享信息和軟硬件的第一步，也讓當時全國一千多名科學家，成為了中國的第一批互聯網使用者。同年，IHEP設立了國內第一個WEB服務器，推出中國第一套網頁，內容除介紹我國高科技發展外，還有一個欄目叫“Tour in China”，包括新聞、經濟、文化、商貿等信息。

圖6 高能所于1994年4月設立了WWW服務器（中國第一臺），附圖是當年的網頁

1994年，是中國的互聯網元年。中國通過美國Sprint公司連入Internet的64K國際專線開通，標志著中國成為世界上第77個正式全功能接入互聯網的國家。同年，中國國家頂級域名“.cn”回到中國，結束了頂級域名服務器由國外代管的歷史。

1997年5月30日，國務院信息化工作領導小組辦公室發布《中國互聯網絡域名注冊暫行管理辦法》，授權中國科學院組建和管理中國互聯網絡信息中心(CNNIC)，授權中國教育和科研計算機網網絡中心與CNNIC簽約并管理二級域名“.edu.cn”，中國從一個互聯網的旁觀者，真正成為了互聯網的參與者。

互聯網最初是為科研服務的，其主要目的是為用戶提供共享大型主機的寶貴資源。隨著接入主機數量的增加，越來越多的人把Internet作為通信和交流的工具。一些公司還陸續在Internet上開展了商業活動。由此互聯網一發不可收拾，將人類的生產和生活從工業社會帶入了信息社會。