当前位置: 主页 > 建站知识 > 网站建设

互联网到底是怎么发明的?

发布时间:2023-08-04 16:57   浏览次数:次   作者:小编

  已从一个军用通信网络演变成一个庞大的全球网络空间。而这一切起源于美国加州的一家露天啤酒店。

  在应用程序和“独角兽”大行其道的当下,Rossotti’s称得上是个奇迹。自1852年以来,地处硅谷心脏地带的这家露天啤酒店屹立至今。它不具有颠覆性,也不具有扩展性。不过150多年来,它就做一件事,而且做到很到位:它让加州人有了可以一醉方休的好去处。

  在其漫长的发展历程中,Rossotti’s曾是处于潮流前沿的沙龙、淘金热时期的赌场,也是摩托飞车党“地狱天使”出没的场所。如今,它改名为Alpine Inn露天啤酒店,光顾的客户还是跟以前一样三教九流。在后面的庭院里,有穿着紧身衣的摩托车骑手,也有穿着皮衣的自行车骑手。那个头发蓬乱的家伙在笔记本上信手涂鸦,说不定就是教授、疯子或者首席执行官。停车场停放着哈雷摩托车、玛莎拉蒂和马匹。

  这里似乎不太像是重要的创新场地。但是40年前的8月份,一小群科学家在一张餐桌上架设起了一台计算机终端,进行了一次非同寻常的实验。他们边喝着塑料杯装着的啤酒,边证明了一个名为互联网的奇思妙想是行得通的。

  互联网非常庞大,而且没有形状,很难想象它是怎么发明出来的。很容易想象爱迪生发明灯泡的场景,因为灯泡非常具体。你可以把灯泡拿在手中,从各个角度来打量它。

  互联网正好相反。它无处不在,但我们对它只能瞥一眼。互联网就像圣灵:它占据着我们屏幕上的像素,呈现网站、应用程序和电子邮件,让我们知道它的存在,但是它的本质却总是在别处。

  互联网的这一特性使得它似乎极其复杂。当然,势必需要高深的技术才能理解这样一种普遍存在又居无定形的东西。但实则不然,互联网从根本上来说很简单,而这种简单正是其成功的关键。

  互联网的发明者来自五湖四海,他们工作于各个地方:法国政府资助的计算机网络Cyclades、英国国家物理实验室、夏威夷大学和施乐公司。不过,主体还是美国国防部旗下资金充裕的研究部门:高级研究计划署(ARPA)及其众多承包商。这个研究部门后来更名为国防部高级研究计划署(DARPA)。要不是ARPA,互联网就不会存在。

  作为一家军事研究机构,ARPA创建互联网时怀有特定的军事动机:提供一种办法,将计算能力带到战争前线年,ARPA构建了一个名为阿帕网(Arpanet)的计算机网络,该网络把全美诸多大学、政府机构和国防承包商的大型机连在一起。阿帕网发展迅速,到上世纪70年代中期,已包括近60个节点。

  但是阿帕网存在一个问题:它不是移动网络。按照如今的标准,阿帕网上的计算机堪称庞然大物,它们通过固定线路来进行通信。这可能适用于研究人员,他们可能坐在坎布里奇或门洛帕克的终端跟前,但是对深入敌区的士兵来说帮助不大。阿帕网要想为前线作战的官兵派上用场,必须在世界任何地方都访问得到。

  设想一下一辆行驶在扎伊尔丛林中的吉普车,或者是北越上空数英里高处的B-52轰炸机。然后,把它们想象成无线网络中的节点,该网络连接到数千英里之外另一个由功能强大的计算机组成的网络。这正是联网军队的梦想:利用计算能力击败苏联及其盟国。正是这个梦想孕育了互联网。

  实现这个梦想需要做两件事。首先建立一个无线网络,能够通过无线电或卫星,在分布广泛的美国军用机器当中转发数据包。其次是把那些无线网络连接到阿帕网的有线网络,那样价值数百万美元的大型机才能服务于作战的士兵。科学家称之为“网络互连”(Internetworking)。

