互联网的技术内涵

那现在我们来打开互联网的内部,来看一看互联网内部的结构是什么样子。我相信大家理解了互联网的内部结构,对互联网形成连接这样一个概念也会有更深刻的体会。

互联网指的是通过TCP/IP协议族相互连接在一起的计算机的网络。TCP是Transmission Control Protocol,传输控制协议;IP是Internet Protocol,网际协议。TCP/IP协议族是一个网络通讯模型,是当前互联网通讯的基础架构。

IP用来去识别网络上的一台计算机。计算机要连接到一起相互通信,首先需要知道连接的目标计算机,而IP就能标识一台计算机。做一个类比,我们人跟人之间也需要建立连接才能交流,在一群人中说话,首先喊出一个人的名字,他就知道你在跟他说话了。IP就是计算机的名字。

TCP是计算机之间控制传输信息的协议,同样的类比,就是人与人之间沟通的语言和方式。一个不会外语的中国人跟一个美国人交流是无效的,就跟好像一台计算机发送目标计算机无法识别的数据包。能够识别出网络上的计算机,同时也能以相互理解的方式进行通讯,这样计算机就可以连接到一起了。

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互联网的发展历史

接下来我们回顾一下互联网的发展过程。战争往往是科技发展的原动力互联网也不例外。互联网诞生于冷战时期,美国国防部研制的APANET是互联网的原型,那时主要用来传递战争情报的。这个时期分组交换技术得到了发展,分组交换的意思就是完整的数据如何拆分成一个个数据包分开传输,接收之后就重新组装的技术。

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1973年TCP/IP协议实际上就已经提出来了,在TCP的基础之上已经有了FTP这样的应用协议。那时挪威和英国的计算机其实已经能够跟美国的计算机进行通信了,已经有互联网的概念了。到了1982年,TCP/IP协议被标准化了,Internet的概念被正式提出来了。提出互联网概念这两个人,一个叫Vint Cerf,一个叫Robert Kahn,这两个人也因此被誉为这个互联网之父。2004他们获得了叫计算机界的诺贝尔奖叫图灵奖,这是计算机界能够获得的最高的终生荣誉。Vint Cerf现在依然是Google的互联网首席科学家。

随后美国自然科学基金会建立了各个大学之间的高速传播的网络。如果把互联网想成是一棵大树,那当时美国各个大学之间建立的主干网络,就形成了最重要的几个核心主枝干。后面越来越多的子网或者其他的网络,逐渐的连到这个主干上,而形成我们今天整个全球化的互联网。

Web的诞生

1990年的时候出现了World-Wide-Web,万维网,就是现在简称的Web。大家注意一下这个词,以及它在这张图中的位置。在这个词出现之前,在这张图中都是冷冰冰的技术术语,很多术语非计算机专业的同学可能都没有听过。但是在这个World-Wide-Web出现之后,图中的很多词语都耳熟能详了吧,比如Yahoo、Google和Facebook,这都是互联网发展历史上里程碑式的伟大企业。

在TCP/IP协议上传输信息的方式很早就出现了,比如FTP就是通过TCP/IP传输文件的方式。为什么万维网会带来这么神奇的效应呢?因为它第一次带来了一种叫做超媒体(Hypermedia)的内容形态。超媒体可以在TCP/IP协议之上的传输,可以包含文字、音频、视频,同时可以相互链接,是一种全新的信息表达方式。

万维网是由欧洲粒子研究中心的科学家博纳斯.李发明的。他也是互联网发展历程中里程碑式的人物。他设计了这样一套支撑万维网的一整套体系。其实严格来说,中国商业上的互联网报道,严格意义上指的其实都是Web,即万维网。比如大家可能听过这样的故事,说马云在1995年的时候,在美国看到了互联网,所以回国创办了阿里巴巴,那个时候他们做的是中国黄页。其实更准确地说,马云看到的是是万维网。从技术上理解,中国黄页就是将企业信息描述成为超媒体(就是HTML文件),让所有人都能访问到。

Web最早只是一种静态信息的发布媒介,就是我们访问到的网页都是事先写好的固定信息。在发展过程中,逐渐可以用来实现动态的功能。即通过浏览器不仅仅能够看静态的信息,还是使用动态的业务功能。1994年诞生的Amazon就是一个电子商务网站。Web不管在商业还是在技术上都发展极其迅速。以至于2001年甚至出现了.com泡沫,那个时候只要企业弄一个.com的网站就被认为是一个高科技企业。一个.com网站,从技术上来看,就是万维网这个超过规模的分布式系统中的一个小节点。

