互联网系统
前言
1969年，美国加州大学的计算机科学家把两台笨重的计算机用一条长约四五米的灰电缆线连接，完成了两台计算机之间的数据传输试验。这个试验最终产生了互联网。
几年以后出现了，70年代末出现了TCP/IP通信协议，80年代出现了网络域名，1990年出现了万维网。互联网从早期军事和教育领域的应用扩大到了商业和全球的家庭。
在我国，1987年，北京大学的钱天白教授发出了第一封：“Across the Great Wall we can reach every corner in the world（越过长城，走向世界）”，揭开了中国人使用互联网的序幕。1994年，中国被国际上正式承认为有互联网的国家。互联网开始进入公众生活，并得到了迅速的发展。
至今，全世界没有人能够知道互联网的确切规模。互联网正以当初人们始料不及的惊人速度向前发展，今天的互联网已经从各个方面逐渐改变人们的工作和生活方式。
业务类型及盈利模式、特点
纵观互联网数十年的发展历程，从单纯的军事和教育应用，到后来的商务和日常应用，其中经历数次迷茫和起伏，最终形成今日之局面：
◆据有关统计表明，浏览新闻、搜索引擎、收发邮件为网民最常使用三大网络服务，
与之相关的是一系列门户、搜索和邮件服务商；
◆近些年来，随着web2.0元素的不断涌现，以Facebook，Amazon，YouTube等为代
表的网络社区、网络购物、视频分享领域飞速向前发展；
◆此外还包括诸如网络游戏、增值服务、电子商务等也都在网络使用中占据一定的份
额。
各种网络应用正在不断地加入到新的业务中来，为互联网大家庭添加新鲜的元素，进一步影响着现代人的生活。虽然网络业务种类千差万别，形式各具特，但是他们却共同面临着一个严峻的问题——盈利方式过于单一化。
网络广告仍然是各种网络公司的生命线，占据着其收入的绝大部分。很难想像，拥有着众多用户的互联网公司，其盈利方式如此单薄。这对于互联网的持续性发展是个瓶颈，从而使得互联网的高投入与国际经济形势等密切相关，当经济面临危机时，往往也对互联网产业造成极大影响，2000年的国际网络泡沫破灭就是鲜活的例子。互联网公司需要不断创新，创造利润增长点，维持自身的稳定发展。以国内企业
为例，新浪在做好门户的同时，也开发了自己的网游、IM软件、博客和视频分享平台，但是这些主营业务之外的创新却没有为新浪带来预期的收益，反而增大了企业的投入。究其原因，主要是缺少思维的原创性，其新业务主要来自对其他成功企业的复制，盛大的网游，腾讯的QQ，YouTube的播客，当然，也与网络自身的特点和规律有密切关系。
大大缩短了财富重新分配的时间；互联网是高回报的行业，与传统产业相比资金的流转速度大大加快，积累速度也远高于一般产业，因而互联网产业总是与财富和机
遇紧密结合。
赢家通吃――只有第一，没有第二；在互联网上，第一名和第二名之间的差距不是一点点，第一名往往有着第二名无法比拟的竞争优势。但在传统行业里，这个差距
可能不是很大。
国内源码免费分享平台观念决定一切，思维要迅速；在互联网上，不是由已有的资金、技术、管理来决定这个公司是否做得好，完全是取决于观念，在互联网上的观念，可以理解成――是
否能看清互联网三年五年发展的前景和趋势。
用户决定成败；用户的数量和忠诚度是互联网公司赖以生存的基础，没有人使用的
网络应用是没有生存空间的。
领先一步，领先一路；一个公司做得早，很快就能积累很多用户，而用户是互联网公司的命脉，互联网公司的成功都是快鱼吃慢鱼，改变了传统的大鱼吃小鱼的规律。
如果不能抓住互联网稍纵即逝的机会，落后就不是一点点，因为互联网是领先一步，领先一路。
要想使互联网公司持续稳定地发展，除了良好的基础和技术之外，对于行业动向的把握和用户需求的获取也都是至关重要。
技术的发展
互联网在其发展历程中一直秉承着“人人参与”的理念, 即人人都能够参与互联网的发展和创新。与传统电话和广播电视等信息网络的用户只能被动接受服务商提供的特定服务不同, 互联网的每个用户既可以是信息服务的消费者, 也可以是信息服务的提供者。在“人人参与”理念和“端到端透明性”设计原则的指导下, 今天的互联网呈现出了以下典型技术特征：
