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                    鄔賀銓院士:互聯網,從“冷戰”項目到“大智移云”

                    來源:《知識就是力量》雜志社

                      鄔賀銓,中國工程院院士,光纖傳送網與寬帶信息網專家,曾任信息產業部電信科學技術研究院副院長兼總工程師、 大唐電信集團副總裁,現兼任國家“973”計劃專家顧問組成員、國家信息化專家咨詢委員會副主任、中國互聯網協會理事長、中國通信標準化協會理事長。他是國內最早從事數字通信技術研究的骨干,多次參與了國家通信發展的決策。

                      鄔賀銓院士:互聯網,從“冷戰”

                      項目到“大智移云”

                       摘要

                      今天,世界各地的溝通,很大程度上有賴于越來越高效和易用的互聯網;圍繞互聯網特別是移動互聯網,形形色色的全新服務乃至商業模式不斷涌現。從1946年的第一臺電子計算機,到“冷戰”高潮時期的美國軍用計算機網絡項目“阿帕網”,再到覆蓋全球的互聯網,這項年輕的技術,已經深刻地改變了人類社會的面貌。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      從ENIAC

                      到ARPANET

                      科技史學界一般認為,世界上第一臺數字式的多用途電子計算機,是1946年誕生的ENIAC。這臺計算機占地面積約170平方米,使用了17468個真空管(電子管),計算速度是每秒5000次加法或400次乘法。這樣的速度在如今不算什么,在當年卻是了不起的成就。相比于當時屬于主流的計算裝置(使用繼電器運轉的機電式計算機),ENIAC帶來了上千倍的效率提升。

                      ENIAC是電子管計算機。它的后繼者是晶體管計算機,以及隨后的集成電路計算機。今天我們使用的,則是超大規模集成電路計算機,也就是所謂的“第四代電子計算機”。大約在1971年,隨著最早一批CPU誕生,計算機進入了超大規模集成電路時代。

                      但在計算機誕生的最初20多年間,所有的計算機都只是在嘗試提升單機能力,而沒有像今天這樣被連接成網。繼美蘇之后,中國在1964年和1967年分別掌握了原子彈和氫彈。美國擔心其“冷戰”霸主的地位受到挑戰,意識到其核戰爭指揮中心必須設置備份并且需要有足夠可靠的網絡相連。出于這種戰備需要,美國開始研究計算機之間可靠聯網的可能性,以便建立起主備核指揮中心之 間 , 以及各個中心與戰略轟炸機部隊、發射井、發射車部隊、核潛艇等核打擊單位之間的高可靠性網絡。

                      這種為潛在的核戰爭準備的項目,其設計的核心思想,便是在某一部分被毀的情況下,其余部分仍然能保持通訊?;蛘哒f, 這是一個沒有中心的 網絡,只是有很多節點。節點之間會自動尋路和轉接,而沒有人能夠徹底切斷所有節點間的聯系,從而讓如此架構的計算機網絡難以被摧毀。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      延伸閱讀

                      “差分機”生不逢時

                      1822年,英國發明家查爾斯?巴貝奇從一種以穿孔卡片控制的提花織布機得到啟發,設計了一種機械計算機,命名為差分機。這種以杠桿、齒輪等結構進行運算的機械計算機,可以自動處理不同函數的計算過程。此后,巴貝奇又在19世紀30年代,試圖制造計算精度更高的差分機,以及用途更廣泛的“分析機”。

                      受制于當年的機械加工精度和蒸汽機動力的穩定性等因素,高精度差分機及分析機的設想都沒能成為現實,但它們仍被認為是革命性的創新,在計算機發展史上具有里程碑式的意義從當年的圖紙來看,巴貝奇的分析機已經具備了類似現代計算機的結構和工作模式,比如數據儲存模塊、運算模塊和控制模塊。

                      20世紀末至21世紀初,一些科普機構根據巴貝奇留下的圖紙,運用現代精密加工技術建成了可以實際運行的分析機,證明了他當年的設計并非空想。

                      1969年,地球上出現了第一個互聯網系統ARPANET,通常被翻譯為“阿帕網”。這個系統將美國西南部加利福尼亞大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究學院、加利福尼亞大學和猶他大學等4所高等學府的4臺主計算機連接起來。從1970年開始,越來越多的計算機連入ARPANET。

                      1972年,在國際計算機通信大會上,ARPANET首次被展示給業界,宣告了一個全新時代的來臨。也是在這一年,后世廣泛使用的TCP/IP協議(傳輸控制協議/網際協議)出現了。此前,ARPANET使用的是NCP協議,允許計算機之間相互交流,但目的地之外的網絡和計算機卻不分配地址,從而限制了這個網絡未來增長的機會。到1983年元旦,所有的NCP協議都被TCP/IP協議所取代。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                     

                      “萬維網”

                      連起全世界

                      然而,在ARPANET出現之后的最初20年里,有可能使用它和其他一些計算機網絡系統的人,幾乎全部是科研工作者,也就是供職于高等學府和科研機構中的科學家、工程師和計算機技術人員。這不僅是因為當時價格極為昂貴的計算機遠不是絕大多數家庭所能負擔得起的,還因為利用計算機網絡傳輸文件在當時非常麻煩,每一個“網民”都必須經過專門的培訓,才可以“玩轉”這個簡陋而且功能有限的網絡。

