第一章 互联网
互联网从问世到普及，及其对经济社会的渗透与扩散，引起了生产效率的极大提高和人们生活方式的重大改变。了解互联网的源起和蓬勃发展，掌握其“技术―经济”范式，有利于深入地了解互联网的应用及其对社会经济生活的影响。互联网在中国的发展经历了从科研驱动到应用多元化的繁荣，互联网基础资源不断提升和完善，网络普及率大幅提升，逐步形成互联网产业链，并不断呈现新的特点和趋势。不容忽视的是，无论是从互联网的全球治理还是当前的网络安全形势来说，互联网都给社会经济生活带来了新的挑战，只有建立起更加开放、包容、多元的机制，才能有效地解决这些全球性难题。
第一节 什么是互联网
20世纪中期，堪与蒸汽机比美的另一个伟大发明出现了，这就是互联网，也称为因特网、Internet。蒸汽机让世界进入工业时代，互联网让世界进入了信息化时代。互联网是指将各种计算机网络互相连接在一起，在此基础上发展成覆盖全世界的全球性互联网络。现在我们通常用互联网指代由世界各国的主干网络相互连接而成，并覆盖了全球绝大多数国家和地区的国际网络。计算机或智能终端通过互联网连接时，可以发送和接收各种各样的信息，如文本、图形、声音、视频和计算机程序等。
互联网改变世界
1989年，互联网的发明者蒂姆·伯纳斯·李的目标是：当一个人想要找他觉得重要的任何信息时，都能在一个地方找到这些信息，并且之后也能够通过一种方式找到这些信息。时光荏苒，这一技术的出现成功改变了人们日常生活的方方面面，其影响力甚至超过了人类历史上任何一个发明所带来的巨大变革。
一、互联网的源起
计算机网络的诞生源于人类对沟通交流和信息传播永无止境的渴望。在古代，人们就尝试着通过各种途径突破沟通和传播的距离限制。两千多年前，我国周朝用烽火传递军情，邮驿也在同一时期开始出现。秦代覆盖全国、运转规范的官方驿站和邮传系统开始建立，成为当时技术条件下远距离信息传播的渠道。电气时代来临后，电报、电话、无线电、传真等设备的发明掀起了人类信息传播方式的第一次巨大变革，人们不再受制于距离、空间，可以远距离实时沟通交流、传递信息。
1．起源于美苏冷战
1957年10月，苏联把人类第一颗人造地球卫星“史伯尼克”送入太空，这颗小星星成为人类居住地的第一个人工伙伴。“史伯尼克”卫星意味着在争霸全球的竞赛中，苏联人终于先行一步。带着对国家安全和科技水平的严重焦虑，两个月后，美国总统向国会提出，建立高级研究计划署（Advanced Research Projects Agency, ARPA)，简称“阿帕”，后由国防部通信署管理，改为DARPA（Defense ARPA)，办公地点就设在五角大楼内。“阿帕”主要负责资助当时引领互联网建设的项目。据《互联网时代》数据显示，新生的“阿帕”即刻获得了国会批准的520万美元的筹备金，以及2亿美元的项目总预算。今天网罗了全球的互联网，就是从这项拨款开始的。
阿帕网之父——拉里·罗伯茨
拉里·罗伯茨，互联网前身“阿帕网”(ARPANet)项目技术负责人，无可争议的“阿帕网之父”。1938年出生的罗伯茨，父母均为耶鲁大学的化学家。他早年就读于麻省理工学院，从学士、硕士直到获得博士学位。毕业后留校在林肯实验室担任高级研究员，靠自学进入计算机领域，继而成为行家里手，甚至为TX-2计算机写了操作系统和分时系统。他在软件设计、电脑绘图，特别是通信技术方面获得非凡的成就，而且具有天才的组织管理能力。
2．阿帕网的产生
