1.1 Internet概述

Internet是世界上最大、最流行的計算機網絡，它把各個國家和地區的成千上萬的計算機都通過相同的協議連接在一起。本節介紹Internet的發展歷史、管理機構和協議標準。

1.1.1 Internet的發展歷史

從瀏覽新聞、查閱資料，到即時通信、網上購物和欣賞在線視頻，Internet的應用已經影響到人們生活的方方面面，而且還將對人們的工作和生活方式產生更深遠的影響。據權威機構統計，截至2014年1月，我國移動互聯網用戶總數已達8.38億。

然而，Internet在產生之初卻并非出自民用目的。1957年，當時的蘇聯發射了斯普特尼克—號人造地球衛星，這也是人類第一顆人造地球衛星，作為回應，美國國防部成立了高級研究計劃局（ARPA），研究如何將科學技術更好地應用于軍事領域。正是這個組織推動了Internet的發展，因此追根溯源，Internet也可以說是冷戰的產物。

20世紀50年代是一個談核色變的時代，當時美國國防部最為關注的問題就是在遭受核打擊的情況下如何能組織起有效的反擊。因為一旦遭受核打擊，重要的通信干線一定會被破壞，各軍種很難實現統一調度、協同作戰。1962年，美國空軍委托蘭德公司的Paul Baran來研究如何在遭受核打擊后保持對導彈和轟炸機的控制和指揮，建立一個在核打擊下逃生的軍事研究網絡。這個網絡必須是分散的，這樣才能保證在任何一個地點被攻擊后，軍方都可以組織有效力量進行反擊。

Baran設想了很多方法，并最終確定了分組交換網絡的方案。分組交換指將數據拆分成報文或包，并標明它的源地址和目的地址，然后將這些包從一臺計算機傳送到另一臺計算機，直至最終要達到的計算機。如果包在任意一點丟失了，則源計算機會重新發送該消息。也就是說，任意一點被破壞都不會影響計算機之間的正常通信。這為Internet的產生提供了理論基礎，但Baran并沒有在真正的物理網絡中實現他的構想。

1968年，ARPA和BBN公司簽訂了研發阿帕網（ARPANET）的合同。1969年，BBN公司構建了一個物理網絡，把加州大學洛杉磯分校和斯坦福大學等地的4臺計算機連接起來，這也是最早的Internet的雛形了，當時的網絡帶寬僅為50kbit/s。

1972年，BBN公司的Ray Tomlinson開發了第1個電子郵件程序。同年，高級研究計劃局（ARPA）更名為美國國防高級研究計劃局（DARPA）。此時，阿帕網通過網絡控制協議（NCP）來傳輸數據，可以實現在同一網絡中運行的主機間的通信。

1973年，DARPA開始研發TCP/IP協議簇。這個新的協議簇允許不同類型的計算機可以在網絡中互聯，并且互相通信。

1974年，Internet名詞首次在傳輸控制協議的文檔中使用。

1976年，Robert M. Metcalfe博士發明了使用同軸電纜高速傳輸數據的以太網。這對于局域網的發展是一項關鍵技術。然后，信息包衛星計劃實際應用于大西洋的信息包衛星網絡，這就是SATNET，它將美國和歐洲連接在一起。但令人感到奇怪的是，它使用由各國財團擁有的國際通信衛星組織的衛星，而不完全是美國政府擁有的衛星。SATNET是在AT&T貝爾實驗室開發的。后來，AT&T貝爾實驗室還發布了著名的UNIX操作系統。同年，美國國防部開始對TCP/IP進行實驗，并很快決定將其應用于阿帕網。

1979年，北卡羅萊納州大學的一名研究生和其他程序員一起開發了新聞組（USENET），它通常應用于電子郵件和討論組。

1981年，美國國家基金會為無法訪問ARPANET的機構創建了一個56kbit/s的骨干網絡，叫做CSNET，并計劃在CSNET和ARPANET之間建立連接。

1983年，因特網架構委員會（IAB）成立。從1983年1月1日起，每臺連接到ARPANET的計算機都必須支持TCP/IP。NCP被徹底取代，TCP/IP成為核心的Internet協議。威斯康星大學創建了域名系統（DNS），這樣數據包就可以被傳送到指定的域名（原來只能根據IP地址進行數據傳輸），服務器數據庫會將域名轉換為IP地址。這樣，人們就可以方便地使用名稱來訪問服務器，不再需要記住枯燥的IP地址了。

