互聯網的興起第 1 部分：指數級增長

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1990年 約翰·夸特曼一位網路顧問和 UNIX 專家，發表了對​​當時電腦網路狀況的全面概述。在關於計算未來的一小節中，他預測將出現一個用於「電子郵件、會議、文件傳輸、遠端登入的單一全球網路——就像今天的全球電話網路和全球郵件一樣」。然而，他並沒有賦予網路特殊的作用。他表示，這個全球網路“可能由政府通訊機構運營”，但美國除外，“在美國，該網絡將由貝爾運營公司和長途運營商的區域部門運營”。

本文的目的是解釋網路如何突然爆發式指數成長，如此公然地推翻了完全自然的假設。

傳遞接力棒

導致現代網路出現的第一個關鍵事件發生在 1980 世紀 1975 年代初，當時國防通訊局 (DCA) [現 DISA] 決定將阿帕網分成兩部分。 DCA 於 XNUMX 年接管了網路。到那時，很明顯，ARPA 的資訊處理技術辦公室（IPTO）這個致力於理論思想研究的組織，參與一個不用於通訊研究而是用於日常通訊的網路的開發是沒有意義的。 ARPA 試圖從私人公司 AT&T 手中奪取網路控制權，但沒有成功。負責軍事通訊系統的 DCA 似乎是最好的第二選擇。

在新局勢的最初幾年，阿帕網在一種幸福的忽視狀態中蓬勃發展。然而，到了 1980 世紀 XNUMX 年代初，國防部老化的通訊基礎設施迫切需要升級。 DCA 選擇西聯匯款作為其承包商的建議替代項目 AUTODIN II 似乎已經失敗。 DCA 負責人隨後任命海蒂·海登上校負責選擇替代方案。他建議使用資料包交換技術作為新國防資料網路的基礎，DCA 已經以阿帕網的形式使用了該技術。

然而，透過阿帕網傳輸軍事數據存在一個明顯的問題——該網絡充滿了長髮科學家，其中一些人積極反對電腦安全或保密——例如， 理查德·斯托曼 和他來自麻省理工學院人工智慧實驗室的駭客同事們。海登建議將網路分為兩部分。他決定將 ARPA 資助的研究科學家保留在 ARPANET 上，並將防禦電腦分離到一個名為 MILNET 的新網路中。這種有絲分裂有兩個重要的後果。首先，網路的軍事部分和非軍事部分的劃分是將網路轉移到民用、隨後轉入私人控制的第一步。其次，它證明了互聯網的開創性技術——TCP/IP 協議的可行性，該協議於大約五年前首次發明。 DCA 需要所有 ARPANET 節點在 1983 年初從傳統協定切換到 TCP/IP 支援。當時，很少有網路使用 TCP/IP，但該過程隨後將原始互聯網的兩個網路連接起來，允許訊息流量根據需要連接研究和軍事企業。為了確保 TCP/IP 在軍事網路中的長期使用，Hayden 設立了 20 萬美元的基金來支援電腦製造商編寫軟體以在其係統上實施 TCP/IP。

網路從軍事控制逐步轉向私人控制的第一步，也給了我們告別 ARPA 和 IPTO 的好機會。它的資金和影響力由約瑟夫·卡爾·羅佈內特·利克萊德(Joseph Carl Robnett Licklider)、伊万·薩瑟蘭(Ivan Sutherland) 和羅伯特·泰勒(Robert Taylor) 領導，直接和間接地推動了互動式計算和電腦網路的所有早期發展。然而，隨著 1970 世紀 XNUMX 年代中期 TCP/IP 標準的創建，它最後一次在電腦歷史上發揮了關鍵作用。

DARPA 贊助的下一個主要計算項目將是 2004-2005 年自動駕駛汽車競賽。在此之前最著名的項目是 1980 世紀 XNUMX 年代價值數十億美元的基於人工智慧的戰略計算計劃，該計劃將催生一些有用的軍事應用，但對民間社會幾乎沒有影響。

