網際網路的前世今生：互聯技術如何突破

1、1945年，美國科學家範内瓦·布什定義了資訊大爆炸時代，人類将通過一個叫做memex(Memory- Extender)的擴大儲存設備将儲存知識的大腦無限擴容，當人類要使用某個儲存起來的“所見所聞”時，可以迅速通過memex調取，無須再在沉重且繁雜的曆史記錄中進行翻閱。與此同時，memex除了存儲、調用使用者的“所見所聞”，還可以通過“檢索”的方式檢視到他人的“所見所聞”。就這樣，範内瓦·布什為人類勾畫了一個資訊時代的願景，但是他并沒有提供一個更加具體的解決方案。而這個問題最終由美國計算機科學家利克萊德給出了答案。

2、1960年，美國計算機科學家利克萊德發表了《人機共生》一文，提出人類通過電子計算機協同工作來實作“資訊大爆炸”。在“人機共生”狀态下，人類做任何複雜的事，隻需設定目标、制定假設、确定标準，并執行評估，剩下的反複驗證、計算的工作可以交給電子計算機自動完成。

3、1962年，美國成立進階研究計劃署(簡稱“阿帕”ARPA)，專攻未來科技。利克萊德被任命為阿帕資訊處理技術辦公室主任，主要負責解決阿帕體系内資訊太多、太雜造成的低效率問題。1963年，利克萊德提出了建立“分時網絡”的解決方案，首先建立一個巨大的電腦主機伺服器，然後主機伺服器分别連接配接多個主機終端(電子計算機)。每台主機終端都可以任意調用主機伺服器裡面的資料資源，這便是網際網路前身-阿帕網的第一個雛形。

4、範内瓦提出了memex設想，為人類勾畫了一個資訊時代的願景；利克萊德提出了“人機共生”，解決了如何去發展網際網路技術的問題。但是具體該怎樣去實踐，将網際網路的概念變成現實，1964年，保羅·巴蘭的“分布式通信系統”邁出了第一步。按照保羅·巴蘭的理論，“分布式通信系統”需要在傳輸資料的計算機上設定一種特殊接口，達到将計算機連結到一起的目的，且每個節點至少有2條鍊路跟它相連，形成一個“漁網”狀的連接配接網絡，傳輸路線被分割成了一小段一小段。這種“分布式通信網絡”結構，可以輕松規避“中心式網絡”狀态下，中心主機被摧毀造成整個網絡癱瘓的隐患。

5、保羅·巴蘭的“分布式通信系統”将網際網路中計算機連接配接的形式确定為“漁網狀”。雖然通道有了，但是如何将資料放在通道上傳輸，傳輸的形式是什麼，仍有待解決。這個問題的解決來自于由倫納德·克蘭羅克提出的“分組交換”，即采用多點對多點的設計，資訊在從A節點傳輸到B節點時，在A出發的瞬間分裂成一定數量的“塊”，并在塊上打上“從哪裡來”“到哪裡去”的标簽。然後不同的“塊”分别通過連結AB節點的N條鍊路直沖B點，最後在B點完成組裝。如此一來便解決了點對點整體傳輸對傳輸硬體造成的負擔，讓資料傳輸變得容易起來。

6、但是對于正處于起步階段的終端接口計算機來說，運算能力很難滿足大規模資料傳輸的需求。為了解決這個問題，阿帕網資訊處理技術負責人拉裡·羅伯茨提出了“接口資訊處理機”(IMP)的想法，在每台被操作的計算機和傳輸網絡之間插入接口資訊處理機作為資料配置設定中心。若一個資料到達某個IMP，目的地又是該IMP連接配接的計算機，那麼資料就會直接輸送至目的地；反之，IMP會将資料轉發至新的IMP傳遞，履行分布式網絡節點傳輸的“中轉”職能。可以說，IMP是當今網際網路不可或缺的硬體路由器的前身。1969年，美國BBN公司接受阿帕網的委托，将IMP由理論變為了實物。

