互联网史

一、冷战孕育的网络思想

1957 年 10 月 4 日,苏联把斯普特尼克一号卫星送入轨道,美国朝野震动——对手不仅领先进入太空,还意味着其火箭能把弹头投到美国本土。1958 年 2 月,美国国防部成立高级研究计划局(ARPA),使命只有一条:不再让美国在技术上被突袭。

1960 年 3 月,心理学家出身的计算机科学家 J.C.R. 利克莱德(J.C.R. Licklider,1915—1990)发表《人机共生》,预言人与计算机将形成前所未有的紧密协作。1962 年 10 月他出任 ARPA 信息处理技术办公室(IPTO)首任主任,次年 4 月在一封致同事的备忘录中描绘了"银河计算机网络":把全美的计算机连成一体,任何人都能从任何终端调用任何数据和程序。这就是互联网的第一次概念陈述。

军事需求同样真切:核时代的指挥通信网一旦中心被摧毁就会整体瘫痪。兰德公司的保罗·巴兰(Paul Baran,1926—2011)在 1960—1964 年间写成 11 卷《论分布式通信》:网络没有中心,报文被切成小块,每块独立选择路径、到达终点后重组——即使部分节点被毁,信息仍能绕道送达。几乎同时,英国国家物理实验室的唐纳德·戴维斯(Donald Davies,1924—2000)独立提出同样的构想,并给它起了沿用至今的名字:分组交换(packet switching)。麻省理工的伦纳德·克莱因罗克(Leonard Kleinrock)则用排队论为分组交换奠定了数学基础。三条互不知晓的线索,在 ARPA 的桌面上交汇。

二、ARPANET:四个节点的开端

1966 年,拉里·罗伯茨接任 IPTO 主任,1967 年提出 ARPANET 建设计划。1968 年 12 月,波士顿的 BBN 公司中标建造网络的关键设备"接口报文处理机"(IMP)——用军规加固的霍尼韦尔 DDP-516 小型机改装,每台有冰箱大小、重约 400 公斤,负责把各主机的报文切碎、路由、重组。让专门的小机器干通信的活,主机专心计算——这个"子网"分工思想是 ARPANET 最精巧的设计之一。

1969 年 10 月 29 日晚 10 点半,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究生查理·克莱恩坐在终端前,准备向 560 公里外斯坦福研究院(SRI)的主机发送 “LOGIN”。他敲出 L,电话那头的同事确认收到;敲出 O,收到;敲出 G——系统崩溃。一小时后修复,LOGIN 完整送达。人类第一条网络报文就这样以 “LO” 收场,当晚日志上这行记录被后人戏称为互联网对世界的问候(“Lo and behold”,意为"你瞧")。

到 1969 年底,ARPANET 有了四个节点:UCLA、SRI、加州大学圣巴巴拉分校和犹他大学。1971 年节点增至 15 个;1972 年 10 月在华盛顿的国际计算机通信大会上,ARPANET 第一次公开演示,数十台终端同时接入,整个计算机界第一次亲眼看见"网络"可以像电话网一样可靠工作。

真正让网络活起来的应用却在意料之外。1971 年,BBN 工程师雷·汤姆林森(Ray Tomlinson)把单机上的留言程序改造成跨机发送的电子邮件,并选定键盘上那个冷门符号 @ 来分隔用户名与主机名。到 1973 年,ARPA 的一项内部研究发现:电子邮件已占 ARPANET 全部流量的 75%。网络的杀手级应用不是科学家们设想的远程计算,而是人与人之间的通信——这个规律此后一再重演。

同一时期,各种实验网络遍地开花:1971 年夏威夷大学的 ALOHAnet 用无线电分组交换连接起散布在各岛屿的校区,其随机接入思想后来直接催生了以太网;1973 年,施乐帕克研究中心的梅特卡夫画下以太网草图,局域网从此有了标准形态;法国的 CYCLADES 则验证了"主机负责一切、网络只负责投递"的极简哲学。1979 年,杜克大学与北卡大学的两名研究生用拨号电话线建起 Usenet 新闻组网络——全球第一个不由任何机构控制的公共讨论空间。

三、TCP/IP:互联网的诞生

ARPANET 只是"一张网",而卫星网、车载分组无线电网各自为政、互不联通。1973 年,温顿·瑟夫(Vint Cerf)与鲍勃·卡恩(Bob Kahn)着手设计一种把不同网络缝合在一起的协议,1974 年 5 月发表论文《分组网络互连协议》,首次提出 TCP。1977 年 11 月 22 日,一辆厢式货车载着移动终端在旧金山湾区行驶,报文经分组无线电网跳入 ARPANET,再经卫星网越过大西洋到达伦敦后折返——三大异构网络首次互联互通。

1978 年,TCP 被拆分为两层:IP 负责"尽力而为"地把分组送达,不保证可靠;TCP 在 IP 之上负责确认、重传与排序,把不可靠的信道变成可靠的管道。分工的哲学极其深刻:核心网络保持简单,智能放在边缘的主机。第四版协议(TCP/IPv4)于 1981 年以 RFC 791 和 RFC 793 定稿,沿用至今。