組織失去影響力的決定性催化劑是 越戰。大多數學術研究人員認為，當冷戰時期的研究由軍方資助時，他們正在為正義而戰並捍衛民主。然而，在 1950 年代和 1960 年代長大的人們在軍隊陷入越南戰爭後，對軍隊及其目標失去了信心。泰勒本人就是其中之一，他於 1969 年離開了 IPTO，將自己的想法和聯繫帶到了施樂帕洛阿爾托研究中心 (Xerox PARC)。民主黨控制的國會擔心軍事資金對基礎科學研究的破壞性影響，通過了修正案，要求國防資金專門用於軍事研究。 ARPA 於 1972 年更名為 DARPA，反映了資助文化的這種變化—— 美國國防部高等研究計劃局.

於是，接力棒交給了平民 美國國家科學基金會 （美國國家科學基金會）。到 1980 年，NSF 的預算為 20 萬美元，負責資助美國約一半的聯邦電腦研究計畫。這些資金大部分將很快分配給新的國家電腦網絡 美國國家科學基金會.

美國國家科學基金會

1980年代初，伊利諾大學物理學家拉里‧斯馬爾（Larry Smarr）訪問該所。慕尼黑的馬克斯·普朗克超級電腦「克雷」在那裡運行，歐洲研究人員可以使用該電腦。由於對美國科學家缺乏類似資源感到沮喪，他提議美國國家科學基金會資助在全國各地建立幾個超級計算中心。為了回應斯馬爾和其他研究人員的類似抱怨，該組織於1984 年成立了高級科學計算部門，並為五個此類中心提供了資助，五年預算為42 萬美元，範圍從東北部的康奈爾爾大學一直延伸到聖地牙哥在西南部。位於兩者之間的斯馬爾工作的伊利諾大學擁有自己的中心，即國家超級計算應用中心 (NCSA)。

然而，這些中心提高計算能力的能力有限。對於不住在五個中心之一附近的用戶來說，使用他們的計算機會很困難，並且需要為整個學期或整個夏季的研究旅行提供資金。因此，NSF 也決定建立一個電腦網路。歷史重演——泰勒在 1960 世紀 XNUMX 年代末推動阿帕網的創建，正是為了讓研究界能夠獲得強大的運算資源。 NSF 將提供一個骨幹網，連接主要的超級運算中心，延伸到整個非洲大陸，然後連接到區域網絡，使其他大學和研究實驗室能夠訪問這些中心。 NSF 將利用海登推動的網路協議，將建立本地網路的責任下放給當地科學界。

NSF 最初將創建和維護 NCSA 網路的任務從伊利諾大學轉移過來，作為創建國家超級運算計畫最初提案的來源。 NCSA 又租用了 ARPANET 自 56 年以來使用的相同 1969 kbps 連結，並於 1986 年啟動了該網路。然而，這些線路很快就被交通堵塞（這個過程的詳細信息可以在 David Mills 的著作中找到”NSFNET核心網絡阿帕網的歷史再次重演－人們很快就發現，網路的主要任務不應該是科學家獲得電腦能力，而是能夠存取電腦的人們之間交換資訊。的—但同樣的錯誤怎麼可能在近二十年後再次發生？的目標上花費如此多的錢是合理的嗎？ ，如果沒有類似的、有些虛構的理由來證明它的存在，我就不必寫關於政府資助的計算機網絡的文章。

NSF 確信網路本身至少與證明其合理性的超級電腦一樣有價值，因此尋求外部協助，透過 T1 容量連結（1,5 Mbps）升級網路主幹網路。 T1 標準由 AT&T 在 1960 世紀 24 年代創立，旨在處理最多 64 個電話呼叫，每個呼叫都編碼為 XNUMX kbit/s 數位串流。

Merit Network, Inc. 贏得了合約。與 MCI 和 IBM 合作，並在前五年內獲得了 NSF 的 58 萬美元撥款，用於建立和維護該網路。 MCI 提供通訊基礎設施，IBM 提供路由器的運算能力和軟體。經營連接密西根大學校園的電腦網路的非營利公司 Merit 帶來了維護科學電腦網路的經驗，並給整個合作夥伴關係帶來了大學的感覺，從而更容易被 NSF 和使用 NSFNET 的科學家所接受。然而，將服務從 NCSA 轉移到 Merit 顯然是私有化的第一步。

