书城科普读物INTERNET与信息(社会科学新知丛书)
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第1章 什么是Internet?(1)

1995年4、5月间,国内新闻媒介竞相报道了山东的小姑娘杨晓霞怪病缠身的消息。由于国内是首次出现此类病症,中国的医生们只能向国外专家发出联合攻关的邀请。然而通过什么方式才能最快、最好地同分布在世界各地的专家取得联系、得到治疗的办法呢?

中国科技信息研究所的工作人员在当时世界上规模最大、用户最多、影响最广的网络互联系统Internet上发出呼吁。很快,各国医学专家应者如云,通过他们提供的治疗方案,终于为控制杨晓霞的病情赢得了时间。

可能你会问,Internet究竟是什么呢?它显得那样的神奇,它究竟能提供给我们什么?Internet中文译为因特网或国际互联网。

1995年4月,中国公用计算机互联网CHINANET向社会正式开放。这个网络与国际Internet接轨,提供Internet接入服务。

俗话说得好:百闻不如一见。对Internet来讲,这“一见”就是说要亲自在Internet的信息海洋中漫游。要知道,当你发现通过你的手指移动鼠标,整个世界的信息和计算资源都呈现在你的面前,那是一种什么样的感觉。因此,大家只有都加入到Internet中去,亲自去体会、去感受,才能充分理解Internet。

Internet是什么

在真正理解Internet之前,我们必须知道有关电信网络和计算机网络的一些知识。这一点是非常重要的,因为Internet本身就是一种“超级网络”。

电信网络

让我们先看看人们常说的打电话是怎么回事。电话是人们通话的手段。通信网将两部话机连起来,两个人就能互相通话了。这个“通信网”是覆盖全国乃至全球,连接千家万户、千楼万厦的,主要由交换机和通信线路构成的通信基础设施。您打电话时可别忘记:由于您的电话机实际上是这个巨大的通信网络的一个小分子,所以才可能“一条银线连万家”。因此,人们在打电话的过程中,实际上有两个缺一不可的条件,一个是电话机,另一个是通信网。

计算机网络

让我们再来看看计算机网络。计算机知道自己怎样进行计算以及怎样与用户进行通信。在通常的情况下,一台计算机和人进行通信的方式是把有关的信息显示在自己的屏幕上,人通过键盘或者鼠标和计算机进行通信。在当今这个科学高度发达的时代里,计算机和人之间又出现了许多其他类型的通信方式,比如利用扬声器和麦克风来实现通信等等。但是,屏幕、键盘和鼠标现在仍然是用于通信的最为流行的几种通信工具。

和人进行通信不一样,一台计算机不能利用同样的方式与其他的计算机进行通信。取而代之的是,这些计算机之间是通过网络来进行通信的。将计算机连接到网络中去,是通过电缆来完成的。网络中使用的电缆包括电话线或者同轴电缆(和用于连接闭路电视的电缆类似)。某些网络利用无线电信号或者光学信号把计算机连接到一起,这样就可以大量地节省电缆的使用量。许多计算机都是利用电话线连接到一起的,在这种情况下,它把电话网络当成了计算机网络的一个部分。在这个通信过程中也有两个缺一不可的条件,一个是作为通信终端用的计算机,另一个仍然是通信网,可见通信网也是计算机通信的基础,如图所示。

计算机通信示意

就像一台计算机要有硬件和软件一样,计算机网络要想实现通信的功能,除了计算机和电缆这些硬件设备之外,还要有特殊的软件,如网络操作系统等。这些特殊的软件能帮助计算机网络中的各个计算机实现通信的功能。

一台台独立的计算机互相连接起来建立了网络之后,就可以实现计算机之间的数据通信、协同工作和资源共享等功能。比如说,清华大学建立了自己的校园计算机网络,学校的老师达到了“人手一台计算机”,各部处的通知和简报就可以不再打印成书面的文稿通过收发室下发,而是通过计算机网络传递这些数据到各个部门。计算机让办公自动化系统实现了“无纸化”办公,这样就节约了大量的人力、物力和时间。这就是计算机网络的数据通信功能。