所以万维网的出现之后,真正的改变普通人生活的各类网络应用才开始不断涌现。这张图应该是2013年制作的,如果这两年来画这张图,应该可以看到Uber和Airbnb这样互联网企业了。

Web的技术内涵

万维网最早其实就是一帮科学家在玩,他们希望通过互联网来传送实验数据。因此发明了描述信息、定位信息和传输信息的一整套技术体系。

万维网从技术内涵上怎么来理解呢?首先它是运行在互联网上的,是一个TCP/IP协议之上的应用协议,它是一种超文本文档相互链接形成的一种超大规模的分布式系统。

这里需要了解一下三个术语:HTTP超文本传输协议、HTML超文本语言和URL统一资源定位服务。虽然是技术术语,但是在我们每天的上网过程中都能看到它们的痕迹。

  • 今天你们经常听到Html5,比如微信的HTML5页面,HTML5游戏等。HTML是从1.0版本开始的,有一个叫W3C的标准化组织,逐步在维护这样一套HTML语言的标准,一直演化到今天的HTML5。HTML的作用是描述超文本文档。比如说我们希望有一个东西展示给用户,你需要用HTML表达出来,这样才能放到万维网上让别人浏览。
  • URL可以理解为网址,就是我们在浏览器中输入的一个字符串。它用来定位超文本文档,URL协议定义了Web上如何标识出一个网页,即超文本文档。这跟IP协议如何标识出一台计算机的意义是相似的。
  • 我们在浏览器中输入网址,会看到网址前面都有一个“http”,这指的就是一种HTTP协议。HTTP协议定义了如何与超文本交互,信息通过超文本文档描述好了,也可以定位到了,接下来就需要通过HTTP协议去访问。HTTP协议定义了一套与网页交互的工作,我们不去细究,我们只需知道这是获取信息的一种协议,浏览器会把我们的各种动作翻译成HTTP协议相关动作与Web服务器进行交互,并且将得到的超文本文档渲染成可读的内容让我们方便浏览。我们所谓的“连接”在技术层面都时这些协议在默默地发挥着基础设施的作用。这就是万维网的一个基本原理。

访问一个网页时发生了什么?

基于对这三个协议的理解,我们来重新审核在浏览器中访问一个Web页面的过程。

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在移动端和PC端都可以访问网页,比如我们去访问Google的页面,google.com网址就是符合URL规范的网址。浏览器看到这个网址,首先去查询DNS(Domain Naming Service)服务器,DNS服务器会将网址转换为IP地址。万维网是运行在TCP/IP协议之上的,所以首先需要知道Web服务器的IP地址,DNS帮我们做了这件事情。

有了IP地址,浏览器就可以基于HTTP协议,向远程的Web服务器发送请求了。而Google的Web服务器就能够接收到这样的请求,收到这样的请求之后,它就会调用后端的一系列功能并且最终组装出HTML页面,通过HTTP协议返回给浏览器。浏览器把返回的HTML文本渲染成为一个美观而且可读的页面,这就是在浏览器中看到Google的页面了。这整个过程是在TCP/IP协议之上完成的,Web请求和Web响应都会安装TCP协议要求的方式进行打包和传输。

小节

所以总结一下,互联网通过TCP/IP协议把计算机连接到了一起;而叫万维网是运行在互联网之上,基于HTML、URL和HTTP这三个协议进一步把计算机上的信息资源连接到一起。因为从计算机的连接扩展到了信息的连接,互联网这个基础设施的深度和广度得到了巨大的扩展。

其实无论是技术的发展和人类社会的发展,都可以找到这样一种基础设施不断地层垒式发展的规律。我们刚刚说到微信这样一个超级App都已经成为新一代的基础设施了,因为它在信息连接的基础之上更深入的把人把服务都连接进来了,人们可以利用微信的开放平台更快地延展我们信息和服务到达的深度和广度。我们同学们创新的一种可能就是在一个很小的垂直领域,基于既有技术基础,同时技术或者模式创新去延展信息达到的范围和扩大信息获取的效率。

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