MERIT 最初代表密西根教育研究資訊三合會。密西根州立大學增加了 5 萬美元來幫助其 T1 家庭網路發展。

Merit 主幹網承載來自十幾個區域網路的流量，從紐約的 NYSERNet（連接到伊薩卡康奈爾大學的研究和教育網絡）到 CERFNet（連接到聖地亞哥的加州聯合研究和教育網絡）。每個區域網路都連接到無數的本地校園網絡，因為大學實驗室和教職員工辦公室運行著數百台 Unix 機器。這個聯邦網路成為現代網路的種子。阿帕網僅連接在精英科研機構工作、資金充足的電腦科學研究人員。到 1990 年，幾乎所有大學生或老師都已經可以上網了。透過將資料包從一個節點發送到另一個節點（透過本地以太網，然後到區域網絡，然後在NSFNET 主幹線上以光速跨越長距離），他們可以與來自該國其他地區的同事交換電子郵件或進行有尊嚴的Usenet 對話。

在 NSFNET 可供比 ARPANET 更多的科學組織使用後，DCA 於 1990 年退役了舊網絡，並完全排除國防部開發民用網絡。

脫掉

在整個時期內，連接到 NSFNET 和相關網路（所有這些我們現在可以稱為互聯網）的電腦數量每年大約增加一倍。 28年000月為1987人，56,000年1988月為159人，000年1989月為1990人，依此類推。這種趨勢一直持續到 XNUMX 世紀 XNUMX 年代中期，然後增長 放慢了一點。我想知道，考慮到這種趨勢，夸特曼怎麼會沒有註意到網路注定要統治世界呢？如果說最近的疫情教會了我們什麼的話，那就是人類很難想像指數級增長，因為它與我們日常生活中遇到的任何事情都不相符。

當然，Internet 的名稱和概念早於 NSFNET。互聯網協定於 1974 年發明，甚至在 NSFNET 之前就已經存在透過 IP 進行通訊的網路。我們已經提到了 ARPANET 和 MILNET。然而，在三層 NSFNET 出現之前，我找不到任何關於「互聯網」（單一的全球網路的網路）的提及。

網路內的網路數量以類似的速度成長，從170 年1988 月的3500 個增加到1991 年秋天的1988 個。的聯繫。到 1995 年，從阿爾及利亞到越南，近 100 個國家可以上網。儘管機器和網路的數量比真實用戶的數量更容易計算，但根據合理的估計，到 1994 年底，機器和網路的數量已達到 10-20 萬，但缺乏關於誰、為什麼以及的詳細數據。時候使用互聯網，很難證實這種令人難以置信的增長的這種或其他歷史解釋。一小部分故事和軼事很難解釋如何從1991 年1992 月到350 年000 月有600 萬台電腦連接到互聯網，然後第二年有000 萬台電腦連接到互聯網，第二年又有1,1 萬台電腦連接到網際網路。

然而，我將冒險進入這個認知上不穩定的領域，並認為導致互聯網爆炸性增長的三波重疊的用戶，每波都有自己的連接原因，是由不可阻擋的邏輯驅動的 梅特卡夫定律，它表示網路的價值（以及吸引力的力量）隨著參與者數量的平方而增加。

科學家是第一位的。 NSF 有意將計算擴展到盡可能多的大學。在那之後，每個科學家都想加入這個項目，因為其他人都已經在那裡了。如果您可能無法收到電子郵件，如果您可能看不到或參與 Usenet 上的最新討論，您可能會錯過重要會議的公告、尋找導師的機會、錯過發表之前的前沿研究，等等。由於感受到加入線上科學對話的壓力，大學迅速連接到區域網絡，這些網絡可以將它們連接到 NSFNET 主幹網。例如，涵蓋新英格蘭地區六個州的 NEARNET，到 1990 世紀 200 年代初已擁有 XNUMX 多名成員。

