第 2 課

阿帕教授的時光機從 ARPANET 到 Internet(互聯網)

互聯網是某一天突然被發明出來的嗎?

帶路角色:阿帕教授閱讀時間約 8 分鐘

1. 漫畫開場

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漫畫文字版(畫面及對白)
格 畫面 對白
1 小比、懷錶形時光機和阿帕教授。 小比:「教授,互聯網是某一天突然被發明出來的嗎?」
阿帕教授:「當然不是!坐上時光機去看看吧!」
2 1844 年:發報機、木電線桿,電線上飄著點和橫線的訊號。 字幕:「1844 年:Telegraph(電報)用電線把『嘀、嗒』訊號送到遠方。」
小比:「嘀嘀嗒嗒……文字變成電訊號了!」
阿帕教授:「不過,一條電線只連著兩個地方啊。」
3 1969 年:UCLA 和 SRI 兩部衣櫃般的大電腦用電線連起來,屏幕顯示「LO」,旁邊寫著「當機!」。 字幕:「1969 年:ARPANET 送出第一個訊息(本來想打 LOGIN)」
小比:「只送到 L 和 O,電腦就當機了!」
阿麥:「那時的電腦比衣櫃還要大!」
4 一條彎路,路牌寫著 1983 TCP/IP、1991 萬維網、今天:手機和雲端。 字幕:「網絡一步一步長大,最後成為今天的 Internet(互聯網)。」
阿帕教授:「慢慢來,但從不停步——網絡和我一樣!」

2. 重點概念

互聯網就像一座城市:不是一天建成的,而是由一條小村慢慢修橋鋪路,發展起來。

1969 年,ARPANET 用 Packet Switching(封包交換)把 4 部電腦連起來。1983 年,它改用 TCP/IP——一套讓所有裝置都能互相溝通的共同規則,不同的網絡從此可以互相連接,成為 Internet(互聯網)。1991 年,World Wide Web(萬維網)公開,普通人也能輕鬆上網。

3. 看深一點

圖解:網絡發展時間線,由 1844 年的 Telegraph(電報)到 2007 年起的 Mobile(流動)與 Cloud(雲端)時代

圖解:網絡發展時間線。

網絡之前:Telegraph(電報)與 Telephone(電話)

1844 年,美國華盛頓至巴爾的摩的電報線路公開示範。Telegraph(電報)就是用電線傳送長短電訊號來表示文字的通訊方式。發報員按下發報機,把文字變成一點一劃的 Morse Code(摩斯電碼),文字第一次可以即時送到遠方。

1876 年,Telephone(電話)出現,電線開始傳送聲音。打電話時,電話公司會為你接通一條由你家到對方家的線路,通話期間這條線路只供你們使用。這種方法叫 Circuit Switching(電路交換)。

新想法:Packet Switching(封包交換)

1960 年代,有科學家想到一個新方法:把資料切成一小份一小份的 Packet(封包),每個封包各自找路送出,到達後再重新組合。這就是 Packet Switching(封包交換)。

它有兩大好處:

  • 線路大家共用。 封包一個接一個輪流使用線路,不用為一次對話佔住整條線。
  • 一條路斷了,還有別的路。 某段線路出問題時,封包可以改走其他路線。

圖解:Circuit Switching(電路交換)與 Packet Switching(封包交換)的比較

圖解:上半部是電話使用的 Circuit Switching,A 和 B 佔用一整條專用線路;下半部是 Packet Switching,資料切成編號封包、各自找路,線路由大家共用。

1969 年:ARPANET 誕生

ARPANET 由美國國防部轄下的研究機構 ARPA 資助建立,主要目的是讓各地大學和研究所的科學家,共用當時非常昂貴的電腦。它是世界上最早使用 Packet Switching 的網絡之一。

  • 1969 年 10 月 29 日:UCLA(加州大學洛杉磯分校)的電腦嘗試登入 SRI(史丹福研究所)的電腦。打出 L 和 O 之後,系統就當機了,所以第一個訊息是「LO」。
  • 1969 年底:ARPANET 已連接 4 部主機,分別位於 UCLA、SRI、UCSB(加州大學聖塔芭芭拉分校)和猶他大學。
  • 1971 年:Email(電子郵件)在 ARPANET 上出現,並開始用「@」分開用戶名稱和電腦名稱。今天的電郵地址仍然沿用這個符號。

1983 年:大家說同一種語言

到了 1970 年代,除了 ARPANET,還出現了衛星網絡、無線電網絡等其他網絡。問題是:它們各有各的規則,不能互相溝通。

1974 年,Vint Cerf 和 Bob Kahn 發表了一套讓不同網絡互相連接的設計,後來發展成 TCP/IP。

1983 年 1 月 1 日,ARPANET 全面改用 TCP/IP。從此,任何網絡只要遵守 TCP/IP,就可以接上來。這就是第 1 課所說的「網絡的網絡」,所以不少人把這一天視為互聯網的「生日」。TCP/IP 的細節會在第 5 課和第 9 課再介紹。

1989 至 1991 年:World Wide Web(萬維網)

早期的互聯網主要由研究人員使用,要輸入指令才能操作,一般人很難上手。

1989 年,在 CERN(歐洲核子研究組織)工作的 Tim Berners-Lee 提出了 World Wide Web(萬維網)的構想:

  • 資料放在一頁頁 Web Page(網頁)上。
  • 網頁之間用 Hyperlink(超連結)連起來,點一下就能跳到另一頁。
  • 用 Browser(瀏覽器)就可以閱讀網頁。

1990 年 12 月,第一個網站在 CERN 上線;1991 年 8 月,萬維網對外公開;1993 年 4 月 30 日,CERN 宣布萬維網技術開放給所有人免費使用,網站數目從此急速增加。

Internet 和 Web 不是同一樣東西! Internet(互聯網)好像全世界的道路系統;World Wide Web(萬維網)是在這些道路上運作的其中一種服務,好像路上的速遞公司。電郵、視像通話、網上遊戲也用互聯網,但它們都不是 Web。

香港上網了!

1991 年 9 月,香港中文大學接通了全港第一條互聯網線路,速度只有 64 kbps,之後再開放給本港其他大專院校一起使用。今天不少家居寬頻已有 1 Gbps,比當年那條線路快約一萬五千倍。

今天:Mobile(流動)與 Cloud(雲端)時代

  • 2000 年代:家居寬頻和 Wi-Fi(無線網絡)普及。
  • 2007 年起:智能手機普及,上網由「坐在電腦前」變成「隨時隨地」,這就是 Mobile(流動)時代。
  • 今天:相片、文件、影片都可以存在 Cloud(雲端),也就是透過互聯網使用遠端伺服器提供的服務。

由 1969 年的 4 部主機,到今天全球超過一半人口在使用互聯網,網絡真的「一步一步」長成了今天的樣子。

4. 動手試試

任務一:參觀世界上第一個網站

  1. 打開瀏覽器,輸入 info.cern.ch。
  2. 點選「Browse the first website」,這是 CERN 重新上線的第一個網站。
  3. 看看它有什麼:只有文字和藍色的 Hyperlink(超連結),沒有圖片、沒有影片。
  4. 想一想:跟你今天常用的網站比較,最大的分別是什麼?

這是 CERN 的真實網站,不是本課的範例網址。

任務二:家人的「上網口述歷史」

訪問一位家人或長輩,問問他們:

  • 你第一次上網是哪一年?用什麼裝置?
  • 那時上網要等多久?會不會聽到「嘟嘟嘟」的撥號聲?
  • 你第一個電郵地址或第一次用的網站是什麼?

把答案寫在一條屬於你家的時間線上。

小互動

時間線排序

把以下六張卡按時間先後排好。

  1. World Wide Web(萬維網)對外公開
  2. Telegraph(電報)公開示範
  3. ARPANET 全面改用 TCP/IP
  4. Telephone(電話)出現
  5. 智能手機開始普及
  6. ARPANET 送出第一個訊息「LO」

5. 比喻的極限

  • 時光機只是說故事的工具。 漫畫把一百多年的歷史壓縮成四格,中間還有許多重要的發明和人物沒有畫出來。互聯網不是一個人發明的,而是無數人的貢獻。
  • 互聯網沒有真正的「生日」。 1983 年 1 月 1 日常被稱為互聯網的生日,但網絡是一步一步發展出來的,並沒有某一天突然「開機」。
  • 網絡並不慢。 阿帕教授說「慢慢來」,但網絡的發展其實越來越快:由 1969 年的 4 部主機,到今天數以十億計的裝置。
  • 常見誤會:ARPANET 是為了在核戰中生存而建的? 不完全正確。ARPANET 主要是為了讓研究人員共用電腦。封包交換「一條路斷了還有別的路」的特點,確實源自早期有關通訊網絡生存能力的研究,但這不是 ARPANET 本身的主要目的。
  • 第一個訊息不是一次過送出。 漫畫中小比帶著 L 和 O 一起走;實際上,當年每打一個字母就傳送一次,打到第三個字母 G 時,SRI 的系統就當機了。
  • 路牌排在同一條路上,不代表它們是同一類東西。 路牌上的三樣東西在時間上先後出現,但一個是規則、一個是服務、一個是裝置,角色各不相同。

6. 小測驗

第 1 題,共 3 題1969 年開始運作、被視為互聯網前身的網絡是哪一個?
第 2 題,共 3 題1983 年,ARPANET 全面改用哪一套規則,令不同的網絡可以互相連接?
第 3 題,共 3 題關於 Internet(互聯網)和 World Wide Web(萬維網),哪一句是正確的?

7. 重點筆記

  • 互聯網不是一天發明的:由 Telegraph(電報)、Telephone(電話),一步步發展到今天。
  • Packet Switching(封包交換)把資料切成封包、各自找路,線路可以大家共用。
  • 1969 年 ARPANET 送出第一個訊息「LO」;1983 年全面改用 TCP/IP,不同網絡從此可以互相連接。
  • 1991 年 World Wide Web(萬維網)公開;Web 是在 Internet 上運作的一種服務,兩者不是同一樣東西。
  • 香港在 1991 年 9 月接上互聯網;今天我們已進入 Mobile(流動)與 Cloud(雲端)時代。

下一站

網絡上有數以十億計的裝置,怎樣分得出誰是誰?阿麥會給你看看他胸前的名牌。