互联网的兴起第 1 部分：指数增长

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在1990中 约翰·夸特曼一位网络顾问和 UNIX 专家，发表了对当时计算机网络状况的全面概述。 在关于计算未来的一小节中，他预测将出现一个用于“电子邮件、会议、文件传输、远程登录的单一全球网络——就像今天的全球电话网络和全球邮件一样”。 然而，他并没有赋予互联网特殊的作用。 他表示，这个全球网络“可能由政府通信机构运营”，但美国除外，“在美国，该网络将由贝尔运营公司和长途运营商的区域部门运营”。

本文的目的是解释互联网如何突然爆发式指数增长，公然推翻了完全自然的假设。

传递接力棒

导致现代互联网出现的第一个关键事件发生在 1980 世纪 1975 年代初，当时国防通信局 (DCA) [现 DISA] 决定将阿帕网分成两部分。 DCA 于 XNUMX 年接管了网络。 到那时，很明显，ARPA 的信息处理技术办公室（IPTO）这个致力于理论思想研究的组织，参与一个不用于通信研究而是用于日常通信的网络的开发是没有意义的。 ARPA 试图从私营公司 AT&T 手中夺取网络控制权，但没有成功。 负责军事通信系统的 DCA 似乎是最好的第二选择。

在新形势的最初几年，阿帕网在一种幸福的忽视状态中蓬勃发展。 然而，到了 1980 世纪 XNUMX 年代初，国防部老化的通信基础设施迫切需要升级。 DCA 选择西联汇款作为其承包商的拟议替代项目 AUTODIN II 似乎已经失败。 DCA 负责人随后任命海蒂·海登上校负责选择替代方案。 他建议使用数据包交换技术作为新国防数据网络的基础，DCA 已经以阿帕网的形式使用了该技术。

然而，通过阿帕网传输军事数据存在一个明显的问题——该网络充满了长发科学家，其中一些人积极反对计算机安全或保密——例如， 理查德·斯托曼 和他来自麻省理工学院人工智能实验室的黑客同事们。 海登建议将网络分为两部分。 他决定将 ARPA 资助的研究科学家保留在 ARPANET 上，并将防御计算机分离到一个名为 MILNET 的新网络中。 这种有丝分裂有两个重要的后果。 首先，网络的军事部分和非军事部分的划分是将互联网转入民用、随后转入私人控制的第一步。 其次，它证明了互联网的开创性技术——TCP/IP 协议的可行性，该协议于大约五年前首次发明。 DCA 需要所有 ARPANET 节点在 1983 年初从传统协议切换到 TCP/IP 支持。 当时，很少有网络使用 TCP/IP，但该过程随后将原始互联网的两个网络连接起来，允许消息流量根据需要连接研究和军事企业。 为了确保 TCP/IP 在军事网络中的长期使用，Hayden 设立了 20 万美元的基金来支持计算机制造商编写软件以在其系统上实施 TCP/IP。

互联网逐渐从军事控制转向私人控制的第一步，也给了我们告别 ARPA 和 IPTO 的好机会。 它的资金和影响力由约瑟夫·卡尔·罗布内特·利克莱德 (Joseph Carl Robnett Licklider)、伊万·萨瑟兰 (Ivan Sutherland) 和罗伯特·泰勒 (Robert Taylor) 领导，直接和间接推动了交互式计算和计算机网络的所有早期发展。 然而，随着 1970 世纪 XNUMX 年代中期 TCP/IP 标准的创建，它最后一次在计算机历史上发挥了关键作用。

DARPA 赞助的下一个主要计算项目将是 2004-2005 年自动驾驶汽车竞赛。 在此之前最著名的项目是 1980 世纪 XNUMX 年代价值数十亿美元的基于人工智能的战略计算计划，该计划将催生一些有用的军事应用，但对民间社会几乎没有影响。

组织失去影响力的决定性催化剂是 越南战争。 大多数学术研究人员认为，当冷战时期的研究由军方资助时，他们正在为正义而战并捍卫民主。 然而，在 1950 世纪 1960 年代和 1969 年代长大的人在军队陷入越南战争后，对军队及其目标失去了信心。 泰勒本人就是其中之一，他于 1972 年离开 IPTO，将自己的想法和人脉带到了施乐帕洛阿尔托研究中心 (Xerox PARC)。 民主党控制的国会担心军事资金对基础科学研究的破坏性影响，通过了修正案，要求国防资金专门用于军事研究。 ARPA 于 XNUMX 年更名为 DARPA，反映了资助文化的这种变化—— 美国国防部高级研究计划局.