将孤单的计算机连接起来的念头，在美国科学界酝酿已久。20世纪60年代初，美苏关系因古巴导弹危机而极度紧张，世界一度面临全面核大战的威胁。当时美国空军的指挥中心就是用一台大型机连接多个远程终端的方式建设了半自动化的防御系统。但是用这种方式建设的防御系统，一旦那台最核心的大型主机出现故障，整个防御系统都将陷入瘫痪，这对国防来说是非常危险的。为了保证美国本土防卫力量和海外防御武装在受到苏联第一次核打击以后仍然具有一定的生存和反击能力，美国国防部认为有必要设计出一种分散的指挥系统，这个系统由一个个分散的指挥点组成，这些指挥点之间不存在相互依赖的关系，当部分指挥点被摧毁后，其他指挥点仍能正常工作，并且这些点之间能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。
阿帕网：“冷战”催生的传奇
1969年，美国高级研究计划署资助建立了一个名为阿帕网的网络，这个网络把位于洛杉矶的加利福尼亚大学（UCLA)、位于圣巴巴拉的加利福尼亚大学分校（UCSB)、斯坦福研究院（SRI)，以及犹他（UTAH)大学的计算机主机连接起来，位于各个节点的大型计算机采用分组交换技术，通过专门的通信交换机和专门的通信线路相互连接。人类历史上第一个由计算机相互连接而形成的网络——阿帕网就这样诞生了。
二、由阿帕网不断扩展的互联网
最早的阿帕网非常原始，传输速度也很慢，但是，阿帕网的四个节点及其连接已经具备网络的基本形态和功能。作为互联网的早期骨干网，阿帕网的实验奠定了互联网存在和发展的基础，较好地解决了异种机网络互联的一系列理论和技术问题。
1．从计算机的连接到网络的互联
阿帕网最初只连接了四台主机，不存在网络与网络互联的问题，但是随着阿帕网项目的不断推进，其成功应用带来了极大的示范效应，美国和欧洲很多政府部门、研究机构和大学都开始尝试建立自己的网络。20世纪70年代，美国的能源部、宇航局、国家科学基金会，甚至学习计算机的学生群体都各自建立了网络，欧洲一些国家的大学也建立了自己的网络。在众多网络纷纷建立的同时，阿帕网项目也在不断研究如何实现网络与网络的相互连接，并取得了非常卓越的进展。1974年，网络与网络相互连接的实验在斯坦福大学、伦敦大学学院和美国BBN公司之间展开，这一实验大获成功，远在英国的伦敦大学学院接入了阿帕网。
2．互联网的共同语言出现
不同的国家、不同的领域、一个国家内不同的地区，纷纷建立了自己的网络。这些网络被称为科研网、校园网、法国网或英国网，如同公侯遍地，操着不同语言，遵循着不同戒条的16世纪的欧洲大陆的不同邦国。如何让它们敞开门扉互相接纳，成为当时各种网络面临的问题。这些网络要想形成统一的互联网，需要一个规范电子设备如何接入、数据如何传输的共同标准。历时十年，在众多各有坚持的网络通信协议中，阿帕的TCP/IP协议最终胜出。TCP/IP协议的发明者温顿·瑟夫（Vinton G.Cerf)和罗伯特·卡恩（Robert Elliot Kahn)被誉为“互联网之父”。
TCP/IP协议不仅成功地连接了不同的网络﹐而且许多应用程序和概念也是完全以TCP/IP协议为基础发展而来，从而让不同的厂商能够忽略硬件结构开发出共同的应用程序，如今天应用广泛的WWW、E-MAIL、FTP、DNS服务等。因此，TCP/IP被称为互联网之魂。IP协议可以让人们在全球互联网中联系任何一台你想要联系到的计算机，让不同的网络在一起工作，让不同网络上的不同计算机一起工作。
互联网之父——温顿·瑟夫、罗伯特·卡恩
温顿·瑟夫，1943年6月23日出生于康涅狄格州纽黑文市。互联网基础协议——TCP/IP协议和互联网架构的联合设计者之一，谷歌全球副总裁，互联网奠基人之一。20世纪70年代，温顿·瑟夫曾经参与互联网的早期开发与建设，并因此获得了“互联网之父”的美誉。
