书城计算机网络纵横于天地之间——互联网络技术
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第2章 网络时代(2)

进入20世纪90年代,计算机技术、通信技术以及建立在计算机和网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。特别是1993年美国宣布建立国家信息基础设施NII后,全世界许多国家纷纷制定和建立本国的NII,从而极大地推动了计算机网络技术的发展,使计算机网络进入了一个崭新的阶段。

目前,全球以美国为核心的高速计算机互联网络即Internet已经形成,Internet已经成为人类最重要的、最大的知识宝库。而美国政府又分别于1996年和1997年开始研究发展更加快速可靠的互联网2(Internet2)和下一代互联网(Next Generation Internet)。可以说,网络互联和高速计算机网络正成为最新一代的计算机网络的发展方向。

这里可以给出互联网的大致发展进程:

1983年,TCP/IP成为APRAnet上标准的通信协议,这标志着真正意义的Internet出现了。

1984年,国家科学基金会开始注入资金创建NSFnet(国家科学基金网),为互联网的某些重大改进提供了资助。

1986年美国国家科学基金会在美国政府的资助下,租用电信公司的通信线路组建了一个新的Internet骨干网——国家科学基金会网络(NSFnet),用以连接当时的六大超级计算机中心和美国的大专院校及学术机构。

1989年ARPAnet解散,同时,NSFnet对公众开放,从而成为Internet最重要的通信骨干网络。在整个20世纪80年代里,互联网持续发展着。这里值得记住的是,互联网虽然有了众多发烧友,但全球网(World Wide Web)并未出现,还无法在互联网上自由点击,无法查看图片,除非把它们下载并用图形程序打开它们。重要的发展已经取得,人们可以分类、查找和检索信息(着名的方法有Archie、Gopher和Veronica)。

1992年1月,由于Internet用户数的急剧增加,连通机构的日益增多,应用领域的逐步扩大,Internet协会(ISOC)应运而生,它是一个用户自发形成的组织,以制定Internet相关标准和推广Internet的普及为目标;同时,商业界和通信业界开始重视Internet,Internet商业化的呼声越来越高。

还是在1992年,当CERN(设于瑞士的欧洲粒子物理实验室)的物理学家Tim Berners-Lee发明了全球网以帮助其物理学研究,大转折终于来临。Tim Berners-Lee本来只是为了自己使用而发明全球网,但很快它便像野火一样开始蔓延。Berers-Lee使用一种称为SGML的置标语言的成分,使网页格式化和包含超文本链接成为可能。无论你是否懂得计算机语言,你都能用网上浏览器在信息世界里点击漫游。

1993年,Marc Andreesen和他在国家超级计算应用中心(NCSA)的同伴们发明了第一个强大的网上浏览器,称为Mosaic。Mosaic能查看图形、播放声音,使用Gopher、FTP、电子邮件以及新闻组,这是使用互联网多合一的解决方案,兼有漂亮的图片。其余的东西,说起来确实就是历史浏览器已经演变到可处理流型音频和视频以及所有种类的其他时髦功能。这里可以让你感觉一下关于网络在20世纪80年代和90年代期间的发展,根据Hobbes'Internet Timeline,互联网主机的数目(特别是连接互联网的计算机数目)由1984年的1000增长到1992年的100万,到了1997年则突破1600万。互联网在20世纪最后几年中以惊人的步伐发展着,并且,随着调制解调器速度的增加,许多互联网实际应用所使用的带宽量也随之增大(带宽就是可以通过互联网和电话线流动的信息量。类似音频和视频这样的应用占用大量带宽)。

1995年,美国国家基金会宣布与MCI合作建设高速数据通道的计划,提供155Mb/s的超高速的主干网服务(vBNS),以取代现有的NSFnet,各大通信公司也纷纷宣布了自己的Internet互联计划。网络的时代就这样来临了。