1984年，阿帕網被拆分成兩個網絡，即阿帕網和軍用網絡（MILNET），美國國防部繼續對這兩個網絡提供支持。阿帕網用于支持高級科研工作，而軍用網絡則為軍方需求提供服務。MCI公司被授權采用T1線路對CSNET進行升級。T1線路的帶寬為1.5Mbit/s，比原來的56kbit/s線路快了很多。IBM提供了當時最先進的路由器來管理網絡。新的網絡（指針對CSNET升級后的網絡）被稱為NSFNET（國家科學基金會網絡）。

1985年，美國國家科學基金會開始部署新的T1線路，并于1988年完成。

1986年，互聯網工程任務組（IETF）成立，這是松散的、自律的、志愿的民間學術組織，其主要任務是負責互聯網相關技術規范的研發和制定。

1988年，在美國國家科學基金會網絡完成T1線路改造后，網絡流量迅速增長，因此他們決定再次對網絡進行升級。1990年，IBM、Merit和MCI公司聯合成立了一個非贏利公司ANS，致力于研究高速網絡，并很快就研發出了支持帶寬為45Mbit/s的T3線路。美國國家科學基金會立即將T3線路應用于它的所有站點。此時，美國國防部已經解散了阿帕網，取而代之的是國家科學基金會網絡（NSFNET）。

1991年，由56kbit/s線路組成的CSNET被停止使用。美國國家科學基金會建立了一個新的網絡，叫作國家研究和教育網（NREN）。這個網絡的目的是進行高速網絡的研究，它并不被用于商業用途，也不被用來傳輸大量的數據。

1992年，互聯網學會成立。歐洲核子研究組織（CERN）發布了萬維網（World Wide Web）的概念，并研發了早期的瀏覽器。

1993年，美國國家科學基金會創建了國際互聯網絡信息中心（InterNIC），為Internet提供服務，包括目錄和數據庫服務、注冊服務和信息服務。

上面介紹的都是Internet在國際上的發展和應用。事實上，在這段時間里，Internet在國內的應用很少，只是從20世紀80年代中后期開始在一些高校和科研機構中初步建立了一些網絡，具有代表性的是中關村地區教育與科研示范網絡（NCFC），它由中國科學院主持，聯合北京大學和清華大學共同實施，該項目于1989年11月正式啟動。

1992年12月，清華大學校園網（TUNET）建成并投入使用，這是中國第一個采用TCP/IP體系結構的校園網。

1993年3月，中國科學院高能物理研究所接入美國斯坦福線性加速器中心（SLAC）的64kbit/s專線正式開通。這條專線是中國部分接入Internet的第一根專線。

1993年11月，NCFC主干網網絡開通并投入運行，并于1994年4月與美國的Internet互聯成功，成為我國最早的國際互聯網絡。

1995年1月，原郵電部電信總局分別在北京、上海開通64kbit/s專線，開始向社會提供Internet接入服務，中國互聯網進入商用化階段。

在接下來的十幾年間，Internet的網絡規模不斷地發展和壯大，數以億計的計算機連接到Internet。與此同時，互聯網上的應用也越來越豐富，除了傳統意義上的上網查詢資料、發送電子郵件外，即時通信、網上交易、網上銀行、網上教育、網上招聘、網絡多媒體等技術異軍突起，從根本上改變了人們的工作和生活方式，也為社會創造了無限的商機。

短短幾十年間，Internet從高高在上的軍方專利技術發展成為全民普及的大眾化商業產品，并推動了信息技術的迅猛發展和應用。經過本節的簡單介紹，讀者在了解Internet發展史的同時，還可以初步接觸一些Internet中常用的技術和概念。

1.1.2 Internet的管理機構

Internet技術標準中定義了互聯網絡中各主機之間相互通信時所要遵循的開放協議和過程。制定Internet標準的并不是某個政府組織，而是一個自發的、管理松散的國際合作組織。實際上沒有任何組織或政府擁有和控制Internet，但有一些獨立的管理機構對Internet進行管理，包括制定標準和提供各種服務。在閱讀Internet標準的相關文檔時經常會接觸到這些組織，本小節對主要的Internet管理機構及其職能進行簡單的介紹。

