1.1 Internet概述

Internet是世界上最大、最流行的计算机网络，它把各个国家和地区的成千上万的计算机都通过相同的协议连接在一起。本节介绍Internet的发展历史、管理机构和协议标准。

1.1.1 Internet的发展历史

从浏览新闻、查阅资料，到即时通信、网上购物和欣赏在线视频，Internet的应用已经影响到人们生活的方方面面，而且还将对人们的工作和生活方式产生更深远的影响。据权威机构统计，截至2014年1月，我国移动互联网用户总数已达8.38亿。

然而，Internet在产生之初却并非出自民用目的。1957年，当时的苏联发射了斯普特尼克—号人造地球卫星，这也是人类第一颗人造地球卫星，作为回应，美国国防部成立了高级研究计划局（ARPA），研究如何将科学技术更好地应用于军事领域。正是这个组织推动了Internet的发展，因此追根溯源，Internet也可以说是冷战的产物。

20世纪50年代是一个谈核色变的时代，当时美国国防部最为关注的问题就是在遭受核打击的情况下如何能组织起有效的反击。因为一旦遭受核打击，重要的通信干线一定会被破坏，各军种很难实现统一调度、协同作战。1962年，美国空军委托兰德公司的Paul Baran来研究如何在遭受核打击后保持对导弹和轰炸机的控制和指挥，建立一个在核打击下逃生的军事研究网络。这个网络必须是分散的，这样才能保证在任何一个地点被攻击后，军方都可以组织有效力量进行反击。

Baran设想了很多方法，并最终确定了分组交换网络的方案。分组交换指将数据拆分成报文或包，并标明它的源地址和目的地址，然后将这些包从一台计算机传送到另一台计算机，直至最终要达到的计算机。如果包在任意一点丢失了，则源计算机会重新发送该消息。也就是说，任意一点被破坏都不会影响计算机之间的正常通信。这为Internet的产生提供了理论基础，但Baran并没有在真正的物理网络中实现他的构想。

1968年，ARPA和BBN公司签订了研发阿帕网（ARPANET）的合同。1969年，BBN公司构建了一个物理网络，把加州大学洛杉矶分校和斯坦福大学等地的4台计算机连接起来，这也是最早的Internet的雏形了，当时的网络带宽仅为50kbit/s。

1972年，BBN公司的Ray Tomlinson开发了第1个电子邮件程序。同年，高级研究计划局（ARPA）更名为美国国防高级研究计划局（DARPA）。此时，阿帕网通过网络控制协议（NCP）来传输数据，可以实现在同一网络中运行的主机间的通信。

1973年，DARPA开始研发TCP/IP协议簇。这个新的协议簇允许不同类型的计算机可以在网络中互联，并且互相通信。

1974年，Internet名词首次在传输控制协议的文档中使用。

1976年，Robert M. Metcalfe博士发明了使用同轴电缆高速传输数据的以太网。这对于局域网的发展是一项关键技术。然后，信息包卫星计划实际应用于大西洋的信息包卫星网络，这就是SATNET，它将美国和欧洲连接在一起。但令人感到奇怪的是，它使用由各国财团拥有的国际通信卫星组织的卫星，而不完全是美国政府拥有的卫星。SATNET是在AT&T贝尔实验室开发的。后来，AT&T贝尔实验室还发布了著名的UNIX操作系统。同年，美国国防部开始对TCP/IP进行实验，并很快决定将其应用于阿帕网。

1979年，北卡罗莱纳州大学的一名研究生和其他程序员一起开发了新闻组（USENET），它通常应用于电子邮件和讨论组。

1981年，美国国家基金会为无法访问ARPANET的机构创建了一个56kbit/s的骨干网络，叫做CSNET，并计划在CSNET和ARPANET之间建立连接。

1983年，因特网架构委员会（IAB）成立。从1983年1月1日起，每台连接到ARPANET的计算机都必须支持TCP/IP。NCP被彻底取代，TCP/IP成为核心的Internet协议。威斯康星大学创建了域名系统（DNS），这样数据包就可以被传送到指定的域名（原来只能根据IP地址进行数据传输），服务器数据库会将域名转换为IP地址。这样，人们就可以方便地使用名称来访问服务器，不再需要记住枯燥的IP地址了。