于是，接力棒就交给了平民 国家科学基金会 （美国国家科学基金会）。 到 1980 年，NSF 的预算为 20 万美元，负责资助美国大约一半的联邦计算机研究项目。 这些资金大部分将很快分配给新的国家计算机网络 美国国家科学基金会.

美国国家科学基金会

1980世纪1984年代初，伊利诺伊大学物理学家拉里·斯马尔（Larry Smarr）访问该所。 慕尼黑的马克斯·普朗克超级计算机“克雷”在那里运行，欧洲研究人员可以使用该计算机。 由于对美国科学家缺乏类似资源感到沮丧，他提议美国国家科学基金会资助在全国各地建立几个超级计算中心。 为了回应斯马尔和其他研究人员的类似抱怨，该组织于 42 年成立了高级科学计算部门，并为五个此类中心提供了资助，五年预算为 XNUMX 万美元，范围从东北部的康奈尔大学一直延伸到圣地亚哥.在西南部。 斯马尔工作的伊利诺伊大学位于两者之间，拥有自己的中心，即国家超级计算应用中心 (NCSA)。

然而，这些中心提高计算能力的能力有限。 对于不住在五个中心之一附近的用户来说，使用他们的计算机会很困难，并且需要为整个学期或整个夏季的研究旅行提供资金。 因此，NSF 也决定建立一个计算机网络。 历史重演——泰勒在 1960 世纪 XNUMX 年代末推动阿帕网的创建，正是为了让研究界能够获得强大的计算资源。 NSF 将提供一个骨干网，连接主要的超级计算中心，延伸到整个非洲大陆，然后连接到区域网络，使其他大学和研究实验室能够访问这些中心。 NSF 将利用海登推动的互联网协议，将建设本地网络的责任下放给当地科学界。

NSF 最初将创建和维护 NCSA 网络的任务从伊利诺伊大学转移过来，作为创建国家超级计算计划最初提案的来源。 NCSA 又租用了 ARPANET 自 56 年以来一直使用的 1969 kbps 链路，并于 1986 年启动了该网络。 然而，这些线路很快就被交通堵塞（这个过程的详细信息可以在 David Mills 的著作中找到”NSFNET核心网络阿帕网的历史再次重演——人们很快就发现，网络的主要任务不应该是科学家获得计算机能力，而是能够访问计算机的人们之间交换信息。阿帕网不知道会发生这样的事情是情有可原的，但同样的错误怎么可能在二十年后再次发生呢？一种可能的解释是，为使用计算能力提供七位数的拨款要容易得多。花费八位数，而不是证明在看似琐碎的目标（例如交换电子邮件的能力）上花费如此多的资金是合理的。这并不是说 NSF 故意误导任何人。但作为人择原理，它指出宇宙的物理常数是他们是因为否则我们根本就不会存在，如果他们无法观察到它们，如果没有类似的、有些虚构的理由来证明它的存在，我就不必写关于政府资助的计算机网络的文章。

NSF 确信网络本身至少与证明其存在合理性的超级计算机一样有价值，因此寻求外部帮助，通过 T1 容量链路（1,5 Mbps）升级网络主干。 T1 标准由 AT&T 在 1960 世纪 24 年代创立，旨在处理最多 64 个电话呼叫，每个呼叫都编码为 XNUMX kbit/s 数字流。