7、1969年，美國國防部在進階研究計劃署制定的協定下将美國西南部的大學加利福尼亞大學洛杉矶分校、斯坦福大學研究學院、加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校和猶他大學的4台主要計算機連接配接起來，首先建立了由4台計算機構成的、分布式控制的分組交換網-阿帕網。阿帕網的誕生主要是基于冷戰時期出于與蘇聯争霸的需要，目的是保證在核打擊下的軍事通信暢通。阿帕網的誕生通常被認為是網絡傳播的“創世紀”。1971年4月，阿帕網連接配接了美國加利福尼亞大學洛杉矶分校、斯坦福大學研究學院、加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校、猶他大學、BBN公司、麻省理工學院等15個節點，共23台主機。

8、阿帕網問世之際，大部分電腦還互不相容。由于采用了不同的編碼方式和計算機語言，除了相同廠家的計算機勉強能夠互相交流外，在絕大多數情況下，在一台計算機上完成的資料資料，拿到另一台計算機上就成了亂碼。如何使硬體和軟體都不同的電腦實作真正的互聯，成為人們力圖解決的難題。由于網絡通信系統本質上來說是一種為資料傳輸選擇路徑的軟體系統，可以在任何一台計算機上運作，是以80年代初期的網絡資料都是通過計算機來直接處理和轉發資料包的。這種方式一旦主機故障，則其他終端都将失去通信能力。是以，計算機專家們紛紛在研究能否專門設計一種裝置來解決異種計算機之間的互聯問題。

9、在早期的網絡轉發裝置設計中，研究者們提出了許多創新方案，最終這些創新演化成了一件産品-多協定路由器，簡稱路由器。路由器是将包轉發和處理軟體燒制在一塊微處理器上，直接安裝到路由器的電路闆上，軟硬體結合大大提高了網絡轉發的效率，降低了成本。

10、1973年，美國的文頓·瑟夫和羅伯特·卡恩開始思考如何将阿帕網和另外兩個已有的網絡相連接配接，尤其是連接配接衛星網絡和基于夏威夷的分組無線業務的阿羅哈網。他們設想了新的計算機交流協定，這種新協定并不要求各個網絡規則必須按照一個特定标準來寫，而是以友善互相識别為出發點，在原有的各方傳輸協定之上再套個“外套協定”，這一新協定被稱為傳輸控制協定/網絡間互連協定(TCP/IP)，後來成為了網際網路的主流協定。他們也是以被稱為“網際網路之父”。根據TCP協定的要求，資料傳輸中的最小傳輸機關資料按一定規則組合打包成封包，TCP制定了一個嚴格的回報機制，即封包的組成結構中除了所包含的相關資料流外，還會顯著地标注該封包從哪裡來，到哪裡去，確定資料從輸出方準确無誤達到接收方。IP協定規定了網際網路中資料傳輸基本單元和格式及輸送方法與路線，具體方案是将TCP協定組合打包的封包再次按一定規則組合打包為資料包，該資料包允許一台計算機在任何時刻發送資料給任何一台其他計算機。IP協定允許被分割的資料包小塊借助分布式網絡選擇不同的線路奔向目的地，然後再在目的地完成組裝。當資料包在接收方完成組裝後，封包的TCP協定就會生效，觸發特定的回複系統，告知輸出方資料已經順利達到接收方。

11、1975年，阿帕網被轉交給美國國防部通信處。與此同時，大量新的網絡開始出現，包括計算機科學研究網、加拿大網絡、因時網和美國國家科學基金網絡等。1982年，阿帕網被暫時停用，原先的交流協定被禁用，隻允許使用TCP/IP協定的網站交流。1983年1月1日，美國國防部正式将TCP/IP作為阿帕網的網絡協定，并命名為“Internet”。作為Internet的早期骨幹網，阿帕網試驗并奠定了Internet存在和發展的基礎，TCP/IP協定的開發和利用較好地解決了異種機網絡互聯的一系列理論和技術問題，區域網路和廣域網的産生及蓬勃發展對Internet的進一步發展起了重要的作用。1985年，TCP/IP借助美國作為世界霸權的背書，獲得了全球民用領域的一緻認可，被确定為網絡間連接配接的基礎協定，成為了網際網路的基石，也拉開了網際網路全球“互聯”的序幕。