同時，接觸機會開始從教師和研究生滲透到更大的學生群體。到 1993 年，大約 70% 的哈佛新生擁有電子郵件地址。那時，哈佛大學的網路已經涵蓋了各個角落和相關機構。 大學花費巨額開支 不僅為教育機構的每棟大樓，而且為所有學生宿舍提供乙太網路。當然，用不了多久，其中一個學生就會在一個暴風雨的夜晚後第一個跌跌撞撞地走進他的房間，坐在椅子上，費力地打出一封他後悔第二天早上發送的電子郵件——無論是愛情的宣言或是愛情的宣言。

在下一波浪潮中，即 1990 年左右，商業用戶開始到來。那一年，註冊了 1151 個 .com 網域。第一批商業參與者是科技公司的研究部門（貝爾實驗室、施樂、IBM等）。他們本質上是為了科學目的而使用網路。他們的領導者之間的業務溝通是透過其他網絡進行的。然而，到了 1994 年 存在 .com 域名中已經有超過 60 個域名，在網路上賺錢已經正式開始。

到 1980 世紀 XNUMX 年代末，電腦開始成為美國公民日常工作和家庭生活的一部分，數位化對於任何嚴肅企業的重要性變得顯而易見。電子郵件提供了一種與同事、客戶和供應商輕鬆且極其快速地交換訊息的方式。郵件清單和新聞群組既提供了跟上專業社群發展的新方法，也為廣大用戶提供了非常廉價的廣告新形式。透過互聯網，可以存取各種各樣的免費資料庫——法律、醫療、金融和政治。昨天，那些正在找工作並住在連網宿舍的學生和他們的雇主一樣愛上了網路。與任何單獨的商業服務相比，它提供了更多的用戶群（再次梅特卡夫定律）。在支付了一個月的網路存取費用後，幾乎所有其他東西都是免費的，而不是像 CompuServe 和其他類似服務那樣按小時或每個訊息收取高額費用。早期進入網路市場的公司包括郵購公司，例如康乃狄克州利奇菲爾德的 The Corner Store（在 Usenet 群組中做廣告）和 The Online Bookstore（由 Little, Brown and Company 的前編輯創辦的電子書商店）。 Kindle 領先十年。

隨後出現了第三波成長浪潮，引進了 1990 世紀 1 年代中期開始大量上網的日常消費者。此時，梅特卡夫定律已經開始發揮作用。 「線上」越來越意味著「在網路上」。消費者無法負擔將專用 TXNUMX 類線路延伸到家中的費用，因此他們幾乎總是通過 撥接數據機。當商業 BBS 逐漸轉變為網路供應商時，我們已經看到了這個故事的一部分。這項變更使用戶（其數位池突然成長到海洋）和 BBS 本身都受益，他們轉向了電話系統和 T1 中互聯網「骨幹」吞吐量之間更簡單的中介業務，而無需維護他們自己的服務。

更大的線上服務也沿著同樣的路線發展。到 1993 年，美國所有的全國性服務（Prodigy、CompuServe、GENie 和新興公司美國線上 (AOL)）總共為 3,5 萬用戶提供了向網路位址發送電子郵件的功能。只有落後的德爾福（擁有 100 萬用戶）提供了對互聯網的完全訪問。然而，在接下來的幾年裡，訪問互聯網的價值繼續以指數速度增長，很快就超過了訪問專有論壇、遊戲、商店和商業服務本身的其他內容。 000 年是一個轉捩點 - 到 1996 月，73% 的上網用戶使用 WWW，而前一年這一比例為 21%。人們創造了一個新術語“門戶”，來描述 AOL、Prodigy 和其他公司提供的服務的殘餘，人們付費只是為了訪問互聯網。

秘密成分

所以，我們已經大致了解了互聯網是如何以如此爆炸性的速度增長的，但我們還沒有完全弄清楚為什麼會發生。當有這麼多的其他服務試圖發展成為它的前身時，為什麼它變得如此主導？ 碎片化時代?

