书城科普走进信息化时代(趣味科学馆丛书)
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第7章 计算机网络(4)

国际互联网

20世纪90年代,在全球范围内掀起了数字化的浪潮。一种叫做国际互联网(Internet)的神奇信息网络闯进了我们的生活。我们更习惯将其按音译称之为因特网。

因特网起源于1969年美国国防部资助建立的阿帕网(ARPANET)。它是美国五角大楼为了把从事相关研究的科学家、教授所使用的计算机用网络连接起来,以便进行网上信息交流和远程协作而建立的。当时接入网络的计算机只有4台。因特网图标到了20世纪80年代,阿帕网已成为政府研究人员竞相使用的通信工具。因而,1985年,在美国国家科学基金会(NSF)的支持下,建立了NSFnet,这便成为今天国际互联网的骨干之一。1991年,美国政府解除国际互联网商用的禁令,促使它很快走向商业化运作,在全球范围内迅速发展起来。

因特网是从美国本土发展起来的,现在已经成为世界范围的网络。因特网虽然是当今世界上最大的计算机网络,但它实际上是由许许多多小网络组成的。

因特网有两个重要的特点。一是大。据2008的统计,因特网已经覆盖212个国家和地区,因特网的用户超过15亿多人。二是规范统一。因特网统一使用“TCP/IP”网络协议,为各种应用的开发提供统一的平台,因而已经有了许多标准的应用,例如:万维网浏览、文件传输、电子函件、远程登录、新闻组等。

现在,上因特网已经成为一股热潮,政府、单位、个人、家庭都在纷纷上网。上因特网的目的是为了使用因特网。那么,大家为什么要用因特网呢?

第一,因特网上有丰富的信息资源,各种信息应有尽有,还有丰富的功能强大的检索和获取信息的工具,如浏览器、搜索引擎等。如果你对新闻感兴趣,那么你可立刻从网上找到发生在世界各地的最新新闻;如果你对某个科学问题感兴趣,那么你能在网上找到与它相关的详细介绍;如果你对电影感兴趣,那么可以从网上知道好莱坞的最新消息,甚至可以选一部电影或一个片断来欣赏一下;如果你对体育感兴趣,那么你能从网上了解到发生在世界各地的赛事和体育明星们的趣闻轶事;如果你想留学,那么你能从网上知道哪些学校招收留学生,有哪些专业,招多少人,需要什么条件等等。

第二,因特网提供了多种多样的人与人之间的交流工具。你可以通过因特网向你的朋友发送电子函件,可以通过因特网向国外朋友打长途电话,你还可以与许多朋友一起在因特网的聊天室聊天,也可以在因特网的新闻组里讨论问题,或者在网上一起玩游戏。

第三,企业可以通过因特网了解市场需求,及时开发适销的产品,为用户提供更好的服务;还可以在网上做广告,开展网上营销等。

第四,企业可以利用因特网来建造自己的网络,来宣传自己的产品和提高自己的知名度。

正因为如此,这几年上因特网的用户数急剧增加,大约每10个月就翻一倍。

计算机无疑是20世纪的一项重大科技成果。而用现代的通信技术把分散在世界各地的许许多多计算机网络连接起来形成一个全球性网上之网——因特网,则更是威力无穷。因特网将作为20世纪对人类社会影响最大的一种通信媒体而载入史册。

因特网中的信息传递

要了解信息是如何在因特网中传递的,我们可以先了解一下信件的传递,因为两者又很大的相似之处。

我们在邮寄信件时,要在每一封信上都清楚地写明地址;这些信要通过一个或多个邮局的转发才能送达收信人;每一封信都与其他信一起运送,一封信不会独占一辆汽车、一架飞机或一列火车;信件的运送方式和运送路线可能因为某种原因在途中发生变更。

我们知道,因特网是由许许多多小的网络连接起来组成的。当两个网络需要连接时,都通过一个叫做“路由器”的设备,它主要用来选择路径。每当信息在某处需要向前方传送时,网络都根据当时的情况选择最优路径。因特网中的信息就靠这些路由器,从一个网络传到另一个网络,最后到达目的地的。

