
互联网的起源:改变一切的网络是如何诞生的
互联网的起源可追溯至1969年——而非核战恐惧。阿帕网最初是为了共享计算资源而建,第一条发送的信息仅有两个字母:LO。
1969年10月29日晚,加州大学洛杉矶分校的一名程序员查理·克莱恩坐在终端前,敲下了L、O、G、I、N几个字母。他正尝试连接到560公里外斯坦福研究所的一台计算机。通话另一端,斯坦福研究所的比尔·杜瓦尔确认,克莱恩每敲下一个字符,他都能看到它到达。可是敲到字母G时,斯坦福研究所的那台机器崩溃了。
后来演变成互联网的这项技术,最初传输的第一条消息就是“LO”。
对于一项发展史上向来充满碰撞多于设计、其起源故事又被几十年的神话、彼此争夺首创之功的说法以及事后被无限拔高的叙事所掩埋的技术来说,这样一个带着几分意外色彩的开端,倒也十分贴切。
引发这一切的问题
在1960年代初,计算能力稀缺、昂贵,且受地理限制。一所大学或一个研究实验室可能只有一台造价数百万美元的大型主机,研究人员需要提前预约使用时间。如果你身处麻省理工学院,却需要运行一项只有斯坦福大学那台机器才能高效完成的计算,你的选择很有限:要么亲自跑一趟,要么邮寄磁带,要么干脆放弃。
美国国防部高级研究计划局(ARPA,后来的DARPA)资助了遍布全美的一批研究实验室和大学,对这种低效状况深有体会。1966年,ARPA的项目经理鲍勃·泰勒在办公室里用三台独立的终端分别连接三处不同地点的三台计算机之后,提议建立一个网络,让研究人员能够远程共享计算资源。泰勒仅用了大约二十分钟的一次会谈就争取到了资金。由此诞生的项目便是阿帕网。
阿帕网是为在核战中幸存而设计的这一流行说法,其实是一种部分混淆。保罗·巴兰1964年在兰德公司工作时,独立设计出一种理论上的分布式通信网络,其动机确实明确指向核战生存能力。巴兰提出的分组交换概念——将信息拆分成一个个独立的小单元,各自在网络中寻找路径,并在目的地重新组装——极具洞见,影响深远。但巴兰在兰德公司设计的网络从未真正建成。阿帕网借用了他的概念框架,但其机构使命是资源共享,而非生存能力。
英国国家物理实验室的唐纳德·戴维斯于1965年独立提出了分组交换的思想,而“分组交换”这个名称本身也正是来自戴维斯而非巴兰。两人分别在大西洋两岸平行研究,直到1966年才知道对方的工作。这种同一问题在不同地点催生出相同解法的独立同步发明现象,是互联网历史中反复出现的一种模式。
建设阿帕网
1968年,阿帕网的实体建设工作被外包给了位于马萨诸塞州剑桥的咨询公司博尔特、贝拉尼克与纽曼公司(BBN)。BBN建造了接口报文处理机——这是一种专用小型计算机,后来被简称为节点或路由器,负责管理每个接入站点的流量。
最初的四个节点分别是加州大学洛杉矶分校、斯坦福研究所、加州大学圣塔芭芭拉分校和犹他大学,它们于1969年末实现连接。到1969年12月,四个节点全部投入运行并实现通信。到1971年,已有十五个站点接入网络。到1973年,网络扩展到包括英国和挪威的节点,第一次实现了国际化。
这项技术确实奏效了。信息被拆分成数据包,各自沿着可用的路径独立传输,并在目的地正确重新组装。网络能够在无需人工干预的情况下绕过断开的连接。巴兰的理论洞见在实践中得到了验证。
但阿帕网仍然是一个单一网络,使用单一的协议体系,而1969年制定的协议并未预料到网络会发展壮大到超出几十个研究节点的规模。随着阿帕网的扩张,以及采用不同协议的其他网络陆续出现,一个问题浮现了:这些网络彼此之间无法通信。它们各自是一座座孤岛。
TCP/IP:让一切合而为一的语言
1974年5月,文特·瑟夫和鲍勃·卡恩发表了一篇题为《分组网络互连协议》的论文。文中描述了一套名为传输控制协议的系统,后来分拆为两个独立协议:TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。这篇论文技术细节密集,凡是读过的人都立刻意识到它意义重大。
TCP/IP提供了一种通用语言,让任何计算机网络都能够与其他网络通信,无论其底层架构如何。运行TCP/IP的网络,按照定义就成了互联网——即“网络的网络”——的一部分。没有任何单一实体拥有它,也没有中央计算机控制它。每个网络都可以独立建设和管理,只要它使用TCP/IP,就属于同一个体系。
从旧的阿帕网协议向TCP/IP的过渡并非渐进式的。1983年1月1日,阿帕网上的每一台机器都被要求同时切换到TCP/IP。这一天在技术圈内被称为“旗帜日”。未能完成切换的网络被断开连接,完成切换的网络则第一次真正成为了可以合理称之为“互联网”的一部分。
电子邮件与“@”符号
在BBN工作的雷·汤姆林森于1971年通过阿帕网发送了第一封电子邮件。他需要一种方式,将信息发送给特定计算机上的特定用户。当时在打字机键盘上几乎无人使用的“@”符号成了他的解决方案:用户名@计算机名。这个选择近乎随意——汤姆林森后来说,他选“@”部分是因为键盘上有这个符号,而且不太可能出现在任何人的名字里。