1983 年 1 月 1 日,ARPANET 全体主机关闭旧协议 NCP、强制切换到 TCP/IP,史称"旗日"(Flag Day)。这一天被公认为互联网(Internet)的生日——此前只有阿帕网,此后才有"网络的网络"。瑟夫与卡恩因此共享 2004 年图灵奖,并被并称为"互联网之父"。同年,军用流量从 ARPANET 中拆分出去成立 MILNET,科研网络开始为公众让路;1990 年,完成历史使命的 ARPANET 正式退役,节点移交各大学与研究机构。

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主机越来越多,靠人工维护一份主机名与地址对照表(HOSTS.TXT)难以为继。1983 年,保罗·莫卡派乔斯(Paul Mockapetris)设计了分布式的域名系统 DNS;1985 年 3 月 15 日,symbolics.com 成为历史上第一个注册的域名。互联网主机数 1984 年突破 1000 台,1987 年突破 1 万台,1989 年突破 10 万台,1992 年突破 100 万台——指数曲线开始起飞。1985 年,美国国家科学基金会建起 NSFNET 连接五大超级计算中心,主干带宽从 56 千比特/秒升级到 1988 年的 T1(1.5 兆)再到 1992 年的 T3(45 兆),大学与科研机构纷纷接入。1991 年,国会解除 NSFNET 的商用禁令,商业流量第一次获得合法身份。1995 年 4 月 30 日,NSFNET 主干网退役,骨干网全面交给商业公司运营——互联网正式走出象牙塔。

四、万维网:伯纳斯-李的礼物

1989 年 3 月,欧洲核子研究中心(CERN)的英国工程师蒂姆·伯纳斯-李(Tim Berners-Lee,1955—)提交了一份内部备忘录《信息管理:一个提案》。CERN 有上万名物理学家散布全球,论文、数据与程序彼此隔离,他提议用"超文本"把一切链接起来:任何文档中的任何词都可以指向另一份文档,点一下就跳过去。主管迈克·森德尔在提案封面上批了一行字:“模糊,但令人兴奋”(Vague but exciting),放行了这个项目。

1990 年底,伯纳斯-李在一台 NeXT 工作站上写出了万维网的全部基石:超文本标记语言 HTML(1991 年 11 月的首版只有 18 个标签)、统一资源定位符 URL、超文本传输协议 HTTP,外加世界上第一个浏览器兼编辑器 WorldWideWeb 和第一台 Web 服务器 info.cern.ch。1991 年 8 月 6 日,他在 alt.hypertext 新闻组发帖介绍这个项目——万维网正式向全世界开放。

决定性的一步发生在 1993 年 4 月 30 日:CERN 正式宣布万维网技术对所有人永久免费,放弃一切专利与版税主张。同一时期,明尼苏达大学的 Gopher 协议因校方考虑收费而人气骤落——一进一退之间,Web 赢下了互联网应用之争。增长是爆炸式的:1993 年 6 月全球网站约 130 个,年底 623 个,1994 年突破 1 万个。伯纳斯-李 1994 年创立万维网联盟(W3C)守护开放标准,2016 年获图灵奖。他本可以凭这项发明成为亿万富翁,却选择让它属于全人类。

五、浏览器大战与泡沫洗礼

1993 年 1 月,伊利诺伊大学国家超级计算应用中心(NCSA)的研究生马克·安德森(Marc Andreessen)与埃里克·比纳发布了 Mosaic 浏览器:第一次把图片直接嵌进网页,第一次用鼠标点击链接——网页从灰底的文档变成了画报。全球网站数量从 1993 年年中的约 130 个暴涨到 1996 年的 60 多万个。

1994 年,安德森与硅谷图形公司(SGI)创始人吉姆·克拉克创办网景(Netscape),12 月发布 Navigator 浏览器,几个月内拿下八成市场。同一年,斯坦福的两名博士生杨致远与大卫·费罗把手工整理的网站目录做成了"雅虎"(Yahoo!)——门户时代开场。1995 年 8 月 9 日网景上市:发行价 28 美元,开盘冲到 71 美元,盘中最高约 75 美元,收盘 58.25 美元——一家成立 16 个月、尚未盈利的公司市值超过 20 亿美元。华尔街第一次为互联网疯狂,“互联网时代"由此得名。

微软一度看走了眼,随即调转船头:1995 年 8 月 24 日随 Windows 95 捆绑 IE 浏览器,凭借操作系统的渠道优势三年逆转战局。网景 1998 年 1 月宣布开源浏览器代码(Mozilla 计划,Firefox 的火种),同年 11 月同意被美国在线以 42 亿美元股票收购。美国司法部 1998 年起诉微软垄断,2000 年初审判决拆分公司,上诉后和解——但 IE 的份额在 2003 年一度超过 95%,第一次浏览器大战尘埃落定。战争并未真正结束:2004 年 Firefox 从网景的灰烬中崛起,2008 年谷歌 Chrome 携 V8 引擎入场,把浏览器性能战争再次推向白热化——今天 Chrome 一家占据全球约三分之二的份额,而它的内核衍生出的 Edge 与无数国产浏览器,早已取代 IE 成为新的"默认”。