1984年，阿帕网被拆分成两个网络，即阿帕网和军用网络（MILNET），美国国防部继续对这两个网络提供支持。阿帕网用于支持高级科研工作，而军用网络则为军方需求提供服务。MCI公司被授权采用T1线路对CSNET进行升级。T1线路的带宽为1.5Mbit/s，比原来的56kbit/s线路快了很多。IBM提供了当时最先进的路由器来管理网络。新的网络（指针对CSNET升级后的网络）被称为NSFNET（国家科学基金会网络）。

1985年，美国国家科学基金会开始部署新的T1线路，并于1988年完成。

1986年，互联网工程任务组（IETF）成立，这是松散的、自律的、志愿的民间学术组织，其主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定。

1988年，在美国国家科学基金会网络完成T1线路改造后，网络流量迅速增长，因此他们决定再次对网络进行升级。1990年，IBM、Merit和MCI公司联合成立了一个非赢利公司ANS，致力于研究高速网络，并很快就研发出了支持带宽为45Mbit/s的T3线路。美国国家科学基金会立即将T3线路应用于它的所有站点。此时，美国国防部已经解散了阿帕网，取而代之的是国家科学基金会网络（NSFNET）。

1991年，由56kbit/s线路组成的CSNET被停止使用。美国国家科学基金会建立了一个新的网络，叫作国家研究和教育网（NREN）。这个网络的目的是进行高速网络的研究，它并不被用于商业用途，也不被用来传输大量的数据。

1992年，互联网学会成立。欧洲核子研究组织（CERN）发布了万维网（World Wide Web）的概念，并研发了早期的浏览器。

1993年，美国国家科学基金会创建了国际互联网络信息中心（InterNIC），为Internet提供服务，包括目录和数据库服务、注册服务和信息服务。

上面介绍的都是Internet在国际上的发展和应用。事实上，在这段时间里，Internet在国内的应用很少，只是从20世纪80年代中后期开始在一些高校和科研机构中初步建立了一些网络，具有代表性的是中关村地区教育与科研示范网络（NCFC），它由中国科学院主持，联合北京大学和清华大学共同实施，该项目于1989年11月正式启动。

1992年12月，清华大学校园网（TUNET）建成并投入使用，这是中国第一个采用TCP/IP体系结构的校园网。

1993年3月，中国科学院高能物理研究所接入美国斯坦福线性加速器中心（SLAC）的64kbit/s专线正式开通。这条专线是中国部分接入Internet的第一根专线。

1993年11月，NCFC主干网网络开通并投入运行，并于1994年4月与美国的Internet互联成功，成为我国最早的国际互联网络。

1995年1月，原邮电部电信总局分别在北京、上海开通64kbit/s专线，开始向社会提供Internet接入服务，中国互联网进入商用化阶段。

在接下来的十几年间，Internet的网络规模不断地发展和壮大，数以亿计的计算机连接到Internet。与此同时，互联网上的应用也越来越丰富，除了传统意义上的上网查询资料、发送电子邮件外，即时通信、网上交易、网上银行、网上教育、网上招聘、网络多媒体等技术异军突起，从根本上改变了人们的工作和生活方式，也为社会创造了无限的商机。

短短几十年间，Internet从高高在上的军方专利技术发展成为全民普及的大众化商业产品，并推动了信息技术的迅猛发展和应用。经过本节的简单介绍，读者在了解Internet发展史的同时，还可以初步接触一些Internet中常用的技术和概念。

1.1.2 Internet的管理机构

Internet技术标准中定义了互联网络中各主机之间相互通信时所要遵循的开放协议和过程。制定Internet标准的并不是某个政府组织，而是一个自发的、管理松散的国际合作组织。实际上没有任何组织或政府拥有和控制Internet，但有一些独立的管理机构对Internet进行管理，包括制定标准和提供各种服务。在阅读Internet标准的相关文档时经常会接触到这些组织，本小节对主要的Internet管理机构及其职能进行简单的介绍。