1. 开放性: 互联网支持端到端的业务与承载分离, 提供标准的、开放的网络层接口, 所有人都可以利用相关开放接口设计和提供任何业务和应用。
2. 去中心化: 互联网是局部自治的, 没有集中的资源管理和控制中心。
3. 对等性: 互联网的网络节点与终端节点是对等的, 终端节点之间也是对等的。
4. 公平性: 互联网对不同用户、不同业务和应用的流量都提供“尽力而为”的公平服务。
此外，互联网与传统沟通方式相比，还具有无法比拟的诸多优势，如资源共享、不受时空限制、实时性强和个性化等，使得互联网在非常短的时间内迅速发展。然而，互联网从技术到应用都处在发展初期。对于互联网, 人们的已知远不如未知, 未来互联网将会有更大的发展空间和更广泛的影响力。互联网由实验科研应用向社会化应用的发展过程中, 出现了很多问题, 使得原来理想化的“端到端透明性”的互联网核心设计原则遇到了极大的挑战，需要我们在未来互联网的发展中予以关注和解决。从目前看来，现有互联网向未来互联网的技术演进方式目前大致有“改良”、“整合”和“革命”三种思路。
1.“改良”思路认为, 考虑到现有互联网的巨大存量, 可以利用新技术对现有互联网进行修补，例如使用地址翻译、资源控制、安全监控等技术来解决互联网体系架构中暴露出来的问题, 以满足互联网的社会化应用对其不断增长的各种需求。
2. “整合”思路认为, 对现有互联网技术直接进行零敲碎打式的修补无法真正解决问题, 但对互联网进行彻底革新还需要一个很长的过程。面对迫切需要解决的各种问题, 应当寻求一个介于零星修补和彻底革新之间的折衷方案, 即做系统性的、大范围的、整体性的修补。互联网采用“覆盖( Overlay) ”的方法设计了路由器网络, 覆盖在各种需要互联的异构网络之上, 因此其本身是一种重叠网( Overlay Network) 。在现
有体系架构的基础上, 可以仍然遵循重叠网的思想, 在互联网承载层之上、应用层之下增加一个垫层, 系统性地在这个垫层中实现承载层中个性化和应用层中共性化的功能, 在尊重互联网现实存量的基础上让互联网更加健康地持续发展。
3. “革命”思路认为, 无论是零星的修补还是系统性的修补, 只会让互联网的发展负担更重, 现有的互联网体系架构都已经无法承担未来国家信息基础设施的重任，因此需要确定一个长期的目标, 设计全新的互联网。目前新型互联网体系架构的研究正逐步成为一个全球性研究热点, 各种新思路、新技术不断涌现, 如美国麻省理工学院的FARA 模型、加州大学的I3 网络、美国国家科学基金会的GENI 计划等, 但是技术方向尚未明朗, 各种技术需要进一步碰撞与融合。
互联网体系架构
为了实现“人人参与”的理念, 互联网采用了“端到端透明性”的核心设计原则, 即用户可以利用计算机、手机等终端的智能性产生各种信息, 网络只是简单、“尽力而为”地传递信息而不做任何记忆与控制。这种体系架构有效简化了网络的功能, 把信息处理和控制的复杂性最大限度地交给终端节点( 包括服务器和用户) , 使用户拥有了更大的自主性和更广阔的创新空间, 从根本上提供了人人参与互联网发展和创新的机会。
互联网体系结构历来是计算机网络研究界关注的重要话题之一。一般说来，互联网体系结构是“网络体系结构”这个更一般概念的特例，而后者是指导网络技术设计(尤其是关于网络的协议、机制和算法的设计)
的一组抽象设计原则。就网络体系结构而言，其主要任务是要为研究人员提供在多种可选方案中进行审慎选择的决策指导；其主要目的是在保证满足网络需求目标的同时，保证这些技术决策能在网络演进过程中保持一致性和连贯性。一般地，网络体系结构的研究主要包括以下几个方面的内容: A1. 关于网络系统构成要素的研究。确定网络的覆盖范围，定义网络系统所涉及的物理实体和逻辑实体，区分网络的端系统和中间系统，研究它们各自的基本功能、内部结构、连接形式和实现途径等。
A2. 关于命名、编址和路由的研究。命名网络中的实体，制定适宜的地址编排方案，设计网络通信中的路由机制和算法，并考虑这三者之间的相互联系及实现方法。