12、雖然TCP/IP協定解決了資料在網際網路傳輸的基本準則問題，但是随着網際網路的商業化，無序、複雜的IP位址間接地擡高了網際網路的使用門檻，成為将網際網路推向大衆的攔路虎。為了解決這一問題，工程師佩吉·卡普(Peggy Karp)提出了建立“網際網路名字”的概念，即給複雜的IP位址套上一件簡約的“外衣”，并将“外衣”和IP位址轉換的方式寫進了計算機主機連接配接網際網路的檔案中。1983年，南加州大學的保羅·莫卡派喬斯對佩吉·卡普提出的”網際網路名字“概念進行了完善，建立了沿用至今的域名系統DNC的體系架構。域名系統DNC本質上是一個分布式資料庫，通過儲存IP位址和域名的串聯關系，讓使用者在通路指定域名時，可以直接通路域名背後的IP位址。如此一來使用者不再需要記憶複雜的數字IP位址，一種老百姓喜聞樂見的接入網際網路的方式誕生，為網際網路大衆化打下了基礎。

13、1986年，美國國家科學基金會(NSF)資助建成基于TCP/IP技術的主幹網NSFNET，這是世界上第一個真正意義上的網際網路。NSF連接配接了美國若幹超級計算中心、主要大學和研究機構，并迅速擴充到世界各地，形成全球性的教育科研網絡。NSFNET對Internet的最大貢獻是使Internet向全社會開放。當NSFNET成為網際網路中樞後，阿帕網的重要性被大大減弱了，終于在1989年被關閉，1990年正式退役。于是，NFSNET于1990年6月被徹底取代了阿帕網而成為Internet的主幹網。

14、1990年9月，由Merit、IBM和MCI公司聯合建立了一個非營利的組織-先進網絡科學公司(ANS)。ANS的目的是建立一個全美範圍的T3級主幹網，到1991年底，NSFNET的全部主幹網都與ANS提供的T3級主幹網相聯通。

15、域名的發明及應用，使得使用者可以輕易、準确且直覺地找到自己所需要資料的儲存位置，但由于文字、聲音、圖形等資料在計算機的世界裡是一串串互相不認識的代碼，怎樣讓更多人直覺地找到東西，怎樣将這些代碼格式統一，并且可視化展示給使用者，這些都成為攔在網際網路大衆化道路上的門檻。直到1989年，瑞士高能實體研究實驗室程式設計員蒂姆·伯納斯·李研發出HTTP(超文本傳輸協定)和HTML(超文本标記語言)，這些問題才迎刃而解。跟羅伯特·卡恩、文頓·瑟夫用TCP/IP協定解決不同電腦之間不可互相傳輸資料類似，HTTP/HTML将文字、聲音和圖形三種不同的資料從互相不相容變成了可組合編寫的資料子產品。1991年，出于讓更多人投入相關研究的需要，蒂姆上線了人類曆史上第一個站點(info.cern.ch)，無償地将HTTP和HTML分享出去。由于HTML能夠識别和統一視訊、圖檔和文字等各種不同的數量類型，網際網路逐漸從代碼級的浏覽體驗走向了可視化的“陽關大道“，人們可以通過網頁看視訊及聽音頻，如此一來極大降低了網際網路操作的門檻。對着這項技術，蒂姆親切地稱呼為“World Wide Web(WWW)”（網際網路）。就這樣，Web頁面作為一種新事物，在網際網路上正式登場。

16、蒂姆利用HTTP和HTML搭建起了被稱為“網頁“的網際網路新模式之後，為了友善、快捷地使用這種新模式，作為網頁展示端載體的”Web Browser“(網頁浏覽器)誕生了，它為普通使用者提供了以網頁為中心的網際網路第一入口。1990年，蒂姆上線了人類曆史上第一款浏覽器，浏覽器的名字叫”World Wide Web(WWW)“（網際網路），它可以讓使用者通過TCP/IP協定及其補充協定快捷地浏覽他人建立的網頁，解決普通群眾接入網絡的問題，完成了當今網際網路基礎建設的最後一環，正式打開了網際網路民用的大門。