                      但到了20世紀80年代末,個人計算機的用戶越來越多,千千萬萬沒有經過專業訓練的男女老幼使用計算機的時代已經到來?;蛟S正因如此,互聯網也在這一時期逐漸向“平民化”轉型。1989年,第一個互聯網檢索系統“阿奇(Archie)”在加拿大蒙特利爾的麥吉爾大學被發明出來。兩年之后,美國明尼蘇達大學研制了面向普通計算機用戶的互聯網信息檢索系統“金地鼠(Gopher)”,雖然“金地鼠”只支持文本檢索,但在當時,這已經是一個了不起的飛躍。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      現代社會的辦公,離不開個人計算機、手機和iPad等移動設備的聯動

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      計算機技術的發展,帶來了文本錄入與編輯效率的飛躍 (供圖/馬之恒)

                      與此同時,供職于歐洲粒子物理實驗室(CERN)的英國人蒂姆?伯納斯-李,也在做著另一項改變計算機網絡的研究。在20世紀80年代后期,“超文本”技術,也就是將存放在不同地方的文本信息通過超鏈接組成的網狀文本已經出現,而蒂姆則創造性地讓這項技術與計算機網

                      絡“聯姻”。1989年夏天,他成功地用超文本技術“將CERN的各個實驗室聯系起來”,讓每個員工都能通過計算機內網系統,與其他同事通過文本溝通。

                      這個簡陋的超文本“內部網站”的成功,預示了超文本技術與計算機網絡結合之后強大的生命力。1991年8月6日,由蒂姆親自建立的世界上第一個網站“http://info.cern.ch/”上線運行。在這個網站上,蒂姆介紹了自己的發明:通過超文本技術將分布在計算機網絡各處的資源結合在一起的“萬維網(World Wide Web,簡稱‘WWW’或‘3W’)”,以及他開發的世界上第一款網頁瀏覽器“萬維網”的使用方法。后來,蒂姆又在這個網站上添加了其他一些早期網站的鏈接,使它成為世界上第一個萬維網目錄。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      在過去幾十年里,數據存儲技術也突飛猛進(供圖/馬之恒)

                      在發明萬維網之后,蒂姆曾經想注冊一家計算機公司,專門銷售他編寫的網絡瀏覽器,但他很快放棄了這個想法。不僅如此,他還放棄了萬維網的專利權。這意味著他放棄了壟斷萬維網技術成為巨富的機會,卻成功地避免了可能導致全球計算機網絡分裂的商戰,使世界各地的人們今天能夠通過統一的方法,訪問分布于世界各地的網站。

                      在其誕生之時,萬維網聯系的是一個已經被電報、電話和其他現代化的通信、傳播手段“連接”成整體的世界;但它的“青勝于藍”之處在于,它讓世界各地有共同愛好和興趣的人們建立起虛擬的社團成為可能,而且為每個網民提供了嶄新的全球視角。隨著萬維網的誕生,地理上的距離和路途的艱險,都不再是阻礙溝通的理由;如今,萬維網已經深深地潛入了人類的生活,以至對很多人來說,網絡幾乎成為生活的必需品。

                    鄔賀銓院士;互聯網

                      隨著網民的數量越來越多,網絡地址不足的問題開始凸顯出來。目前,世界上使用的網絡地址分配技術,是“IPv4”技術。它最多可以為40億臺主機分配地址,但現在已經分配殆盡。目前,IPv4地址有3/4集中在北美洲,美國平均每個網民有6個IPv4地址,而中國平均每個網民僅有0.5個地址,已經遠遠不能滿足網民數繼續增長的需求。在這樣的環境下,IPv6應運而生。IPv6所擁有的地址,遠比IPv4多得多,這不但解決了網絡地址資源數量的問題,同時也為除電腦外的設備連入互聯網的設想,(在數量限制上)掃清了障礙。如果未來互聯網升級到IPv6,那么互聯網就不僅可以為人類服務,還將服務于眾多的硬件設備,如家用電器、傳感器(攝像頭)、汽車等,它將是無時不在、無處不在的網絡,其觸角會深入世界的每個角落。對于中國來說,想要在未來的網絡世界中占得先機,就需要關注“IPv4”到“IPv6”的躍遷這一難得的歷史契機。

                      互聯網的快速擴張,也為一些全新的商業模式提供了可能。比如說,谷歌提供了免費的搜索引擎,但千千萬萬人的搜索記錄,讓谷歌成了全世界最大的信息收集公司,為大數據相關的商業模式準備好了原材料。戴爾公司用推銷日用消費品的策略來銷售個人計算機,徹底改變了人們購買計算機的模式,也讓個人計算機迅速走入千家萬戶?;ヂ摼W在信息傳播方面的靈活性,為很多前所未有的商業模式提供了生長的土壤。

                    本文來自:《知識就是力量》雜志社
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                    [責任編輯:和玉瑩]
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