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  • 1 # 鮮事

    人類進入了21世紀,在ICT產業高度發達的今天,人們的日常工作、生活已經離不開網路,世界因為網際網路的存在,比以往更加緊密的聯絡在一起,使得資訊的交流變得無比順暢。那麼網際網路是怎麼實現全球互聯的?我在上海的辦公室為什麼可以瀏覽到CNN的網站新聞?兩者之間即便跨越著“萬水千山”?

    答案是網路通訊協議(我們熟知的TCP/IP協議)和承載諸如“0/1”訊號的物理實體(比如海底光纜),把全球所有的計算機連線在了一起。

    網際網路是怎麼回事?

    網際網路的定義:是全球範圍的計算機網路系統(網路的網路),其中任何一臺計算機上的使用者都可以在獲得許可的情況下從任何其他計算機上獲取資訊。網際網路是一個全球連線的計算機網路,它使用網路通訊協議(TCP/IP)透過各種型別的媒體傳輸資料,並透過廣泛的電子、無線和光網路技術進行連結。

    網際網路和全球資訊網這兩個術語經常互換使用,但是它們並不完全相同。網際網路是指包括硬體和基礎設施在內的全球通訊系統,而網路是透過網際網路進行通訊的服務之一。它是由美國政府高階研究計劃局(ARPA)於1969年構思的,最初被稱為ARPANet。隨著發展,網際網路的範圍從區域性到全球,包含了眾多私有、公共、學術、商業和政府網路。網際網路是數十億臺計算機和其他電子裝置的全球網路。藉助網際網路,幾乎可以訪問任何資訊,與世界上任何其他人進行通訊以及做更多的事情。對於世界各地的人們來說,網際網路(Internet)已成為日常生活中越來越重要的一部分,網際網路是世界上最具成本效益的通訊方式。

    提到網際網路就不得不說起計算機網路,因為網際網路在某種程度上可以說就是計算機網路。

    計算機網路:網路是計算機和經由通訊裝置和傳輸介質連線在一起的裝置的集合,計算機網路是過去60年來計算機科學領域最大的技術進步之一,是資訊革命,數字化社會的根源。計算機網路的基本定義是,計算機網路連線分散式體系結構的各個部分,無論這些部分是由硬體還是虛擬或邏輯資源組成的。

    網路通常根據其特徵進行分類。網路通常分為區域網、都會網路或廣域網。這些分類之間的主要區別在於它們的覆蓋範圍:

    區域網(LAN)是一個網路連線的計算機和裝置在有限的地理區域,如家庭、學校辦公樓或緊密定位的建築群。網路上的每臺計算機或裝置(稱為節點)通常共享資源(例如印表機和程式)。通常,節點透過電纜連線。

    都會網路(MAN)是一個高速網路,以城市區域為中心,把城市內部有著通訊活動的區域網彼此連線在一起的網路。一個MAN通常包括一個或多個LAN。

    廣域網(WAN)是一個更大範圍的網路,使用通訊通道覆蓋大的地理區域(例如城市、國家或世界),他們可以透過電纜、光纖或衛星連結計算機。WAN可以是一個大型網路,也可以由連線在一起的兩個或多個LAN組成。

    網際網路如何運作?網際網路實現了全球計算裝置的無縫連線,那麼它是如何通訊的呢?就像說話一樣,人類使用某種語言發出聲音(彼此瞭解的協議),透過空氣傳播(載體),完成整個說話的流程。

    網際網路同樣可以看作具有兩個主要組成部分:網路協議(語言)和硬體(載體)。協議(例如TCP/IP)提供了裝置必須遵循的規則集才能完成任務,沒有這些通用的規則集合,機器將無法通訊;另外重要的是要意識到網際網路是由物理載體連線的全球網路,其中可以包括銅電話線,電視電纜和光纖電纜。甚至Wi-Fi和3G / 4G之類的無線連線也依賴於這些物理電纜來訪問網際網路。

    計算機網路是透過傳輸介質(例如電纜,電線等)相互連線的一組計算機。網際網路是世界上最大的廣域網是連線各大洲數十億計算機使用者的網路和閘道器的集合。網際網路在物理上,使用當前現有公共電信網路總資源的一部分;網際網路從技術上講與眾不同之處在於它使用一組稱為傳輸控制協議。

    資料如何透過網際網路移動的——遵循網路協議

    當透過網際網路傳輸資料,這些資訊不能隨便去什麼地方。相反,必須將其分解、定向和重新組裝。而如何做這些就是網路協議。

    網路協議:網路協議是計算機裝置用於通訊的語言。計算機網路支援的協議提供了另一種定義和分組協議的方法。網路可以具有多個協議,並且每個協議可以支援不同的應用程式。經常使用的協議包括TCP/IP,這是網際網路和家庭網路中最常見的協議。

    網際網路交換節點:網際網路交換點是處理和引導資訊包的大型資料中心。在任何給定的每秒,它們都在移動千兆位元組的資料,並精確地在世界範圍內進行流動。

    網際網路協議是網際網路中傳輸資料的依據,遵循網路協議的網際網路使用者,才可以隨心所欲的訪問任何想要的資源。

    連線世界的電纜

    建立全球性互聯的網路需要持續數十年的巨大成本和漫長的工作。必須設定複雜的互連、交換和路由裝置,佈置物理資訊載體。此外,還涉及國際通訊協議,法律和協議等。連線主要網際網路路由器網路的主要互聯網布線(現在幾乎完全是光纖電纜)被稱為“骨幹網”,仍然由電信公司運營。這些公司相互“同行”以在全球範圍內傳輸流量。在它們的邊緣,它們連線到一些主要的公司網路,其中許多是ISP(網際網路服務提供商),後者又為其個人和小型企業使用者提供對全球網路的訪問。實現全球互聯主要有2種方式:

    衛星全球網路:通訊衛星是全球網路的重要組成部分。存在特定的低地球軌道(LEO)全球衛星星座,它們由數十顆相似的衛星組成,這些衛星以規則的間距放置在軌道上並形成網狀網路,有時會進行傳送和接收資訊直接在彼此之間。

    通訊光纜(陸地和海底電纜):衛星是一種可能的方式,但是由於衛星技術的不成熟和成本居高不下,通訊光纜是目前現行的最具價效比的通訊方式。地球的主要組成是水,跨越各大洲的通訊載體主要是海底電纜。這些電纜內部具有光纖,負責傳輸實際資料。但是光纖僅佔“海底通訊電纜”厚度的一小部分。

    在過去的幾十年中,作為人類,我們共同為世界各地的海洋鋪設了超過100萬英里的電纜。這些電纜很大,它們負責國際資料傳輸。

    網際網路是網路的網路。這些網路與任何可能的媒體互連,對於大距離,在大多數情況下是光纖,要連線海洋,幾乎在所有情況下都是海底光纜;對於短距離,可以是微波連結;對於資料量較小的偏遠地區,在經濟上無法鋪設光纖,可以透過衛星進行連線。

    網際網路如何跨越海洋?

    在網際網路上看到的大多數內容(可能包括本文)都是從水下傳播的。實際上,所有國際資料中有99%是透過迷宮式海底電纜傳輸的,這些電纜穿過世界海洋的每一層。這種方法可以追溯到一個多世紀前,第一條跨洋海底電纜於1858年完成,併發送了第一條訊號。最初,海底電纜僅攜帶電報,但是在過去的160年中,該技術得到了極大的改進。第一條跨洋海底光纜始於1988年,為新生網際網路的資料流量激增做好準備,並且其數量和容量在不斷提高。電纜仍然是當今的首選技術,即使在人造衛星上也是如此,主要是因為它們的穩定性和可靠性(儘管有時候也可能被鯊魚咬斷)。有沒有想過在地圖上會是什麼樣子?牛津網際網路學院繪製了世界上光纖連線的圖表,可以想象成是地鐵系統。

    或者可以看一下海底光纜的實際部署圖

    儘管幾十年來已經發明瞭新的無線和衛星技術,但是電纜仍然是最快、最有效和最便宜的跨海傳送資訊的方式。而且它仍然不便宜:專家表示,海底專案的成本高達上億美元,具體取決於電纜的長度。

    過去電信公司鋪設了大部分電纜,但是現在,科技巨頭開始掌控鋪設的程序。Google在全球至少支援14條電纜,亞馬遜,Facebook和微軟已經投資了其他公司,以連線北美,南美,亞洲,歐洲和非洲的資料中心。網際網路公司的下一個競爭戰場是鋪設海底光纜。

    網際網路結構的未來

    像所有技術一樣,網際網路也在不斷髮展。隨著時間的流逝,它會不斷改進,但是可能會有微妙的改進。

    Google的Project Loon:是由Google X領導的一項全球計劃。其最終目標是為世界各地的所有人提供“氣球式網際網路”。Google計劃透過建立一種演算法來預測平流層中風的運動來實現這一目標。Google已經在紐西蘭的南島測試了其Loon計劃,該計劃取得了總體成功。該測試在未來幾年中正在擴充套件,沒有確定的服務日期。

    Facebook的天鷹座無人機:Facebook的Aquila程式以拉丁語“鷹”命名,這是世界上最大的鳥類之一。當您看到無人駕駛飛機時,他們為什麼選擇這個名稱是可以理解的。他們的翼展近50碼。那是機器人足球場的一半。

    Facebook的天鷹無人機的最終目標是與網際網路服務提供商合作,為農村地區的人們提供網際網路連線。

    SpaceX的低軌道衛星計劃:SpaceX還試圖透過衛星將世界連線到網際網路,這些衛星能夠向發展中或偏遠地區提供快速,負擔得起的網際網路服務。

    OneWeb的衛星:OneWeb可能是其下一代Internet計劃最先進的公司。

    高通公司的OneWeb目標是為遭受自然災害和其他緊急情況的地方提供可靠的Internet訪問。他們還希望連線農村和欠發達地區,甚至可能在空中飛行時將寬頻網際網路束縛到飛機上。

    同時,網際網路已經存在了很長時間,以至於有些人認為是時候將其提升到一個新的水平。這就是為什麼地球上一些最大的科技公司都選擇使用網際網路2.0的原因——改變傳統的單純依靠電纜的通訊方式。

    寫在最後

    增強的全球連通性將意味著更便宜、更快、更高效的通訊和協作方式,而不論其位置如何。網際網路已經實現了這個願景,未來的網際網路不在是以人為中心的資訊互動共享,而是物聯網。網際網路從資訊網路(Web 1.0)到人員網路(Web 2.0 /社交媒體)以及現在到物聯網(Web 3.0 / IoT)的發展,是不斷前進和進化的。

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