如果一间办公室有3台计算机而只有1台打印机,如果这些计算机没有连成网络,没有连接打印机的另外两台计算机要想打印文件,就要把那台打印机拔下来连到自己的计算机上,或者把文件复制到软盘上,再从软盘复制到有打印机的那台计算机上再打印,这样很麻烦。如果这些计算机联成网络的话,就可以共享打印机这一资源,这样就可以通过网络把数据传到打印机打印出来。这就是网络的资源共享功能。

计算机网络可分为局域网和广域网。我们把位于同一个区域(例如一个办公室或者一幢建筑物)里面的计算机所组成的网络叫做局域网。比如说,我们把一间计算机教室中的所有计算机联成一个网络,这就是一个局域网。随着许多政府部门、公司和学校都认识了网络的重要性,局域网也变得越来越流行了。如果一个网络的增长规模增长到了其中包含不止一个的独立建筑物或者一间办公室,它就成了一个广域网。广域网是一种覆盖距离很广的网络。在典型情况下,广域网中的一些连接是通过电话线或者人造卫星来实现的。广域网通常也是由许多小型网络组成的更大的网络,它可以把多个局域网合并到一个网络中去。

Internet:网络中的网络

Internet就是遵从TCP/IP协议,将各个本地、区域和国家的计算机网络连接到一起而形成的网络集合,它是网络中的网络,或称为超级网络。在Internet中,连接着无数个局域网和广域网,可以说,Internet是世界上最大的计算机网络。

Internet与局域网的工作原理基本相同。不过,由于规模的不同,其作用就产生了从量变到质变的飞跃。局域网通常只连接十几台,最多不超过百余台的计算机。这样,信息的沟通和资源的共享只能在有限的计算机之间进行;而Internet连接着全球150多个国家、1000多万台计算机,信息的沟通和资源的共享就能够在世界范围进行。换一种方式去说,联上局域网后,您只能使用100多台计算机信息资源,只能和单位内部的几百人、几千人进行沟通。而联上Internet后,您却能够使用世界范围的1000多万台计算机中的信息资源,与不同文化背景、不同地理位置的人进行沟通,其作用显然大得多。用公路作比喻,局域网只是村子里的小街,Internet才是四通八达的高速公路。

局域网通常只连接同一种类的计算机,在同一种类的计算机之间进行通信通常比较容易。Internet则不同,由于Internet太大,上面的计算机可谓五花八门,比如说,有大型计算机、中型计算机、小型计算机和个人计算机。而且在不同的计算机网络中使用不同的操作系统。比如说,UNIX操作系统、NOVELL操作系统、WINDOWSNT操作系统。在不同类型的计算机和不同操作系统的计算机网络之间进行通信,就像讲德文的人和讲中文的人之间进行对话一样,存在着很大的困难。为了能使不同的计算机系统之间相互识别,进行通信,计算机研究人员建立了一系列通信规则,通常称这些规则为“协议”。这就像讲德文的人和讲中文的人如果都会讲英文,他们就可以通过英文方便地进行交流。不同的计算机系统有了统一的协议之后,彼此之间就可以进行通信和交流。世界上像Internet一样的超级网络还有一些。它们与Internet的区别在于,它们遵从的协议不同,Internet遵从的协议是TCP/IP协议。

TCP/IP协议实际上是一组通信协议,其中最关键的协议就是TCP协议和IP协议。TCP是英文TransmissionControlProtocol首字母的缩写,译成中文是传输控制协议。IP是英文InternetProtocol首字母的缩写,译成中文是网络互联协议。1972年,来自全世界电脑业和通信业的专家学者在美国华盛顿举行了第一届国际计算机通信会议。在这次会议上,大家就在不同的计算机网络之间进行通信达成协议,决定成立一个Internet工作组,负责建立一种能保证计算机之间进行通信的标准规范,我们把这种通信规范叫做“通信协议”。1973年,美国国防部也开始了一个所谓Internet项目,其目的是研究如何实现各种不同网络之间的互联问题。以上两个项目导致了Internet中最关键的两个协议的产生和发展,这两个通信协议就是TCP协议和IP协议。

