internet 最早是由阿帕网 ARPANET 逐步发展演变而来,阿帕网是美国高级研究计划局在冷战背景下搭建的试验性分组交换网络,它并不是直接变成现在的 internet,而是在阿帕网验证分组交换技术之后,后续又融合多个科研试验网络,并且确立 TCPIP 协议作为统一通信标准,把原本独立的试验网络互相连通,经过商业化扩张,最终演化成今天覆盖全球的 internet。阿帕网当初设计目标,是打造具备抗毁能力的计算机通信网络,传统电路交换网络一旦中心节点损毁,整条通信就会中断,分组交换可以把数据拆分成分组,通过多条路径传输,单个节点损坏之后数据还能选择其他路由继续传送,这个核心技术思路,就是后续 internet 最重要的底层技术源头。阿帕网早期只连接少量大学和科研机构,参与的单位主要是计算机科研团队,网络规模很小,只服务科研试验,不面向普通公众,随着技术验证成功,科研界意识到跨网络互通的价值,之后开始研发可以让不同类型网络兼容通信的协议,也就是 TCPIP 协议族,这套协议正式成为阿帕网的标准之后,阿帕网就不再是独立单一试验网,而是成为 internet 最早的主干基础,之后 NSFNET 美国国家科学基金会网络接入这套体系,替代阿帕网成为新的主干,再之后商业运营商接入,网络脱离纯科研属性,逐步走向全民商用,最终形成全球 internet。
一 前身核心试验网络清单
阿帕网 ARPANET 最核心源头,1969 年上线,首个实现分组交换的广域试验网络,首次验证跨主机远程通信
NSFNET 美国国家科学基金会建设的科研网络,阿帕网退役之后,NSFNET 承担 internet 主干网角色,连接全美超级计算机中心,扩大科研网络覆盖范围
其他配套试验网络 包括分组无线电网 卫星通信网,这些网络同样接入 TCPIP 体系,用来验证无线和卫星场景下的跨网通信,补充阿帕网有线网络的技术短板
二 关键演进阶段对照表
| 阶段 | 时间特点 | 核心变化 |
|---|---|---|
| 试验雏形阶段 | 阿帕网刚建成 | 只使用 NCP 早期通信协议,网络独立,不支持异构网络互通 |
| 协议转型阶段 | TCPIP 协议研发完成并替换 NCP | 实现异构网络互联,奠定 internet 跨网通信核心基础 |
| 科研主干阶段 | NSFNET 成为主干 | 网络从少数节点扩展到大量科研院校,网络规模快速扩大 |
| 商业化开放阶段 | 解除科研用途限制,运营商接入 | 企业家庭用户可以接入,internet 脱离纯科研试验属性 |
| 全球化扩张阶段 | 跨国互联,移动终端物联网接入 | 发展成现在全球性分布式互联网络 |
三 从阿帕网到 internet 的关键转变过程
第一步 阿帕网完成分组交换技术验证,证明计算机可以远距离互相传输数据,但是早期 NCP 协议只能在阿帕网内部使用,别的网络无法接入。
第二步 研究人员设计 TCPIP 协议族,解决异构网络兼容问题,不同架构不同类型的网络,只要运行这套协议,就可以互相传递数据包。
第三步 阿帕网完成协议切换,正式放弃原来的 NCP 协议,全面启用 TCPIP,这一步是阿帕网升级成互联体系的标志性节点。
第四步 NSFNET 建设完成,接入 TCPIP 体系,阿帕网后续完成历史使命正式退役,NSFNET 接替成为主干,网络节点大量增加。
第五步 政策放开,商业互联网服务商开始建设自己的骨干网络,和科研主干对等互联,普通用户获得接入通道,跨国链路陆续开通,internet 完成全球化。
第六步 万维网诞生之后,internet 应用场景爆发,用户数量快速增长,后续又迎来移动互联网,物联网设备持续接入,internet 不断扩容迭代。
四 容易混淆的核心要点
阿帕网不等于完整 internet,阿帕网只是最早的试验原型,缺少 TCPIP 协议的时候,它只是一张独立网络,还不能叫做 internet。
internet 的诞生不只是单一网络升级,是多网络融合,除了阿帕网,NSFNET 还有无线卫星试验网都参与进来,依靠统一协议完成互联。
核心分水岭就是 TCPIP 协议的落地,没有这套统一协议,再多独立网络也无法合并成 internet。
阿帕网最初设计是军用科研项目,现在 internet 已经完全民用商业化,原始设计目标和现在 internet 用途已经发生很大变化。
【常见问题】
问题 1 internet 由阿帕网发展而来,那阿帕网什么时候正式退役
回答 1 internet 的前身阿帕网在完成技术验证,并且 NSFNET 已经承担主干功能之后正式退役,阿帕网完成了作为 internet 试验原型的历史使命,后续 internet 继续依托新主干持续发展。
问题 2 internet 由阿帕网发展而来,为什么还需要 NSFNET
回答 2 internet 由阿帕网发展而来之后,阿帕网节点数量有限,只能覆盖少量科研单位,NSFNET 可以连接更多超级计算机中心和高校,扩大 internet 主干覆盖,在阿帕网退役之后承接主干网的作用。
问题 3 internet 由阿帕网发展而来,NCP 协议和 TCPIP 协议有什么区别
回答 3 internet 由阿帕网发展而来的早期阶段使用 NCP 协议,NCP 只支持阿帕网内部通信,无法实现异构网络互通,TCPIP 协议可以让不同类型网络互联,是 internet 可以跨网络通信的核心协议。
问题 4 internet 由阿帕网发展而来,是不是一开始就面向普通公众开放
回答 4 internet 由阿帕网发展而来的早期阶段只服务科研和试验,不面向普通公众,等到商业化阶段运营商接入之后,internet 才开放给家庭和企业普通用户使用。
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