  发明互联网的初衷就是解决“网络互连”问题。它带来了巨大的挑战。让计算机相互沟通(“连网”)本身够难了。但是,让计算机网络彼此联系即“网络互连”带来了一系列全新的难题,因为不同网络各自使用不相兼容的语言。试图在不同的网络之间转移数据,好比向只懂匈牙利语的人写一封汉语写的信,希望对方看得懂。这是行不通的。

  为此,互联网的架构师们开发出了一种数字化的世界语:这种通用语言让数据能够在任何网络上传输。1974年,ARPA的两位研究人员:罗伯特·卡恩(Robert Kahn)和文特·瑟夫(Vint Verf)发表了一份早期的蓝图。他们借鉴国际网络界进行的讨论,为“一种简单但非常灵活的协议”勾勒出设计方案:这一套通用的规则明确规定了计算机应如何联系。

  这些规则必须取得一种非常微妙的平衡。一方面,它们需要足够严格,确保数据可靠地传输。另一方面,它们又需要足够宽松,支持传输数据的所有不同方式。

  瑟夫告诉我:“它必须能适应未来的需要。”你编写的协议不能光针对某个时间段,因为它会很快过时。军队会不断创新,会不断构建新网络,不断开发新技术。这种协议必须跟上步伐:它要适用于“数量众多的不同的、可能无法协同操作的分组交换网络,”瑟夫说――包括还没有发明出来的网络。这个特性不仅让系统能适应未来的需要,还可能具有无限扩展性。如果规则足够强大,“网络集合体”可以无限止地增长,把所有的数字化内容吸收到其不断扩大的多线程网状网。

  最终,这些规则成了互联网的通用语言。但首先,它们需要加以实施、调整和测试,而且是一遍又一遍地执行。关于互联网的诞生,一切都是偶然。对许多人、甚至对某些构建者来说,互联网似乎是个可笑的想法。规模和梦想超乎想象――互联网好比是摩天大楼,而人们之前从未见过高度超过几层楼的大楼。尽管有冷战时期的军方资金作后盾,但互联网看上去仍像是一次轻率的冒险。

  如果你在1976年8月27日走进Rossotti’s露天啤酒店,会看到这个情景:七名男士和一名女士聚在桌前,他们守候在计算机终端旁边,那名女士在输入文字。两根电线从终端拉到停车场,消失于一辆大大的灰色面包车。

  面包车里面的机器把终端上输入的文字转换成一个个数据包。然后,车顶的一根天线把这些数据包作为无线电信号发送出去。这些信号通过无线电波发送到附近山顶上的一个中继器,信号在这里经放大后转播出去。信号经过这番增强后,可以一路发送到门洛帕克,装在一栋办公楼的天线接收了这些信号。

  正是在这里,神奇的一幕开始上演了。在办公楼里面,入站数据包从一个网络无缝传输到另一个网络:从分组无线网络传输到阿帕网。为了实现这种跳跃,数据包要经过微妙的变换。它们得改变形状,而不改变内容。想一想水:它可能是蒸气、液体或者冰块,但化学组成依然一样。这种神奇的灵活性是大自然的一个特色――这是件幸事,因为生命有赖于此。

  相比之下,互联网依赖的那种灵活性不得不靠设计。8月份的那一天,它让无线网络中的无线电信号得以变成阿帕网有线网络中的电气信号。引人注目的是,这一转换完好地保存了数据。数据包完好无损。

  实际上,数据包非常完好,以至于它们可以再越过3000英里、传输到波士顿的一台计算机,然后被重新装配成之前在Rossotti’s的终端上输入的一模一样的信息。支持这次网络间长途传输的正是卡恩和瑟夫设计的新协议。两个网络连为一体,互联网确实可行。