汤姆林森发送的第一封电子邮件,是在同一个房间里两台相邻的计算机之间传输的,只是借道阿帕网中转。他后来说自己已经不记得那封邮件写了什么。到1973年,电子邮件已占阿帕网全部流量的大约75%。这个为共享资源而设计的网络,在开通之后几乎立刻就被一种新的主要用途所占据。
域名系统
到1980年代初,将数字IP地址映射为便于人类记忆的名称这一做法开始难以为继。所有主机名及其对应地址的主列表被保存在一个名为HOSTS.TXT的文件中,由斯坦福研究所维护,并定期分发给网络上的每一台计算机。随着网络的扩张,这个文件已变得无法管理。更新它需要中央协调,成了一个瓶颈,而且注定无法随着网络规模扩展。
南加州大学信息科学研究所的保罗·莫卡佩特里斯于1983年发布了域名系统的设计方案。DNS创建了一个层级化、分布式的域名数据库,任何DNS服务器都可以查询,不再需要单一的中央文件,系统能够自动在网络中传播更新。如今人们熟悉的网址结构——以.com、.org、.edu等后缀结尾——正是源自莫卡佩特里斯的这一设计。
蒂姆·伯纳斯-李与万维网
到1980年代末,互联网已经作为一个可正常运行的全球网络存在。物理学家、研究人员和政府机构都在用它收发邮件、传输文件、进行远程计算。但它缺少一套能让非专业人士也能浏览、并以某种方式组织和链接文档的系统。
在日内瓦欧洲核子研究组织工作的英国物理学家蒂姆·伯纳斯-李于1989年3月提交了一份提案,题为《信息管理:一项提案》。他的上司在提案封面上写下“模糊但令人兴奋”几个字,随后退回给他。伯纳斯-李花了两年时间完善这一构想,并于1991年部署了万维网的第一个版本:一套通过URL(统一资源定位符)相互链接的超文本文档系统,可借助一种名为HTTP的协议在互联网上传输,并通过一种称为浏览器的软件客户端读取。
历史上第一个网站于1991年8月6日正式上线,内容讲述的是万维网项目本身,如今它仍然在线。
伯纳斯-李做出了一个决定,从而塑造了万维网日后的走向:他和欧洲核子研究组织明确拒绝为万维网的核心技术申请专利,也不收取任何版税。这些协议是开放的,任何人都可以在无需许可或付费的情况下用它们搭建网络服务器、浏览器或网站。万维网也因此迅速扩散开来。
第一款图形浏览器Mosaic由国家超级计算应用中心于1993年发布。网站数量在一年内从几十个增长到数万个。到1995年,商业互联网服务提供商已经开始向消费者提供拨号上网服务。互联网就此挣脱了研究群体的边界。
被误记的历史
大众流传的互联网起源故事,把好几件本来分别发生的事情混为一谈。阿帕网与核战生存能力的叙事,其实属于保罗·巴兰在兰德公司的理论工作,而不属于阿帕网自身的实际机构历史。万维网和互联网并非同一件事,将两者混淆的说法低估了那二十年为万维网诞生铺路的技术基础建设。单一发明者的叙事更是彻底站不住脚:没有任何一个版本的“单一发明人”说法能与历史记录相符。
历史真正展现的是一系列彼此独立的问题,各自被独立解决,而这些解决方案又以谁都没有完全预料到的方式彼此兼容。分组交换、TCP/IP、电子邮件、DNS以及万维网,每一项在被发明之初都是为了解决具体而有限的问题。它们在诞生之时,看起来一点也不像是终将把地球上大多数人连接起来的同一个系统的组成部分。
第一条消息是“LO”。系统在“LOGIN”发送完成之前就崩溃了。下一次尝试成功了。这种模式此后一直延续至今。若想了解其他常被误解的技术起源,请参阅我们关于印刷机的起源和时钟的起源的文章。
快速解答
关于本话题的常见问题
谁发明了互联网?
没有任何一个人发明了互联网。分组交换这一基础概念由保罗·巴兰于1964年在兰德公司独立提出,唐纳德·戴维斯也于1965年在英国国家物理实验室独立提出。第一个分组交换网络阿帕网由美国国防部高级研究计划局建成,于1969年正式运行。定义现代互联网的协议TCP/IP由文特·瑟夫和鲍勃·卡恩设计,于1974年发布。蒂姆·伯纳斯-李于1989年发明了万维网,这与互联网本身是两回事。
阿帕网真的是为了在核战中幸存而设计的吗?
这是一个流行的误解。阿帕网由美国国防部高级研究计划局出资建设,而保罗·巴兰在兰德公司进行的另一项独立研究,其部分动机确实是核战生存能力。但阿帕网本身的设计主要是为了让不同大学的研究人员共享计算资源,因为这些资源在1960年代极其昂贵。核战叙事是后来才出现的,部分原因是兰德公司的文件在大众记忆中与阿帕网被混为一谈。
互联网上发送的第一条消息是什么?
阿帕网上传输的第一条消息发送于1969年10月29日,从加州大学洛杉矶分校的一台计算机发往斯坦福研究所(SRI)的一台计算机。原本想发送的信息是“login”(登录),但系统在发出前两个字母后崩溃了。因此,互联网上成功传输的第一条消息其实是“lo”。当时加州大学洛杉矶分校的查理·克莱恩和斯坦福研究所的比尔·杜瓦尔正通过电话进行沟通。
互联网和万维网有什么区别?
互联网是使用TCP/IP协议进行通信的全球互联计算机网络,承载着电子邮件、文件传输、视频通话等多种数据。万维网则是运行在互联网之上的超链接文档系统,由蒂姆·伯纳斯-李于1989年至1991年间在欧洲核子研究组织(CERN)发明。大多数人所说的“互联网”通常指的是万维网,但实际上互联网在万维网诞生之前已经存在了二十年。