Merit Network, Inc. 赢得了合同。 与 MCI 和 IBM 合作，并在头五年内获得了 NSF 的 58 万美元拨款，用于建设和维护该网络。 MCI 提供通信基础设施，IBM 提供路由器的计算能力和软件。 运营连接密歇根大学校园的计算机网络的非营利公司 Merit 带来了维护科学计算机网络的经验，并给整个合作伙伴关系带来了大学的感觉，从而更容易被 NSF 和使用 NSFNET 的科学家所接受。 然而，将服务从 NCSA 转移到 Merit 显然是私有化的第一步。

MERIT 最初代表密歇根教育研究信息三合会。 密歇根州立大学增加了 5 万美元来帮助其 T1 家庭网络发展。

Merit 主干网承载来自十几个区域网络的流量，从纽约的 NYSERNet（连接到伊萨卡康奈尔大学的研究和教育网络）到 CERFNet（连接到圣地亚哥的加州联合研究和教育网络）。 每个区域网络都连接到无数的本地校园网络，因为大学实验室和教职员工办公室运行着数百台 Unix 机器。 这个联邦网络成为现代互联网的种子。 阿帕网仅连接在精英科研机构工作、资金充足的计算机科学研究人员。 到 1990 年，几乎所有大学生或老师都已经可以上网了。 通过将数据包从一个节点发送到另一个节点（通过本地以太网，然后到区域网络，然后在 NSFNET 主干线上以光速跨越长距离），他们可以与来自该国其他地区的同事交换电子邮件或进行有尊严的 Usenet 对话。

在通过 NSFNET 访问的科学组织数量多于通过 ARPANET 访问后，DCA 于 1990 年退役了旧网络，并完全排除国防部开发民用网络。

起飞

在整个时期内，连接到 NSFNET 和相关网络（所有这些我们现在可以称为互联网）的计算机数量每年大约增加一倍。 28年000月为1987人，56,000年1988月为159人，000年1989月为1990人，依此类推。 这种趋势一直持续到 XNUMX 世纪 XNUMX 年代中期，然后增长 放慢了一点。 我想知道，考虑到这种趋势，夸特曼怎么会没有注意到互联网注定要统治世界呢？ 如果说最近的疫情教会了我们什么的话，那就是人类很难想象指数级增长，因为它与我们日常生活中遇到的任何事情都不相符。

当然，Internet 的名称和概念早于 NSFNET。 互联网协议于 1974 年发明，甚至在 NSFNET 之前就已经存在通过 IP 进行通信的网络。 我们已经提到了 ARPANET 和 MILNET。 然而，在三层 NSFNET 出现之前，我找不到任何关于“互联网”（一个单一的全球网络的网络）的提及。

互联网内的网络数量以类似的速度增长，从 170 年 1988 月的 3500 个增加到 1991 年秋天的 1988 个。由于科学界无国界，其中许多网络都位于国外，首先是 1995 年与法国和加拿大建立的联系。 100年。 到 1994 年，从阿尔及利亚到越南，近 10 个国家可以访问互联网。 尽管机器和网络的数量比真实用户的数量更容易计算，但根据合理的估计，到 20 年底，机器和网络的数量已达到 1991-1992 万。在缺乏关于谁、为什么以及什么的详细数据的情况下，在什么时候使用互联网，很难证实这种令人难以置信的增长的这种或其他历史解释。 一小部分故事和轶事很难解释如何从 350 年 000 月到 600 年 000 月有 1,1 万台计算机连接到互联网，然后第二年有 XNUMX 万台计算机连接到互联网，第二年又有 XNUMX 万台计算机连接到互联网。

然而，我将冒险进入这个认知上不稳定的领域，并认为导致互联网爆炸性增长的三波重叠的用户，每波都有自己的连接原因，是由不可阻挡的逻辑驱动的 梅特卡夫定律，它表示网络的价值（以及吸引力的力量）随着参与者数量的平方而增加。

科学家是第一位的。 NSF 有意将计算扩展到尽可能多的大学。 在那之后，每个科学家都想加入这个项目，因为其他人都已经在那里了。 如果您可能无法收到电子邮件，如果您可能看不到或参与 Usenet 上的最新讨论，您可能会错过重要会议的公告、寻找导师的机会、错过发布前的前沿研究，等等。 由于感受到加入在线科学对话的压力，大学迅速连接到区域网络，这些网络可以将它们连接到 NSFNET 主干网。 例如，覆盖新英格兰地区六个州的 NEARNET，到 1990 世纪 200 年代初已拥有 XNUMX 多名成员。

