互联网
20世纪70年代和80年代,美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)资助了一项名为“阿帕网(Advanced Research Projects Agency Network, ARPANET)”的研究计划,它就是现代互联网的前身。该项目旨在将分布在不同地理位置的大学和政府机构的计算机连接在一个网络中,从而实现相互之间的信息交换和共享。20世纪90年代,随着超文本标记语言(hypertext markup language, HTML)的横空出世,互联网才真正得到了广泛的应用。任何走过那个年代的人都应该很熟悉美国在线(American On Line, AOL)[9]和计算机在线(CompuServe)[10]等知名在线服务提供商,它们通过拨号调制解调器提供网络连接,允许千千万万个家庭通过电话线接入互联网。还有多少人记得初次收到高速调制解调器时的雀跃?这种高速调制解调器的最高速率可以达到19200波特,相当于每秒钟传送4800位(600字节)。但处于高速互联网的时代,57600位/秒(bps)的网速在今天的用户看来已经相当慢了。很多家庭甚至已经升级至千兆线路,几乎是每秒1亿位的传输速度。
不管怎么说,互联网速度的重要性在数字世界中已经变得愈发明显。人们在同一网络上同时进行多项任务是当今很普遍的现象,例如,在远程办公的同时还可以观看流媒体电影以及玩电子游戏。实现企业、家庭、网上店铺以及其他所有实体之间的高速通信,是元宇宙背后的基本要素之一。没有高速互联网,元宇宙将只是一个美丽而遥远的梦。
互联网由多种组成部分构成,除了快速、可靠的带宽,还包含了多种协议和标准。这些协议和标准共同创造了一个统一的网络,该网络允许人们在其中进行各种各样的活动,包括在自己钟爱的线上商店购物,进行游戏娱乐、社交互动,获取新闻信息,以及观看流媒体电影,等等。
下文将就其中部分协议展开详细描述。传输控制协议(transmissions control protocol, TCP)/互联网协议(internet protocol, IP)是互联网的基础协议,是支撑互联网运行的基石。每个连接到互联网的设备都会被分配到一个唯一的TCP/IP地址;它类似于我们的家庭地址,不仅可以标识设备在互联网上的存在,还可以定位设备在互联网上的位置。TCP/IP协议有两个版本,即互联网协定第4版(IPv4)以及互联网协议第6版(IPv6)。IPv4是最早的版本,采用了32位地址;而IPv6的性能更优越,它采用了128位地址,可以支持更多的设备和其他功能。
不过,数字地址并不便于记忆。为了将TCP/IP地址转换成易于记忆的单词,方便在Web浏览器和其他应用程序中输入,域名应时而生。域名的发明让人们能够快速轻松地找到网域入口,访问网站。
Web随着这些协议和地址的出现而诞生。在这个分层蛋糕中,Web位于互联网层级的上方。前述HTML在概念上类似于校对标记语言,可以用结构化和有组织的方式创建网站和其他对象。HTML具有链接不同对象的功能。举例来说,一个网站中包含了图形、文档、视频和音频等多种媒体文件的链接,通过HTML可以将它们组合并形成不同的页面类型,如网上店铺、博客等。
带宽、TCP/IP协议、域名系统和HTML是创建一个可用、动态的互联网的必要基础。而所有其他内容都是在这些协议、标准、软件和相关硬件的基础上构建的。
摩尔定律指出,集成电路上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番,这预示着,计算机硬件的速度和内存容量将会被不断提高。更快、更大、更强的计算机内存以及具有大量存储空间的磁盘驱动器的诞生,可以说是摩尔定律的直接体现。这也解释了为什么现代电子设备已经可以达到20年前的超级计算机的性能水平。
互联网是这个分层蛋糕的关键一层。但是,如果没有一些界面来帮助普通用户访问和利用互联网信息和资源,那么互联网的作用就无法充分发挥。这就引出了蛋糕的第五层——Web 1.0,也称静态Web。