罗伯特·卡恩，1938年生于布鲁克林，美国计算机科学家。卡恩设计出第一个“网络控制协议”(NCP)，并与温顿·瑟夫一起发明了TCP/IP协议。因其在互联网领域的先驱贡献，获得图灵奖，也被称作“互联网之父”。
TCP/IP协议
TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)是互联网最基本的协议、互联网国际互联网络的基础，由传输层的TCP协议和网络层的IP协议组成。TCP/IP定义了电子设备如何连入互联网，以及数据如何在它们之间传输的标准。就像邮政系统寄信过程中需要考虑信件的存储、转发、路径的选择、身份的标识等问题一样，TCP/IP协议成功实现了计算机网络数据包转发过程中的路由选择、目的地址确认、身份标识、存储转发和成功交付等。
三、互联网实现全球互联
进入20世纪80年代后，美国科学家逐步解决了异构网络相互连接的几个关键问题，如传输协议、域名系统、互联网管理的体制等，各个网络逐步开始与阿帕网连接，真正的互联网登上舞台。1983年，美国国防部为了保障军事网络的安全性，把国防专用的网络从阿帕网中分离了出来，剥离了军事网络的阿帕网继续为民用研究服务。1986年，美国国家科学基金会资助的NSFNET正式建成。NSFNET采用了阿帕网的网络技术，但具有更高的通信传输速率，从而成为互联网的另一骨干网络，并逐步取代了阿帕网。阿帕网于1989年被关闭，1990年正式退役。而此时，互联网已经全面跨越国界，从它的发源地美国走向了全世界。根据联合国宽带委员会2015年《宽带状况报告》，发达国家的互联网接入已接近饱和状态，发展中国家也有35%的人可以连接互联网。
1．国际互联网的骨架不断扩展
海底光缆是国际互联网的骨架。光缆的多少，代表着一个国家与互联网联系的紧密程度。深埋在海底的光缆其实是全球化能持续不断发展的重要基础，这些光缆将全世界都联系在一起。由于我们越来越依赖互联网，因此，这些海底光缆每年都在增长，以满足科技发展的需求。据来自华盛顿电信的统计信息，全球海底光缆自1989年以来现已达到发展顶峰，到2014年，海底光缆从155千米迅猛发展到894万千米。各种信息通过海底光缆传递到世界各个角落，就像是信息时代的血液在不停流淌，互联网上几乎95%的信息都要通过布设在国与国之间的50毫米厚的光缆进行传输。
我国台湾南部海域地震致多条海缆中断
2006年受我国台湾地区强震影响，中美海缆、亚太1号等至少6条国际海底通信光缆发生中断，造成我国大陆至台湾地区、美国、欧洲等方向的通信线路大量中断，互联网大面积瘫痪，日本、韩国、新加坡网民均受到影响。这些线路的中断使中国电信到北美、我国台湾地区等方向的互联网电路大量中断，到欧洲、亚太等方向的专线、语音电路部分中断。
2．世界互联网的覆盖情况
虽然20世纪90年代初互联网就已经连接了多个国家的网络，但是资助NSFNET的美国国家科学基金会并不赞成将互联网用于商业或私人用途。由于NSFNET是互联网的骨干网，所以在此限制下，当时互联网的主要作用还只是进行科学研究、教育和新闻传播等。随着1995年美国国家科学基金会正式宣布不再向互联网提供资助，互联网走上了完全商业化的道路，开始了急速扩张，互联网时代成为现实。根据We Are Social公司的报告，至2015年1月，全球活跃互联网用户渗透率是总人口数的42%。在地域分配上，发达国家或地区使用互联网的人数比例普遍较高，互联网普及度基本和国家或地区的经济水平成正比。比较极端的是，百慕大、巴林和冰岛的互联网用户数几乎等同于该国家或地区的人口总数，而朝鲜和南苏丹能使用上互联网的人数不及其总人口数的0.1%。
四、蓬勃发展的互联网
20世纪90年代开始，互联网从教育科研领域走向商业和民众，这得益于万维网的出现和互联网功能的不断扩展。