与此同时，接触机会开始从教师和研究生渗透到更大的学生群体。 到 1993 年，大约 70% 的哈佛新生拥有电子邮件地址。 那时，哈佛大学的互联网已经覆盖了各个角落和相关机构。 大学花费巨额开支 不仅为教育机构的每栋大楼，而且为所有学生宿舍提供以太网。 当然，用不了多久，其中一个学生就会在一个暴风雨的夜晚后第一个跌跌撞撞地走进他的房间，坐在椅子上，费力地打出一封他后悔第二天早上发送的电子邮件——无论是爱情的宣言还是爱情的宣言。对敌人的愤怒斥责。

在下一波浪潮中，即 1990 年左右，商业用户开始到来。 那一年，注册了 1151 个 .com 域名。 第一批商业参与者是科技公司的研究部门（贝尔实验室、施乐、IBM等）。 他们本质上是为了科学目的而使用网络。 他们的领导人之间的业务沟通是通过其他网络进行的。 然而，到了 1994 年 存在 .com 域名中已经有超过 60 个域名，在互联网上赚钱已经正式开始。

到 1980 世纪 XNUMX 年代末，计算机开始成为美国公民日常工作和家庭生活的一部分，数字化对于任何严肃企业的重要性变得显而易见。 电子邮件提供了一种与同事、客户和供应商轻松且极其快速地交换消息的方式。 邮件列表和新闻组既提供了跟上专业社区发展的新方法，也为广大用户提供了非常廉价的广告新形式。 通过互联网，可以访问各种各样的免费数据库——法律、医疗、金融和政治。 昨天，那些正在找工作并住在联网宿舍的学生和他们的雇主一样爱上了互联网。 与任何单独的商业服务相比，它提供了更多的用户群（再次梅特卡夫定律）。 在支付了一个月的互联网访问费用后，几乎所有其他东西都是免费的，而不是像 CompuServe 和其他类似服务那样按小时或每条消息收取高额费用。 早期进入互联网市场的公司包括邮购公司，例如康涅狄格州利奇菲尔德的 The Corner Store（在 Usenet 组中做广告）和 The Online Bookstore（由 Little, Brown and Company 的前编辑创办的电子书商店）。比 Kindle 领先十年。

随后出现了第三次增长浪潮，引入了 1990 世纪 1 年代中期开始大量上网的日常消费者。 此时，梅特卡夫定律已经开始发挥作用。 “在线”越来越意味着“在互联网上”。 消费者无力承担将专用 TXNUMX 类线路延伸到家中的费用，因此他们几乎总是通过 拨号调制解调器。 当商业 BBS 逐渐转变为互联网提供商时，我们已经看到了这个故事的一部分。 这一变化使用户（其数字池突然增长到海洋）和 BBS 本身都受益，他们转向了电话系统和 T1 中互联网“骨干”吞吐量之间更简单的中介业务，而无需维护他们自己的服务。

更大的在线服务也沿着同样的路线发展。 到 1993 年，美国所有的全国性服务（Prodigy、CompuServe、GENie 和新兴公司美国在线 (AOL)）总共为 3,5 万用户提供了向互联网地址发送电子邮件的功能。 只有落后的德尔福（拥有 100 万用户）提供了对互联网的完全访问。 然而，在接下来的几年里，访问互联网的价值继续以指数速度增长，很快超过了访问专有论坛、游戏、商店和商业服务本身的其他内容。 000 年是一个转折点 - 到 1996 月，73% 的上网用户使用 WWW，而前一年这一比例为 21%。 人们创造了一个新术语“门户”，来描述 AOL、Prodigy 和其他公司提供的服务的残余，人们付费只是为了访问互联网。

秘密成分

所以，我们已经大致了解了互联网是如何以如此爆炸性的速度增长的，但我们还没有完全弄清楚为什么会发生。 当有如此多的其他服务试图发展成为它的前身时，为什么它变得如此占主导地位？ 碎片化时代?