1. Internet協會

Internet協會（Internet Society，ISOC）創立于1992年，是最權威的Internet全球協調和合作的國際化組織。它由Internet專業人員和專家組成，致力于調整Internet的生存能力和規模。它的重要任務是與其他組織合作，共同完成Internet標準與協議的制定。

該組織的首頁如下。

　http://www.isoc.org/ 

2. Internet體系結構委員會

Internet體系結構委員會（Internet Architecture Board，IAB）是Internet協會的一個技術顧問組，它負責控制所有Internet協議（即通常所稱的TCP/IP協議簇）的發布工作，并監督Internet體系結構的發展。Internet體系結構委員會下轄兩個工作組，即Internet研究專門工作組（Internet Research Task Force，IRTF）和Internet工程任務組（Internet Engineering Task Force，IETF）。

IRTF的主要職能是通過建立許多集中的、長期的小型研究小組來促進對未來互聯網發展的重要研究。研究方向包括互聯網協議、應用、架構和技術等相關領域。

IETF的主要職能是負責互聯網相關技術規范的研發和制定。IETF制定的文件分為兩種，一種是Internet草案（Internet Draft），另一種是RFC。RFC的全稱是Request For Comments，即意見征求書，但現在它的名字實際上和它的內容并不一致。RFC是一系列以編號排定的文件，其中收集了有關Internet的信息，以及UNIX和Internet社群的軟件文件，基本的Internet通信協議在RFC文件內都有詳細說明。一般而言，RFC被批準發布后，其內容作為協議的標準都不會再做改變。

3. Internet工程指導小組

Internet工程指導小組（Internet Engineering Steering Group，IESG）負責IETF活動和標準制定程序的技術管理工作，核準或糾正IETF各工作組的研究成果，有對工作組的設立終結權，確保非工作組草案在成為RFC時的準確性，并根據ISOC理事會批準的規定和程序對標準的制定過程進行管理。

4. Internet數字分配機構

Internet數字分配機構（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）是負責協調Internet正常運作的機構，主要職責是分配和維護在Internet技術標準中的唯一編碼和數值系統，需要分配的Internet資源如下。

? 域名：包括DNS域名根和.int，.arpa域名以及IDN（國際化域名）資源；

? 數字資源：包括全球的IP和AS（自治系統）號，并將它們提供給各區域Internet注冊機構；

? 協議分配：與各標準化組織一同管理協議編號系統。

5. Internet網絡信息中心

Internet網絡信息中心（Internet Network Information Center，InterNIC）負責向全體互聯網絡用戶提供服務，其網址如下。

　http://www.internic.net

該網站主要用于提供互聯網域名登記服務的公開信息。

6. 中國互聯網絡信息中心

中國互聯網絡信息中心（China Internet Network Information Center，CNNIC）是經國家主管部門批準，于1997年6月3日組建的管理和服務機構，負責管理、維護中國互聯網地址系統，引領中國互聯網地址行業發展，發布中國互聯網權威統計信息，代表中國參與國際互聯網社群。

1.1.3 國內Internet網絡建設的現狀

根據中國互聯網絡信息中心（CNNIC）的測算，截至2014年6月30日，我國網民數量已達到6.32億人。

而作為Internet應用和普及的另一項重要指標，截至2014年6月30日，我國域名總數為1915萬個。

據統計，截至2012年6月中國網民在即時通信、搜索引擎和網絡音樂上使用率較高，均在50%以上。商務交易類使用仍然處于較低的水平，其中網絡購物普及率為26%。網絡應用的使用率排名情況如表1.1所示。

表1.1　截至2012年6月中國網絡應用的使用率排名情況統計

隨著需求的不斷增加，我國在Internet網絡建設方面的投入也在逐年加大。從2013年12月開始，中國進入真正的4G時代，4G網絡、終端、業務等基本就緒。這不僅會帶動我國移動互聯網用戶的持續增長，更重要的是給不同的互聯網應用帶來新的發展機遇。