1. Internet协会

Internet协会（Internet Society，ISOC）创立于1992年，是最权威的Internet全球协调和合作的国际化组织。它由Internet专业人员和专家组成，致力于调整Internet的生存能力和规模。它的重要任务是与其他组织合作，共同完成Internet标准与协议的制定。

该组织的首页如下。

　http://www.isoc.org/ 

2. Internet体系结构委员会

Internet体系结构委员会（Internet Architecture Board，IAB）是Internet协会的一个技术顾问组，它负责控制所有Internet协议（即通常所称的TCP/IP协议簇）的发布工作，并监督Internet体系结构的发展。Internet体系结构委员会下辖两个工作组，即Internet研究专门工作组（Internet Research Task Force，IRTF）和Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）。

IRTF的主要职能是通过建立许多集中的、长期的小型研究小组来促进对未来互联网发展的重要研究。研究方向包括互联网协议、应用、架构和技术等相关领域。

IETF的主要职能是负责互联网相关技术规范的研发和制定。IETF制定的文件分为两种，一种是Internet草案（Internet Draft），另一种是RFC。RFC的全称是Request For Comments，即意见征求书，但现在它的名字实际上和它的内容并不一致。RFC是一系列以编号排定的文件，其中收集了有关Internet的信息，以及UNIX和Internet社群的软件文件，基本的Internet通信协议在RFC文件内都有详细说明。一般而言，RFC被批准发布后，其内容作为协议的标准都不会再做改变。

3. Internet工程指导小组

Internet工程指导小组（Internet Engineering Steering Group，IESG）负责IETF活动和标准制定程序的技术管理工作，核准或纠正IETF各工作组的研究成果，有对工作组的设立终结权，确保非工作组草案在成为RFC时的准确性，并根据ISOC理事会批准的规定和程序对标准的制定过程进行管理。

4. Internet数字分配机构

Internet数字分配机构（Internet Assigned Numbers Authority，IANA）是负责协调Internet正常运作的机构，主要职责是分配和维护在Internet技术标准中的唯一编码和数值系统，需要分配的Internet资源如下。

• 域名：包括DNS域名根和.int，.arpa域名以及IDN（国际化域名）资源；

• 数字资源：包括全球的IP和AS（自治系统）号，并将它们提供给各区域Internet注册机构；

• 协议分配：与各标准化组织一同管理协议编号系统。

5. Internet网络信息中心

Internet网络信息中心（Internet Network Information Center，InterNIC）负责向全体互联网络用户提供服务，其网址如下。

　http://www.internic.net

该网站主要用于提供互联网域名登记服务的公开信息。

6. 中国互联网络信息中心

中国互联网络信息中心（China Internet Network Information Center，CNNIC）是经国家主管部门批准，于1997年6月3日组建的管理和服务机构，负责管理、维护中国互联网地址系统，引领中国互联网地址行业发展，发布中国互联网权威统计信息，代表中国参与国际互联网社群。

1.1.3 国内Internet网络建设的现状

根据中国互联网络信息中心（CNNIC）的测算，截至2014年6月30日，我国网民数量已达到6.32亿人。

而作为Internet应用和普及的另一项重要指标，截至2014年6月30日，我国域名总数为1915万个。

据统计，截至2012年6月中国网民在即时通信、搜索引擎和网络音乐上使用率较高，均在50%以上。商务交易类使用仍然处于较低的水平，其中网络购物普及率为26%。网络应用的使用率排名情况如表1.1所示。

表1.1　截至2012年6月中国网络应用的使用率排名情况统计

随着需求的不断增加，我国在Internet网络建设方面的投入也在逐年加大。从2013年12月开始，中国进入真正的4G时代，4G网络、终端、业务等基本就绪。这不仅会带动我国移动互联网用户的持续增长，更重要的是给不同的互联网应用带来新的发展机遇。