(三)World Wide Web的历史

1.超文本

World Wide Web(WWW)是Internet上的重要内容和形式。20世纪60年代,泰德·尼尔森(Ted Nelson)首先造出了一个新的词汇——Hypertext,直译过来就是超级文本或超文本。和传统文本相比,超文本是非线性的,而传统文本是线性的。所谓非线性的含义是指在超文本内包含若干个节点,节点之间通过不可见的有方向的“链”连接起来,而这些链构成了一个网状结构,网状结构是非线性的。

超文本包括以下三个要素:

信息的节点;

连接节点的链;

由节点和链组成的网络。

和Hypertext一样,还有一个词Hypermedia(超媒体)。如果超文本中的各个节点包括了图形、图像、视频、音频等多媒体信息,则可称其为超媒体。实际上,我们在日常生活中并不刻意区别这两个词汇。

尼尔森提出了超文本的概念,而第一个实现超文本系统的是在计算机领域真正大名鼎鼎的人物——道格拉斯·恩格尔伯特,计算机领域的诺贝尔奖——图灵奖获得者。我们每天使用的鼠标、图形用户界面就是他的发明。

恩格尔伯特深受万尼瓦·布什的影响,在从美国海军退役后于1962年进入了斯坦福大学的一个研究所,从事利用计算机来扩展人类能力的研究。在此过程中,他开发了一个NLS(oN-Line System,可以译为在线系统),用于分布在不同地点的人们之间共享研究论文。NLS具有在远程的用户之间共享屏幕的能力,同时可以通过所谓的参考链接从一个论文的句子移动到另一个论文的能力。

从NLS开始,真正的网页(Web Page)出现了。

2.World Wide Web和Web Site

泰德·尼尔森提出的超文本的概念,影响了几个互联网的科学家,其中最为着名的是蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners-Lee),他最早发明了Web(网,蜘蛛网)。

Web的发明是使互联网迅速得到普及的关键技术。

伯纳斯·李毕业于牛津大学的皇后学院。1980年,开始供职于欧洲原子物理实验室CERN(Conseil Européen pour la Recherche Nucleaire,现在称为European Particle Physics Laboratory,欧洲粒子物理实验室)。

CERN虽然是世界着名的物理实验室,却是真正的Web的发源地。从人类信息化的进程来看,CERN所做的贡献应该是不亚于在粒子或原子物理领域的任何一项重大发现。

因为CERN有非常多的设备和研究人员,如何在这些研究人员之间建立非常便捷的信息交换途径,提供友好的信息交换手段,成为了非常重要的需求。为了解决这些问题,伯纳斯·李建立了第一个超文本系统,并将其命名为Enquire(询问,提问)。

Enquire实现的主要目的是:

项目都有哪些人参与;

与计划相关的都有什么软件;

软件运行在哪一台计算机上。

在伯纳斯·李童年的时候,一次偶然的机会,他在父母的房间发现了一本名为《Enquire Within Upon Everything》的书,类似于家庭实用大全。使小蒂姆感到惊奇的是,几乎每一个问题似乎都可以找到答案。

从1981年到1984年,伯纳斯·李曾经在一个计算机技术公司从事实时图形和通信软件的开发工作。1984年他重新回到了CERN,并立刻投入到超文本的应用研究。对于人类互联网的发展而言,这是非常万幸的。

1989年,在CERN的高能物理研究部门内,伯纳斯·李提出了一个在研究人员之间,通过大范围的不同的网络和计算机以及不同的国家进行信息交换的项目方案。这个方案有两个目标:

开放的设计:系统应该具有开放的架构,可以运行在CERN内的任何一台计算机上,能够支持UNIX、VMS、Macintosh、NextStep和Windows。

网络分发:系统可以通过网络进行发布。

此时另外一个关键人物加入了伯纳斯·李的研究,他就是罗伯特·凯里奥(Robert Cailliao)。

罗伯特·凯里奥本来独立地提出了一个在CERN内建设超文本系统的项目,但是,在得知伯纳斯·李的计划后,他放弃了自己的计划,开始帮助伯纳斯·李落实项目的资助,组织程序员,并协助召开了第一次关于WWW的国际会议。他后来成为了国际WWW会议委员会的主席。