当然，政府补贴也发挥了作用。 除了为骨干网提供资金外，当 NSF 决定认真投资独立于其超级计算计划的网络开发时，它并​​没有在琐事上浪费时间。 NSFNET 计划的概念领导者 Steve Wolfe 和 Jane Cavines 决定不仅构建一个超级计算机网络，而且还为美国学院和大学构建一个新的信息基础设施。 因此，他们创建了“连接”计划，该计划承担了将大学连接到网络的部分成本，以换取大学为尽可能多的人提供校园网络的访问权限。 这直接和间接地加速了互联网的传播。 间接地，因为许多区域网络催生了商业企业，这些企业使用相同的补贴基础设施向商业组织出售互联网接入服务。

但迷你电报也有补贴。 然而，互联网最显着的特点是它的多层去中心化结构和固有的灵活性。 IP允许物理属性完全不同的网络使用相同的地址系统，而TCP则确保将数据包传送到接收者。 就这样。 基本网络操作方案的简单性使得向其中添加几乎任何应用程序成为可能。 重要的是，任何用户如果能够说服其他人使用他的程序，就可以贡献新功能。 例如，使用FTP传输文件是早年最流行的使用互联网的方式之一，但除了通过口碑之外，不可能找到提供您感兴趣的文件的服务器。 因此，有进取心的用户创建了各种用于编目和维护 FTP 服务器列表的协议 - 例如 Gopher、Archie 和 Veronica。

理论上， OSI网络模型 具有同样的灵活性，以及​​国际组织和电信巨头的官方支持，可以作为网络标准。 然而，实际上，这个领域仍然是 TCP/IP，其决定性优势是代码首先在数千台机器上运行，然后在数百万台机器上运行。

将应用层控制转移到网络的最边缘导致了另一个重要后果。 这意味着习惯于管理自己活动范围的大型组织可能会感到放心。 组织可以设置自己的电子邮件服务器并发送和接收电子邮件，而无需将所有内容存储在其他人的计算机上。 他们可以注册自己的域名，建立自己的网站，供互联网上的每个人访问，但又将其完全置于自己的控制之下。

当然，多层结构和去中心化最引人注目的例子是万维网。 二十年来，从 1960 世纪 1990 年代的分时计算机到 CompuServe 和 Minitel 等服务的系统都围绕着一小组基本信息交换服务——电子邮件、论坛和聊天室。 网络已经成为全新的事物。 早期的网络完全由独特的、手工制作的页面组成，与今天完全不同。 然而，从一个链接跳转到另一个链接已经具有一种奇怪的吸引力，并为企业提供了提供极其便宜的广告和客户支持的机会。 没有一个互联网架构师为网络做过规划。 它是欧洲核研究中心 (CERN) 的英国工程师 Tim Berners-Lee 的创造力的成果，他于 90 年创建了它，目的是在实验室研究人员之间方便地分发信息。 然而，它很容易依赖于 TCP/IP，并使用为其他目的而创建的域名系统来实现无处不在的 URL。 任何能上网的人都可以创建一个网站，到了 XNUMX 年代中期，似乎每个人都在这样做——市政厅、当地报纸、小企业和各行各业的爱好者。

私有化

在这个关于互联网兴起的故事中，我遗漏了一些重要事件，您可能会留下一些问题。 例如，企业和消费者究竟是如何访问互联网的？互联网最初以 NSFNET（一个美国政府资助的网络，表面上旨在为研究界服务）为中心？ 为了回答这个问题，在下一篇文章中我们将回到一些我暂时没有提到的重要事件； 这些事件逐渐但不可避免地将国家科学互联网转变为私人和商业互联网。

还有什么要读的

• 珍妮特·阿巴特，发明互联网 (1999)
• Karen D. Fraser “NSFNET：高速网络合作伙伴，最终报告”（1996 年）
• 约翰·S·夸特曼，《黑客帝国》(1990)
• 彼得·H·萨勒斯 (Peter H. Salus)，《撒网》(1995)

来源： habr.com