1．拥抱万维网
在1990年之前，全世界还没人知道“上网冲浪”是怎么一回事。那时，尽管欧洲和美国的计算机都连到了一起，从中国发出的电子邮件到达了大洋彼岸，但界面简陋、命令繁复，是那时互联网应用的特征，使用网络也是有技术背景者的专利。由著名的英国计算机科学家蒂姆·伯纳斯·李在1989年末发明的万维网（World Wide Web, WWW)，让没有技术背景的人可以使用鼠标点击一个个超链接，在互联网无穷无尽的资源里徜徉成为现实。在接下来的时间里，万维网是如此深入普通人生活的方方面面，以至于在很多人心里“3W”就是互联网的全部内容，只要提起“网络”指的就是万维网。
万维网发明者——蒂姆·伯纳斯·李
蒂姆·伯纳斯·李（Tim Berners-Lee)，英国计算机科学家。他是万维网的发明者，麻省理工学院教授。1990年12月25日，罗伯特·卡里奥在CERN和他一起成功通过互联网实现了HTTP代理与服务器的第一次通信。在2012年夏季奥林匹克运动会开幕典礼上，他获得了“万维网发明者”的美誉。
万维网的发明使得世界上任何人都可以利用一台连入互联网的计算机来浏览网页和创建网页。1993年4月30日，万维网对所有人免费开放。在此后二十多年间，万维网迅速发展，成为人类历史上最深远、最广泛的传播媒介。在近两年移动互联网兴起之前，无论是门户网站、博客，还是微博客等社交媒体，无不基于万维网。通过万维网及其衍生功能而联系在一起的人数，远远超过通过面对面交流或其他所有已经存在的媒介的总和所能达到的数目。
万维网（WWW)
WWW是World Wide Web的缩写，中文称为“万维网”“环球网”等，常简称为Web，分为Web客户端和Web服务器程序。WWW可以让Web客户端（常用浏览器)访问浏览Web服务器上的页面。WWW提供丰富的文本和图形、音频、视频等多媒体信息，并将这些内容集合在一起，提供导航功能，使得用户可以方便地在各个页面之间进行浏览。由于WWW内容丰富，浏览方便，目前已经成为互联网最重要的服务。
国际互联网在短短时间内获得巨大进展，得益于支持图形用户界面网页浏览器的出现，使得网页浏览更直观和人性化。美国伊利诺伊大学的国家超级应用软件研究中心（NCSA)在1993年4月推出的Mosaic是第一个可以显示图片的浏览器。随着技术的发展，网页浏览还支持动态的图像传输、声音传输等多媒体功能，这就为网络电话、网络电视、网络会议等提供一种新型、便捷、费用低廉的通信传输基础工具创造了有利条件。
2．互联网从浏览到交互及智能服务
从用户的角度看，Web 1.0就好比是图书馆，你可以把它当作信息来源来使用，但无法以任何方式来添加和改动信息。在这个时代，各门户网站大放异彩。在Web 2.0时代，用户可以和其他用户建立联系，Web提供了获得信息并高效共享内容的方法。Web 3.0更具有社会化倾向，即时聊天软件中的记录会自动按照通信人的重要性进行排序。当需要旅行时，Web 3.0服务器就会告诉你朋友圈中谁去过当地。这些都是Web 3.0自动筛选人际关系实现搜索的例子。通过Web 3.0，用户可以获得一个贴身的私人助理，让工作和生活更加轻松。
3．互联网从固定到移动
2007年问世的苹果iPhone，改变了人类计算的模式，开启了移动互联网的新时代。比如iPhone内置的Safari浏览器，第一次给移动设备带来了和计算机一样的上网体验。多点触摸使智能手机彻底告别了键盘和鼠标，后来出现的App Store，给软件开发者提供了产品销售的一个巨大市场，触摸的人机交流方式让冰冷的金属拥有了温暖的人性。根据We Are Social公司的报告，截至2015年1月，全球接入互联网的移动设备总数超过70亿台，而这70多亿台移动设备中活跃的约为36亿台，智能手机占接入互联网移动设备总数的38%。