啟示：

① 網際網路的演變路徑：

範内瓦·布什(1945年)提出資訊大爆炸設想 -- 利克萊德(1960年)提出人機共生實作“資訊大爆炸”-- 利克萊德(1963年)提出“分時網絡”-- 保羅·巴蘭(1964年)提出“分布式通信系統“ -- 倫納德·克蘭羅克提出“分組交換” -- 拉裡·羅伯茨提出“接口資訊處理機”(IMP)的想法并由BBN公司在1969年實作 -- 1969年基于分布式通信的分組交換網-阿帕網正式建立 -- 文頓·瑟夫和羅伯特·卡恩(1973年)發明了TCP/IP協定并在1985年成為網絡連接配接協定的标準 -- 保羅·莫卡派喬斯(1983年)建立了域名系統DNC -- 美國NSF(1986年)建立了主幹網NSFNET -- 蒂姆·伯納斯·李(1989年)發明了HTTP和HTML，推出了web網頁 -- 1994年，網際網路向商業開放 -- 1994年，網景浏覽器和Yahoo問世 -- 1995年，微軟推出IE浏覽器，亞馬遜、易貝網誕生 -- 1996年，世界上第一款即時通訊工具ICQ出現 -- 1997年，Google誕生 -- 1998年，中國搜尋百度和即時通訊騰訊相繼問世，網景賣身AOL -- 1999年，阿裡巴巴成立 -- 2002年，社交網絡Friendster、LinkedIn出現 -- 2003年，MySpace誕生，百度貼吧推出 -- 2004年，Facebook問世，京東網商誕生 -- 2005年，YouTube 推出，中國版Facebook校内網推出 -- 2006年，Twitter 誕生 -- 2008年，開心網問世 -- 2009年，WhatsApp推出，中國版Twitter新浪微網誌問世 -- 2010年，Instagram和Skype問世 -- 2011年，Snapchat和Viber誕生。

② 縱觀網際網路的演變路徑，可以分為兩個階段：

第一階段，主要是在1994年商業化之前，這一階段主要是從理論和技術層面推動網際網路從0到1，解決了網際網路商業化落地的幾乎所有技術和門檻障礙。從範内瓦·布什提出資訊時代的設想到蒂姆·伯納斯·李推出的網際網路技術，上面提到的每一個節點都是推動網際網路向前邁進的核心驅動力，本質上都是解決了阻礙網際網路商業化大衆化的“卡脖子“難題。

第二階段，主要是在1994年之後，以美國為代表的各主要國家開始了網際網路商業化的基礎設施鋪設。正是在這一輪基礎設施鋪設的過程中誕生了Cisco這樣的偉大網絡硬體公司。中國也在1994年加入國際網際網路組織，并在1995年開始籌建中國公用計算機網際網路全國骨幹網，受益于中國這一時期的網際網路基礎設施建設的巨大需求，華為得以迅速成長為中國的網絡硬體霸主。在鋪天蓋地鋪設網絡硬體設施的同時，應用層面先後出現了浏覽器、門戶網站、電子商務、搜尋和網絡社交等諸多網際網路的應用場景，最終演變成電子商務、搜尋和網絡社交三大核心商業場景，在美國為Amazon、Google和Facebook三巨頭(另外兩大巨頭Apple和微軟本質上分别是移動網際網路和雲計算的霸主，而非網際網路的赢家，關于這一點将在後面移動網際網路和雲計算的闆塊進行介紹)，在中國則是阿裡巴巴、百度和騰訊三座大山。

③ 為何網際網路的第一階段(1994年之前)沒有誕生偉大的公司呢？

偉大公司的誕生需要有個至關重要的前提，那就是公司所處的賽道足夠大。而1994年之前的網際網路賽道則太小了。這裡有兩個非常重要的原因：其一，1994年之前的網際網路技術未真正成熟，尚有諸多技術難題有待逐個擊破，從60年代資訊傳輸技術(分布式通信)到70年代互聯技術(TCP/IP)再到80年代域名系統DNC最後到90年代的網際網路技術，是以對于普通老百姓來說，使用網際網路的門檻太高。是以，這一階段的網際網路更多是在專業人士圈内的玩物。其二，1994年之前的政策尚未允許網際網路進行商業化，直到1994年美國才允許商業資本介入這一領域。是以這一階段的網際網路隻能是小衆群體(國防軍事和科研圈)的“陽春白雪”。