为了使计划可行并得到足够的支持,罗伯特·凯里奥和伯纳斯·李合作的第一个项目是把CERN的电话簿放到网络上。

很快,CERN的职员开始在电脑上随时打开一个窗口以访问电话簿页面。

1990年秋季,伯纳斯·李在一台NEXT计算机上花费了大概一个月的时间开发了第一个Web的浏览器。这个浏览器不仅可以浏览Web的页面,同时集成了一个超文本的编辑器。他把这个浏览器放到了他和凯里奥的计算机上。1990年的12月25日,他们开始和位于info.cern.ch的世界上第一个Web Server通信。

对人类来讲,非常幸运的是,1990年CERN已经通过EUnet连上了美国的ARPAnet。1991年8月,伯纳斯·李在一个新闻组发出了一个启示,告诉大家可以到哪里下载他们的Web Server和浏览器。Web Server和浏览器迅速开始在世界得到流行。

后来,伯纳斯·李在他们的Web Server中增加了对FTP(文件传输协议)的支持。他也开发了一个Telnet服务器并将其发布到了info.cern.ch。

1992年6月,伯纳斯·李获得了三个月的在美国的旅行机会。当旅行结束的时候,他拜访了泰德·尼尔森。非常有意思的是,尼尔森曾经从事过电影的制作,李也制造过发光和视听设备,而另外一个在世界上首先开发了基于PC机的Web浏览器(Cello)的汤姆·布卢斯,则曾经担任过专业的剧院的舞台经理。

1993年4月30日,伯纳斯·李作出了一个非常重要的决定,而这个决定事实上奠定了现代互联网的基础:他使CERN提供了一个保证,把Web技术和程序代码公开,并且放到了网上的公共区域,而且任何人可以使用和修改。

1994年,伯纳斯·李加入了麻省理工学院。在那里他担任了W3C联盟的主任,同时参与了多个和互联网密切相关的文档的编写,包括HTML和HTTP。

(四)中国的进程

由于中国的信息技术基础和国外的差距以及美国对中国的技术封锁(当然也包括中国的自我封锁),国内的发展走过了一个从了解到矛盾以及最终融合的过程。

中国Internet的整个发展历史可以分为3个阶段:

第一阶段从1986~1994年,这个阶段主要是通过中科院高能所网络线路,实现了与欧洲及北美地区的E-mail通信。

中国科技界最早使用Internet是从1986年开始的。国内一些科研单位,通过长途电话拨号到欧洲的一些国家,进行联机数据库检索。不久,利用这些国家与Internet的连接,进行E-mail通信。实现这种通信的单位,先后有北京计算机应用研究所、中国科学院高能物理研究所等。承担转发E-mail的单位主要在欧洲,如德国的卡尔斯鲁厄大学、德国的GMD、瑞士的CERN、挪威、法国等。

1989年,中国的ChinaPAC(X.25)公用数据网基本开通。ChinaPAC虽然规模不大,但与法国、德国等的公用数据网络(X.25)有国际连接(X.75)。

1990年开始,国内的北京市计算机应用研究所、中科院高能物理研究所、电子部华北计算所、电子部石家庄第54研究所等科研单位,先后将自己的计算机以X.28或X.25与ChinaPAC相连接。同时,利用欧洲国家的计算机作为网关,在X.25网与Internet之间进行转接,使得中国的ChinaPAC科技用户可以与Internet用户进行E-mail通信。

1993年3月,中国科学院(CAS)高能物理研究所(IHEP)为了支持国外科学家使用北京正负电子对撞机做高能物理实验,开通了一条64kbps国际数据信道,连接北京西郊的中科院高能所和美国斯坦福线性加速器中心(SLAC),运行DECnet协议,还不能提供完全的Internet功能,但经SLAC机器的转接,可以实现与Internet通信。用户利用局域网或拨号线路登录到中科院高能物理所的VAX11/780(BEPC2)上使用国际网络。有了64kbps的专线信道,通信能力比国际拨号线路和X.25信道高出数十倍,通信费用降低数十倍。极大地促进了Internet在中国的应用。