这一时期,最令人感到不可思议的事情,甚至连当时的许多局内人都认为不可能发生的事情发生了,那就是美国国防部决定向全世界无条件免费提供TCP/IP协议,这等于向全世界公布了解决电脑网络之间通信的核心技术。就像微软公司当年把DOS的核心技术公开于世而导致它后来风靡全球一样,TCP/IP协议核心技术的公开最终导致今天Internet遍及天下。

当时,世界上既有使用TCP/IP协议的计算机网络,也有一些网络使用其他通信协议。如何能让这些网络连接起来呢?一位叫温顿·瑟夫(VintonCerf)的美国人提出了一个想法,那就是在每个网络内部各自使用自己的通信协议,在和其他网络通信时使用TCP/IP协议。这个设想就如同一道闪电划破夜空,导致了Internet的诞生,并确立了TCP/IP协议在网络互联方面不可动摇的地位。

现在我们说一个网络是否属于Internet,关键看它与其他网络通信时是否采用TCP/IP协议。当今世界上90%以上的电脑网络在和其他电脑网络通信时都采用TCP/IP协议,所以说这些电脑都是属于Internet网络,这就是为什么Internet如此之大的原因。

世界上像Internet网一样的超级网络也有一些,它们与Internet的区别在于,它们采用的通信协议不是TCP/IP协议,而是其他协议。1982年,美国北卡莱罗纳州立大学的斯蒂文·贝拉文(SteveBellovin)创立了后来被称为网络新闻组(Usenet)的网络,Usenet网以UUCP(UNIX-to-UNIXCopy)为协议标准,把以UNIX为操作系统的工作站连接起来的网络。这个网络的主要功能是允许该网络中任何一个用户可以把一条信息(也叫消息或文章)发给网上的一个用户、几个用户或所有用户。大家可以利用这个网络就自己所关心的问题和其他人进行讨论。1983年在纽约城市大学也出现了一个以讨论问题为目的的网络,这个网络叫BITNet,它采用IBM计算机公司的NJE通信协议。在这个网络中,如果用户想要阅读某个组中的文章,只要通过自己的电脑订阅就可以了,这个网络后来被称为电子邮件群(Mailinglist)。同样是1983年,在美国的另一个地方——旧金山诞生了另一个网络:费多网(Fidonet),或叫做公告牌系统(FidoBBS)。它的优点在于用户只要有一部电脑、一个调制解调器和一根电话线就可以互相发送电子邮件并讨论问题,这就是后来的InternetBBS。

以上这些网络在Internet形成气候后,都相继并入Internet而成为它的一个组成部分。从这点我们可以看出,Internet只不过是全世界各种网络的大集合。

Internet的历史

Internet这个人类历史上如此伟大的工程,是怎样诞生的呢?

不了解Internet历史的人一定会认为它是一个精心策划的计划所产生的结果。其实不然,实际上它最初竟来自一个不起眼的设想,就连Internet的创始人也绝不会想到它能发展到目前的规模和影响。

Internet的起源——冷战的产物

1946年,第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学莫尔电子工程学院诞生。早期的计算机,一台机器由一人使用,使用效率非常低,很快被“计算中心”模式所取代。在这种模式下,一台主机连接很多终端,这样一台计算机就可以同时由许多用户使用。“计算中心”使用户得以共享一台计算机系统的资源,但是这种模式仍然把用户限制在一个地方和一台机器上。计算机网络的出现,把许多计算机或“计算中心”连接起来,其中每一台计算机都有可能通过网络为任何计算机上的用户提供服务。网络使用户脱离地域的分割和局限,在一定程度上实现了资源的共享。

到了60年代,世界上已经出现了各式各样的网络。但是各个网络之间互相独立,像是一个个史前社会的原始部落,老死不相往来。

此时,美国和前苏联两个超级大国正处于冷战时期。尽管双方没有真刀真枪地较量,但是双方都竞相开展军事技术的研究,争取战略优势。当时的美国军事部门已经广泛使用计算机,并建立了许多计算机网络。但是这时的计算机网络采用的也是“计算中心”的模式,它的致命弱点是一旦网络中心被破坏,整个网络就陷于瘫痪。