什么是互联网(三)——计算机专家眼中的互联网
发布日期:2019年04月09日    作者:    来源:    浏览次数:2415

 来源:中国教育信息化网                 作者:李志民

      互联网诞生于1969年,到今天还不足50年的时间,却是人类迄今为止最伟大的发明之一,也是我们发展史上的一个里程碑,信息时代从此拉开大幕,这极大地改变了人类世界的空间轴、时间轴和思想维度,大大加速了地球文明的进程。然而,当“什么是互联网”这个问题放到每个人眼前时,1000个人或许会有1000个答案,平时对其不同的理解并无关系,但如果放到讨论互联网发展这个具体语境当中时,不同层面理解上的差异则很容易造成方向上的误解和冲突。为此,我们专门梳理了普通老百姓、通信领域人士、计算机专家眼中的互联网,以期厘清隔阂,求同存异。

  计算机专家眼中的互联网

  在著名且富含深刻哲学思想的科幻影片《黑客帝国》的海报中,尼奥身后的matrix(母体)所生成的代码流只有极少数墨菲斯舰船上的观察员才能看懂,有点像我们现实世界的优秀程序员,透过二进制的字符组合轻易看出程序的问题以及可以改进的路径,而我们今天要说的专家,则类似于《黑客帝国》中“造物主”角色,他们创造并拟定系统的运行规则,是处于网络矩阵最底层逻辑的标准发起者。

  不同于以上几个群体更着重于应用、传输和意义,在计算机专家眼中,互联网本质上是各个小的计算机网络在一定规则下的互联,互联网是网络空间最重要的基础设施,靠巨大的光纤网络连接不同城市和通达世界各个国家,互联网体系结构是互联网的核心技术,它和CPU、操作系统一样,是第三大基础设施并涉及到国家网络安全命脉的核心技术。

  而互联网的核心是在网络层和传输层,不在现在的应用层和传输的通讯层,是在中间这一层,中间这层是保证全网的通达,承上启下,是体系结构的核心。在这里面网络层次起了非常重要的作用,网络层次有三个要素非常重要,第一个是传输格式,我们早期的IPv4是现在的互联网传输格式的定义,新的IPv6则定义了新的传输格式,传输格式是网络层的最基本要素。第二个是转换方式,转换方式没有变。最后一个是路由控制,在传输格式定义的情况下,路由控制成了互联网的一个巨大的创新点,这些创新点目前我国的重大挑战所在。

  互联网的前身是阿帕网(Advanced Research Projects Agency NetworkARPANET),又称ARPA网。它是美国国防部高级研究计划局(Advanced Research Projects AgencyARPA)信息处理处(Information Processing Techniques OfficeIPTO)开发的世界上第一个计算机远距离的封包交换网络,被认为是现今互联网(Internet)的前身。

  在阿帕网(ARPA)产生运作之初,通过接口信号处理机实现互联的电脑并不多,大部分电脑相互之间不兼容。在一台电脑上完成的工作,很难拿到另一台电脑上去用,想让硬件和软件都不一样的电脑联网,也有很多困难。在这种情况下,在开放系统下的所有网民和网管人员都在使用的“传输控制协议”(TCPTransmission-Control Protocol)和“因特网协议”(IPInternet Protocol)TCP/IP协议出现了,并诞生了V1V4是个版本,而V4版本就是至今仍在使用的大名鼎鼎的IPv4

      IPv4,是第一个被广泛使用,构成现今互联网技术的基础的协议。IPv4可以运行在各种各样的底层网络上,比如端对端的串行数据链路(PPP协议和SLIP协议),卫星链路等。它的下一个版本就是IPv6IPv6正处在不断发展和完善的过程中,它在不久的将来将取代目前被广泛使用的IPv4

  IPv4相比,IPv6具有以下几个优势:

  一、IPv6具有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2^32-1(符号^表示升幂,下同)个地址;IPv6IP地址的长度为128,即有2^128-1个地址。

  二、IPv6使用更小的路由表。IPv6的地址分配一开始就遵循聚类(Aggregation)的原则,这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网,大大减小了路由器中路由表的长度,提高了路由器转发数据包的速度。

  三、IPv6增加了增强的组播(Multicast)支持以及对流的控制(Flow Control),这使得网络上的多媒体应用有了长足发展的机会,为服务质量(QoSQuality of Service)控制提供了良好的网络平台。

  四、IPv6加入了对自动配置(Auto Configuration)的支持。这是对DHCP协议的改进和扩展,使得网络(尤其是局域网)的管理更加方便和快捷。

  五、IPv6具有更高的安全性。在使用IPv6网络中用户可以对网络层的数据进行加密并对IP报文进行校验,极大的增强了网络的安全性。

  概括起来说,互联网是一个大的体系结构,包括应用层、通讯层和传输层,普通老百姓关心的是具体的应用层,电信人关心的是通讯层,互联网的重心是在网络层和传输层,是介于应用层和通讯层中间的这一层,中间这层是保证全网的通达,承上启下,是体系结构的核心。

  我们可以用交通运输来形容,如果把互联网比作物理的高速公路系统的话,计算机专家眼里的互联网是信息高速路,电信领域关心的是如何让汽车上路,老百姓实际关心的是车上载的货物。百度、阿里、腾讯、各种App等等都是车和货,电信宽带连接、4G5G等都类似于城市交通网,专家关心的骨干网络传输才是信息高速公路。

 

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