當然，政府補貼也發揮了作用。除了為骨幹網提供資金外，當 NSF 決定認真投資獨立於其超級計算計劃的網路開發時，它並沒有在瑣事上浪費時間。 NSFNET 計畫的概念領導者 Steve Wolfe 和 Jane Cavines 決定不僅建立一個超級電腦網絡，而且還為美國學院和大學建立一個新的資訊基礎設施。因此，他們創建了「連接」計劃，該計劃承擔了將大學連接到網路的部分成本，以換取大學為盡可能多的人提供校園網路的訪問權限。這直接和間接地加速了網路的傳播。間接地，因為許多區域網路催生了商業企業，這些企業使用相同的補貼基礎設施向商業組織出售網路存取。

但迷你電報也有補助。然而，網路最顯著的特徵是其多層、分散的結構及其固有的靈活性。 IP允許物理屬性完全不同的網路使用相同的位址系統，而TCP則確保將封包傳送到接收者。就這樣。基本網路操作方案的簡單性使得向其中添加幾乎任何應用程式成為可能。重要的是，任何使用者如果能夠說服其他人使用他的程序，就可以貢獻新功能。例如，使用FTP傳輸檔案是早年最受歡迎的使用網路的方式之一，但除了透過口碑之外，不可能找到提供您感興趣的檔案的伺服器。因此，有進取心的使用者創建了各種用於編目和維護 FTP 伺服器清單的協定 - 例如 Gopher、Archie 和 Veronica。

理論上， OSI網路模型 具有相同的靈活性，以及​​國際組織和電信巨頭的官方支持，可以作為網路標準。然而，實際上，這個領域仍然是 TCP/IP，其決定性優勢是程式碼首先在數千台機器上運行，然後在數百萬台機器上運行。

將應用層控制轉移到網路的最邊緣導致了另一個重要後果。這意味著習慣於管理自己活動範圍的大型組織可能會感到放心。組織可以設定自己的電子郵件伺服器並發送和接收電子郵件，而無需將所有內容儲存在其他人的電腦上。他們可以註冊自己的域名，建立自己的網站，供互聯網上的每個人訪問，但又將其完全置於自己的控制之下。

當然，多層結構和去中心化最引人注目的例子是萬維網。二十年來，從 1960 世紀 1990 年代的分時電腦到 CompuServe 和 Minitel 等服務的系統都圍繞著一組基本資訊交換服務——電子郵件、論壇和聊天室。網路已經成為全新的事物。早期的網路完全由獨特的、手工製作的頁面組成，與今天完全不同。然而，從一個連結跳到另一個連結已經具有一種奇怪的吸引力，並為企業提供了提供極其便宜的廣告和客戶支援的機會。沒有一個互聯網架構師為網路做過規劃。它是歐洲核子研究中心 (CERN) 的英國工程師 Tim Berners-Lee 的創造力成果，他於 90 年創建了它，目的是在實驗室研究人員之間方便地分發資訊。然而，它很容易依賴 TCP/IP，並使用為其他目的而創建的網域名稱系統來實現無處不在的 URL。任何能上網的人都可以創建一個網站，到了 XNUMX 年代中期，似乎每個人都在這樣做——市政廳、當地報紙、小企業和各行各業的愛好者。

私有化

在這個關於網路興起的故事中，我遺漏了一些重要事件，您可能會留下一些問題。例如，企業和消費者究竟是如何上網的？ 互聯網最初以 NSFNET（一個美國政府資助的網絡，表面上旨在為研究界服務）為中心？為了回答這個問題，在下一篇文章中我們將回到一些我暫時沒有提到的重要事件；這些事件逐漸但不可避免地將國家科學互聯網轉變為私人和商業互聯網。

還有什麼要讀的

• 珍妮特·阿巴特，發明互聯網 (1999)
• Karen D. Fraser “NSFNET：高速網路合作夥伴，最終報告”（1996 年）
• 約翰‧S‧夸特曼，《駭客任務》(1990)
• 薩勒斯 (Peter H. Salus)，《撒網》(1995)

來源： www.habr.com