另外,当你要传送一个文件,特别是大文件时,因特网不是把整个文件一起传送,而是先把它分成一个个较小的信息块,每一块上都标明发送方和接收方的地址,然后每一块都单独传送。这样的一块信息,称为分组或包。因为这种分组是在互联网协议(即IP协议)中使用的,所以又称为IP分组或IP包。由于一个文件的各个IP分组是单独传送的,就可能走不同的路径。所有的IP分组到达目的地后,再根据传输控制协议重新整理、排序、合并,恢复为原来的文件再交给用户。

因特网服务提供者所提供的服务

因特网是一个由许许多多网络组成的、覆盖世界各地的网络。一个网络甚至一台计算机,只要通过某种方式与因特网连接,并愿意被他人访问,都可成为因特网的一部分。

那么一般的用户怎样连接到因特网上去呢?这就要找因特网服务提供者(ISP),他们提供两种服务:接入服务和内容服务。

接入服务,就是提供一种方法,使你的计算机或计算机网络连到因特网上。接入服务一般有三种:专用线路、帧中继连接、拨号线路。在这三种方式中,专用线路代价最高,速度也最快;拨号线路代价最低,速度也最慢。最普遍使用的方式是拨号方式,家用计算机上网都用这个方式。拨号方式又有两种:普通电话线路和综合业务数字网。如果家里已经安置了电话,那么再买一个调制解调器就行了。综合业务数字网,简称ISDN,它的费用比普通电话高一些,但速度却快多了。

在我国,中国公用计算机互联网CHINANET(简称163网)是因特网的主要接入网,它在北京、上海和广州三地通过卫星和太平洋海底电缆与美国的因特网端口相连。因此,中国的ISP的接入服务实际上是使它们的用户直接或间接连到CHINANET网络上。

内容服务,是指上网功能方面的服务。那么因特网服务提供者提供哪些内容服务呢?一是给客户一个电子函件地址,为客户设一个专用的电子信箱。二是提供万维网信息浏览服务。我们所谓的联网,实际上只是连到其机器上,再通过其机器连到因特网上。其计算机负责将域名翻译为IP地址。因特网服务提供者一般也提供或组织一些信息库供直接浏览。除了这两种服务外,ISP通常还提供文件传输、新闻组、信息检索等因特网服务。此外,如果你在上网过程中遇到什么问题,也可以找因特网服务提供者咨询。

信息搜索

因特网上的信息浩如烟海,我们怎样才能从那么多的信息中找到所需的信息呢?一种办法是靠自己平时随时记录和整理有用的万维网站点,另一种办法就是依靠搜索引擎。

搜索引擎是一种万维网站点,他们除了提供信息内容服务外,还提供信息检索服务。他们提供的信息检索服务主要有两种方式。

一种是索引方式。这种索引将万维网上的信息按照一种分类方法组织成树状结构,你可以一级一级地查下去,直至找到你想浏览的网页。例如,它的第一个网页上给出政治、科技、文化、艺术、体育等几个大类的栏目。如果你对体育感兴趣,则可把鼠标移到体育栏上点一下。接着,它会给你展示第二层的栏目,有国内体育和国外体育。再下一层可能是篮球、排球、足球、乒乓球、羽毛球、冰球、手球、棒球、高尔夫球、曲棍球……最后,可能在“最近一周足球比赛结果”栏目下显示出若干篇报道文章的题目,这时,你就可以选一篇来阅读了。实际上你每选一次,浏览器都把你的选择传送给搜索引擎站点,然后搜索引擎站点再将结果传送给你。如果搜索引擎站点很远(如在美国),那可能得稍微费点时间。