A3. 关于网络协议模块化方法的研究。一般采用结构分层、接口开放的思想, 将网络功能进行垂直分割, 协议以“Last2on ,First2off”栈式结构组织。由于OSI/ RM 对这一思想的强化和绝对化，所以“分层”几乎成了“网络体系结构”的代名词。
A4. 关于网络系统中的状态和功能部署位置的研究。探讨哪些功能应该在端系统上实现、哪些功能该在中间系统上实现；研究与网络有关的状态信息应该保存在什么地方，如何维持和撤销等。
A5. 关于资源的管理、控制和分配的研究。设计合理的资源管理方案、高效的资源控制机制、可行的资源分配策略，满足不同的QoS 要求，既要提高网络资源的利用率，又要防止出现网络拥塞。
A6. 关于网络的功能、性能和管理的研究。确定网络的主要功能和性能指标，研究相应的实现技术；制定网络的使用、运营和维护等方面的管理措施；考虑网络的安全级别及范围，并研究适宜的安全保障技术和措施。可见互联网体系结构是专指于互联网系统的网络体系结构，其合理与否将直接影响互联网系统的功能和性能，并将最终决定整个互联网能否持续、稳定和协调地发展。
2. 2  互联网体系结构的重要设计原则
指导传统互联网体系结构设计的重要设计原则总结归纳成如下几条：
P1. 开放性原则。早期互联网把与各种网络系统互连、互通作为第一目标( G1) , 为此产生了“Open2ArchitectureNetworking”和“Open Systems Interconnection”两种重要的联网思想，它们都将“开放性”放到首位。互联网中的开放性原则是指：网络系统应该具有结构、功能、接口、协议甚至源码的开放性，并允许人们能够自由地对技术进行改造和创新。开放性往往需要通过规范化和标准化来保证，互联网中所特有的RFC 文档是一种行之有效的组织方式。
P2. 分组交换原则。由于ARPANET 特殊的军方背景，所以网络在假设的遭受战争打击而部分失效的情况下依然能够继续运行的要求( G2) 就显得格外重要。这一目标实质上排除了采用那些其成功强烈依赖于通信过程中持续地、固定地、独占地使用某一特定线路的通信技术(如电路交换技术)的可能；而以“存储2转发”方式工作的分组交换技术能很好地满足这一要求，自然被确立为ARPANET 的基本支撑技术，
并成为互联网最具
代表性的技术特征之一。
P3. 端到端原则。网络系统中的状态和功能究竟应该部署在什么位置(A4) ，是影响网络的总体性能、运营方式和管理模式的重要问题，互联网中的端到端原则专门针对这一问题。端到端原则的最初表述是：一种应用功能只有在位于通信系统端点的应用的知识和帮助下才能被完全和正确地实现，因此，将提供这种功能作为通信系统本身的性质是不可能的。这一设计原则为互联网奠定了“核心简单、边缘智能”的基本结构，核心网络只提供简单和通用的传输服务，只维持最少的传输状态信息(如路由信息等) ，而数据可靠性、安全性、完整性等功能都留给端系统去实现，引入新应用也不需修改核心网络。
P4. 透明性原则。互联网中的透明性原则包含两层意思：互联网采用单一的全局逻辑编址方案；从源端到目的端的数据分组能够不被改变地流经网络。透明性原则在传统互联网中得到了较好的贯彻，相应的概念也反映出了传统互联网的基本体系结构特征，即采用基于32 位IP 地址的TCP/IP 协议，分组以端到端透明的方式传送, IP 地址作为端系统的唯一标识。
P5. 协议分层原则。分层历来被视为最重要的网络体系结构原则,OSI/ RM 一开始就建立起了严格的7 层模型，并详细定义了各层功能；互联网则是在TCP/ IP 协议的设计和实现过程中逐渐形成了功能清晰的协议层次划分。分层的确是对复杂的网络系统进行逻辑结构分解的有效方法，它为协议功能的模块化提
供了可行的实现途径。
P6. 通用性原则。支持多种服务类型( G3) 必然意味着互联网是一个通用的网络，它既要适应和满足尽可能多的应用的需求，又不能偏袒于任何特定的应用，这就是互联网的通用性原则。这一设计原则指导了TCP 协议从早期IP 协议中的分离，从而使IP 协议成为一个单独的通用传输协议，提供最基本的“尽力而为”传输服务；而那些与特定应用相关的协议则构筑于其上。