  “当时没有诸如气球之类的东西,”唐·尼尔森(Don Nielson)告诉他。尼尔森现已年过八旬,当年他代表ARPA的主要承包商:斯坦福研究所在Rossotti’s领导了那次实验。他身材高大,说话轻声细语,为人谦逊,很少有人比他更有资格吹嘘一番,但他并没有沾沾自喜。我们聚在他在帕洛阿尔托家里的客厅,这里离谷歌仅四英里,离Facebook也只有九英里,他在整个谈话过程中甚至没有为发明了造就这些大公司的这项技术邀功。

  尼尔森坚称,互联网是集体的成果。斯坦福研究所只是参与其中的众多组织之一。也许,这就是为什么他们并不觉得在Rossotti’s开香槟庆祝有多好――如果声称一支团队居功至伟,那就违背了国际网络界的合作精神。又或者,他们可能只是没有时间来庆祝。戴夫·雷茨(Dave Retz)是参与当年Rossotti’s实验的研究人员之一,他回忆,大家非常担心实验成功与否;成功后,又非常担心后续的事情。总是有更多的工作要完成:一旦两个网络连起来,他们开始研究连接三个网络――一年多后即1977年11月份,他们成功做到了。

  久而久之,人们开始淡忘发生在Rossotti’s的经历。尼尔森本人也快忘了,直到20年后一位记者提醒了他。他回忆起电话铃响起的那天:“有一天,我坐在办公室里。”电话另一头的记者听说了在Rossotti’s进行的那次实验,想了解它与互联网诞生有什么关系。到1996年,美国人已经在美国在线(AOL)聊天室玩起了网络性爱,还在GeoCities上搭建形形色色的主页。互联网的发展早已脱离了军事色彩,进入了主流,人们开始对它的起源感到好奇。于是,尼尔森从文件夹中翻出了几份以前的报告,开始回忆互联网是如何开始形成的。他记得当时这么想:“这东西在变得很了不起。”

  让互联网变得了不起的正是那年夏天尼尔森团队在Rossotti’s展示的特性:灵活性。40年前,互联网使用像无线电波和铜质电话线这些迥然不同的渠道,把数千个文字从旧金山湾区传输到波士顿。如今,互联网跨越的距离远得多,使用的媒介更多样化。它在数十亿个设备之间传输数据,瞬间跨多个网络传输我们的推特消息和Tinder评论。

  这不仅仅是一项技术成就,还是一个设计决策。尼尔森表示,要理解互联网的起源,最重要的一点就是,它来自军队。虽然ARPA拥有很大的自由,但它在选择项目时还是着眼于研发有一天有助于打胜仗的技术。构建互联网的工程师明白这一点,并做了相应的调整。

  这就是为什么他们设计出在任何地方都能运行的互联网,因为美国军队无处不在。美军在全球70多个国家有近800个军事基地,有数百艘军舰、数千架战机以及数万辆装甲车。互联网之所以适用于任何设备、网络和媒介,以及圣保罗的智能手机之所以能流式播放新加坡服务器上的歌曲,原因就在于,互联网需要与当初资助建设的美国安全机构一样无处不在。

  互联网最终对美军来说会很有用,即便不像架构师当初预计的那样。不过,直到互联网实现了民用化和商业化――上世纪70年代的ARPA研究人员从没有预料到这个现象,它才真正流行起来。尼尔森说:“坦率地讲,如果有人说他们在那时候就想象到今天互联网的样子,他们准是在说谎。”最令他感到惊奇的是,“人们心甘情愿花钱进入互联网。每个人都想上网。大家都想跻身这个新世界,这对我来说绝对惊人。”

  我们把互联网想象成自成一体的世界,一个我们可以“置身其中”的地方,这也是唐·尼尔森及其他科学家留下的遗产。他们将不同网络无缝地连接起来,让互联网如同是一个地方。严格来说,这是一种错觉。互联网由许多多多的网络组成:当我访问谷歌网站时,数据经过11个不同的路由器才呈现在我眼前。但互联网是编织高手:它把那些“缝脚”掩饰得极好。互联网给我们的感觉是一个无边无际、没有国界的数字化世界,即我们所说的网络空间。40年前,这个世界在帕洛阿尔托附近的山丘崭露头角,此后一直不断扩大。