另一种方式是查找方式。提供这种服务的万维网站点的第一个网页上有一个空的栏目,供你填写查找要求。在那儿,你可以填入要查找内容的主题词和关键词。例如,你填了“天安门”,搜索引擎站点会查出有关天安门的文章。使用这种方式时,关键的一点是你的要求要比较恰当,如果要求太一般,搜索引擎站点可能给你找出成千上万篇文章;如果要求太严,可能查了很长时间,结果一篇也找不到。

搜索引擎的服务能力取决于该站点联系的万维网站点的数目、数据库更新的时间周期、信息分类方法和它的信息检索算法。它收集的站点少,自然信息就少;更新周期长,信息就会陈旧;分类不合理,本来可查到的信息可能就查不到;算法不好,查找的速度就慢。搜索引擎站点有不少,比较著名的搜索引擎站点有百度、谷歌等。

知识点广域网

广域网也称远程网。通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能连接多个城市或国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网,它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。

信息高速公路的发展

1992年,美国总统克林顿和副总统阿尔·戈尔竞选时提出建设“国家信息基础设施”,把它作为竞选纲领之一。1993年1月,克林顿就任美国总统后,立即调整了美国的科学技术政策,加强了信息技术的地位,并授权成立了国家信息基础设施特别小组。同年9月15日,特别小组郑重宣布,美国将实施一项“将永久地改变美国人民的生活、工作和互相沟通方式的信息高速公路计划”。所以,信息高速公路是信息基础设施的通俗称法。

这个信息高速公路计划的目标是要在美国建立一个以光缆为干线的、高速的、遍布全国的、四通八达的数字通信网络,能把全国的每个地区、每个部门、每个单位、每个家庭都联结起来。该计划还规定了许多具体的目标。例如,人们通过信息高速公路可以在家里工作,在家里直接查看各种各样的信息库,获取科学、文学、艺术等方面的作品和资料,可以在家里选看最新的电影,可以在家里存款、取款和购物,可以在家里享用社会的医疗保健服务,也可以在家里通过电子方式与各级政府部门取得联系;学生通过信息高速公路可以享用最好的学校、最好的教师和最好的课程;公司通过信息高速公路可以了解市场动向,开展网上营销,可以直接从客户那儿获取订货单,同时从其他公司订购原材料。如此等等。

我们可以把“信息高速公路”理解为以计算机技术和通信技术为“路基”、以光纤电缆为“路面”的“高速公路”,它以具备计算机、电话和电视功能的多媒体计算机为“汽车”,高速地传送和交换各种各样的多媒体信息。预计它第一阶段的传输速率是每秒1G比特(10亿个二进制位);而第二阶段将达到每秒1T比特(1万亿个二进制位)。

随着入网用户和网上信息量的急剧增加,因特网越来越不堪重负,信息高速公路上的“塞车”现象犹如大城市中的塞车状况一样日益严重,有人已经将“万维网”戏称为“万维等待网”了。

有没有办法解决这一日益尖锐的矛盾呢?办法还是有的。

办法之一是开辟一条“旁路”。美国国家科学基金会为了帮助科学家解决相互传递大信息量的数据文件时要花费较多时间等待的问题,将特意为科学家们开辟一条“旁路”,让他们驶入“快车道”。这样,在不同地点的科学家可以在因特网上以小组的形式在“一起”工作,相互之间交换大量的数据文件,并且还可以召开电视会议。

办法之二是建立“因特网第二”。这项计划是将高速信息通道加入到今天拥挤的因特网上去。科学家心目中的“因特网第二”,是终端用户迅速而可靠地将大量的数据通过电话、电缆、卫星和其他已发明的网络进行传递的一种方法,“虚拟会议”正是领先于当今技术的一种先进手段。今天的因特网就像是一条拥有无数入口处、毫无交通管制的单车道公路,那里没有红灯限制你,没有人对你说你不能用它。因此当交通繁忙时,公路上的车辆的速度自然就会慢下来,“万维网”变成“万维等待网”也就在情理之中了。而“因特网第二”将增加收税“车道”,从而提高网络的速度。

我们可以相信,随着信息技术的进一步改进,信息高速公路上的“塞车”现象会逐渐好转。