P7. 异构性原则。互联网是一个高度异构的网络，在组网技术、线路特性、应用需求、联网主机类型和软件运行环境等方面存在各种各样的异构性。异构性原则要求互联网在技术选择和协议设计时应充分考虑到网络环境中的各种异构性( G4) ，并给予支持。互联网中通用的IP 协议屏蔽了下层网络的异构性、广泛采用的标准TCP/ IP 实现支持了上层应用的异构性“, 核心简单、边缘智能”的基本结构适应了联网主机软/ 硬件环境的异构性。
P8. 可扩展性原则。网络可扩展性的目标是指在网络规模不断增长、服务功能日渐扩充和实现技术飞速发展的情况下，网络体系结构应留有足够的余地来适应这种变化，并将由这种扩展所引起的性能损失、操作开销和资金开销降到尽可能小的程度。互联网中的可扩展性一般包括规模、结构、功能、协议和服务等方面。互联网一开始就关注了其规模的可扩展性，并由此产生了子网自治、自包含分组、路由设备、分级路由模型(域内IGP、域间EGP) 、域名系统(DNS) 等一系列概念，因此互联网在这一点上相当成功；至于其他方面的可扩展性，互联网反反复复、修修补补的解决方案尚不尽人意。
P9. 分布式原则。互联网是一个巨大的分布式系统，存在缺乏全局时钟、故障彼此独立、并发难以控制等问题，这是造成互联网系统复杂化的根本原因之一。互联网的设计者很早就认识到了这一点，并将资源的分布式管理( G5) 列为了互联网体系结构的一个重要设计目标。分布式系统的设计与实现通常都比较困难，端到端原则( P3) 和透明性原则( P4) 为简化互联网分布式控制和管理的复杂性做出了巨大贡献。互联网中的多数协议机制都考虑到了网络的分布式特征，如超时重传、滑动窗口、三次握手等。此外，还有许多较为具体的互联网体系结构设计原则，如资源共享原则( P10) 、尽力而为原则( P11) 、区域自治原则( P12) 、结果缓存原则( P13) 、速度优先原则( P14) 、原子
操作原则( P15) 、排队缓冲原则( P16) 、分类处理原则( P17) 、前后兼容原则( P18) 、预留资源原则( P19) 、渐进部署原则( P20)等。上述若干设计原则之间的交织、渗透和迭用，产生了很多有代表性的技术、方法和机制，并反映在了互联网协议的设计和实现中，从而形成了互联网鲜明的体系结构特征。互联网体系结构的研究内容、需求目标、设计原则、技术方法、具体协议、以及体系结构特征等内容要素之间具有紧密的逻辑联系，因此互联网体系结构研究是一门多要素有机关联的系统科学。
小结
任何技术和网络在设计之初，都会假设一些基本的“应用场景”，互联网也不例外。互联网最初设计用于教育科研，在实际设计中针对这一应用场景做了一些基本的假设，如以非赢利为目的以及用户是自律的
和可信的等，因此就有了互联网一直坚持的“端到端透明性”的核心设计理念。但后来互联网的应用场景发生了很大的变化，从只用于教育科研的“小城镇”发展成了一个商业化的“大都市”，于是各种“都市综合症”都显现出来了，如用户利益的冲突导致用户不再自律和相互可信，安全问题越解决越多，商业模型欠缺等。在新的应用场景下，互联网在继续坚持“人人参与”的核心精神理念的同时，也已经到了把原来“无条件”的“端到端透明性”设计理念，修订为“有条件性”的“端到端透明性”的时候了。
附录：参考文献
1.贾敬华，龙讯网破产：拷问中国互联网盈利模式，互联网天地，2008年 05期：
36～37；
2.陈英杰，成艳平，2007年国外热门互联网业务，现代电信科技,2007年 07期：
13～17；
3.一扬，盈利模式仍是Web 2.0致命伤，每周电脑报，2006年 45期：10；
4.信息产业部电信研究院，互联网技术发展研究：发展脉络与体系架构，现代电
信科技, 2007年 07期：1～10；
5.何宝宏，杨洋，互联网技术发展趋势的若干问题，现代电信科技，2007年 05
期：14～27；
6.何宝宏，试探互联网技术未来发展趋势，移动通信，2006年 06期：32～35；
7.杨鹏，刘业，互联网体系结构剖析，计算机科学，2006，33（16）：15～20.

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。