4．互联网推动下的网络企业
2004年的一天，宝洁公司的几个年轻人提议，在品客薯片上印制图案来刺激消费兴趣。这个点子得到一致认可。但怎么能保证把图形印到薯片上，仍然无损薯片的完整呢？时任宝洁CEO的雷富礼认为，现在到处都有发明家，为什么不把实验室延伸到他们的身边呢？于是宝洁将难题送上网络平台，它的新时代便来临了。这就是典型的“众包”，是一种非常特殊的外包形式。比如，我们在公开平台发出一个求助邀请，我们可以把它放在一个网站上，最终，我们将得到一群人的关注，他们会提交对于邀请的反馈。通过聚合这些不同的反馈，我们的产品就能得到极大的优化。当我们把需求发布给一些个人的时候，他们就会把这个需求传递给他们认识的其他人。据相关研究预测，如果我们要把需求散播给全球的100万人，互联网是唯一能在一周之内达到这种效果的手段。
“创客”一词来源于英文单词Maker，是指出于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人，包括创意者、设计者和实施者。他们聚集到一起，相互协调，发挥自己的特长，就会爆发巨大的创新活力。2013年，小米公司成为人类历史上成长最快的百亿美元企业之一。他们把自己的想法放在了网络上，不厌其烦地询问客户想要一款怎样的手机、希望自己的手机拥有怎样的配置、最渴望智能终端上哪一款应用等。关于小米手机的畅想，迅速汇聚成拥有1.8亿帖子的专门论坛，被称为“米粉”的发烧友就多达60万人。他们既是小米的消费者，也是小米的设计者，同时还是小米市场扩张的推动者。
5．下一代互联网
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》中提出：拓展网络经济空间，实施“互联网+”行动计划，完善电信普遍服务机制，开展网络提速降费行动，超前布局下一代互联网。
下一代互联网是指不同于现在互联网的新一代互联网。它使用的是IPv6地址协议，采用128位编码方式，这就使得互联网地址资源非常充足，任何一个电器都可能成为一个网络终端。“逐渐停止IPv4，全面部署IPv6，开始使用21世纪的互联网。”这是全球互联网之父温顿·瑟夫的呼吁，也是全球下一代互联网发展的趋势。
IP地址匮乏危机提前到来，IPv6成救命绳
IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，由于IPv4地址资源的不足，IPv6是IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组)设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4)的下一代IP协议。其资源几乎是无穷的，因此，就有了“让世界每一粒沙子都有一个IP地址”的比喻。
20世纪末以来，欧美日韩等发达国家相继启动了下一代互联网研究和试验计划，力求在新一轮产业技术和国家经济竞争中占据主动。中国下一代互联网示范工程（CNGI)项目是由国家发展和改革委员会主导，中国工程院、科技部、教育部、中科院等八部委联合于2003年酝酿并启动的，已经开展了大规模的基于下一代互联网的应用研究，如视频监控、环境监测等，并服务于北京奥运，开通了基于IPv6的奥运官方网站。依托六大核心网，先后布置了与产业化相关的项目103项。在这方面，中国已经走在前边。未来五年，互联网将改变很多传统制造业的生产方式，直接成为产业生态链的重要组成部分。