那时的上网体验今天看来近乎原始:拨号调制解调器尖叫着握手,56K 的带宽打开一张图片要逐行显示;AOL 的光盘塞满信箱,“包月 20 小时"是标准套餐。中国触网始于 1987 年 9 月 20 日发出的第一封电子邮件——“越过长城,走向世界”;1994 年 4 月,一条 64K 国际专线让中国全功能接入互联网。十五年后,中国网民规模跃居世界第一。

资本的狂热终究要清算。纳斯达克指数 2000 年 3 月 10 日见顶 5048 点,2002 年 10 月 9 日跌至 1114 点,蒸发近八成;宠物用品网站 pets.com 上市 268 天即告破产,电信巨头世通 2002 年破产创下当时美国纪录。但泡沫的废墟上站着幸存者:1994 年贝索斯在车库里创立亚马逊,1995 年 7 月卖出第一本书;1995 年创立的 eBay 把跳蚤市场搬上线;1998 年 9 月,斯坦福博士生拉里·佩奇与谢尔盖·布林创立谷歌,用 PageRank 算法把搜索做成了互联网的入口。泡沫期铺设的光纤和培养的用户,成为下一轮增长的免费地基——2004 年,Facebook 在哈佛宿舍上线,“Web 2.0"时代接棒。

泡沫破裂后,互联网的第二波以"用户创造内容"为旗:2004 年 Facebook 在哈佛宿舍上线,2005 年 YouTube 让每个人都能开设自己的"电视台”,2006 年 Twitter 把新闻压缩进 140 个字符——“Web 2.0"时代到来,普通人从信息的消费者变成生产者,社交网络成为新的流量入口。

六、移动互联网:装进口袋的互联网

手机上网的第一次预演来自日本。1999 年 2 月,NTT DoCoMo 推出 i-mode:包月移动上网,邮件、新闻、天气一键直达,两年收获 2000 万用户。2002 年的黑莓 5810 把手机和邮件绑在一起,让商务人士成瘾到被称为"CrackBerry”。但它们的屏幕太小、网页是阉割版,移动互联网还只是桌面互联网的影子。

2007 年 1 月 9 日,乔布斯在旧金山发布 iPhone:“一个 iPod、一部电话、一个互联网通信器——这不是三台设备,这是一台设备。“没有实体键盘、多点触控、完整桌面级浏览器,2007 年 6 月 29 日上市。2008 年 7 月 10 日 App Store 开张,首发 500 个应用,首周末下载量 1000 万次——软件的分发方式从此改写,一个百万量级的开发者产业由此诞生。2008 年 10 月,谷歌 Android 的首款机型 T-Mobile G1 上市(179 美元),两大移动生态长达十五年的竞赛就此开场。手机不再只是通信工具:支付、打车、外卖、短视频、社交——在中国的微信与支付宝等超级应用上,一部手机几乎就是全部生活。

网络代际同步演进:3G(2001 年 10 月日本全球首发 WCDMA 商用)让手机真正能上网,4G LTE(2009 年 12 月斯德哥尔摩与奥斯陆全球首发)让手机流畅看视频,5G(2019 年 4 月韩国全球率先商用)把时延压到毫秒级。固定网络同样在提速:1990 年代末 ADSL 让电话线跑出兆比特级带宽,光纤到户随后铺开;1997 年问世的 802.11 标准与 1999 年成立的 WiFi 联盟,让"无线上网"从实验室走进咖啡馆与客厅。2016 年,全球移动端网页流量首次超过桌面端——互联网的重心彻底移到了掌心。

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七、连接全球:规模与反思

数字勾勒出这场革命的轮廓:1995 年全球网民约 1600 万,占总人口 0.4%;2005 年突破 10 亿;2015 年突破 30 亿;2023 年达到约 54 亿,占全球人口的 67%(国际电信联盟数据)。约 99% 的洲际数据流量走海底光缆,全球在役海缆超过 500 条、总长约 140 万公里——而 1988 年第一条跨大西洋光缆 TAT-8 的总容量只有 280 兆比特/秒,不够今天一个小区晚高峰的视频流量。全球注册域名超过 3.5 亿个,数据中心消耗的电力已占全球用电量的 1%—2%。

互联网重塑了几乎一切:2023 年电子商务约占全球零售额的五分之一;新闻、音乐、影视的发行被彻底改写;亚马逊 2006 年推出的云服务把计算能力变成像水电一样按需取用,催生了整个"云计算"产业;政治动员与舆论战移师线上,俄乌冲突中卫星互联网星链甚至直接影响了战场通信。1969 年的 4 个节点,五十四年后长成了包裹地球的基础设施。

阿帕网之父们的初心是共享计算资源,伯纳斯-李的初心是共享知识。今天的互联网在商业算法与信息茧房中挣扎,在开放与管制的拉锯中寻找平衡。但那两个初心——连接与开放——仍是衡量它走得远近的标尺,也是它下一个五十年的考题。从 “LO” 到覆盖全球 54 亿人的网络,互联网用半个多世纪证明了一件事:一旦把人和人连起来,剩下的故事会自己生长。

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