计算机扫盲贴|第三部分_通信

小执念 · 2017-1-26 15:06

在我们这个“三足鼎立”的世界里，通信是除硬件、软件之外的第三极。无论从哪方面看，通信才是真正让一切变得有意思的东西（也可理解为“有了通信，这个时代才有意思”）。

有了通信，计算机与计算机之间才能对话。这种对话通常都是为我们服务的，但有时候也会为图谋不轨之人提供便利。今天的大多数系统都集硬件、软件和通信于一身，可以说是三位一体。

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换句话说，本书前面介绍的内容也是不可或缺的。通信也是很多社会问题的根源，它诱发了难解的隐私和安全问题，导致了个人、企业和政府之间的权利之争。#381:

这一部分将简略回顾一下通信的历史背景，讲一讲网络技术。我们会介绍因特网，这个网络的网络承载着全世界计算机与计算机之间相当可观的通信量。接着就是万维网，即Web(World Wide Web的简称)。Web诞生于1990年代中期，它把少数人独享的因特网变成了我们每个人每日的必需品。之后，我们会提到因特网的应用，比如电子邮件、电子商务和社交网络，以及相应的威胁和对策。

人类从知道如何记事的那一天起，就拉开了远程通信的帷幕。在此期间，人们使用过各式各样设计精巧的物理装置。随便挑选一件通信器具，都可以引出一个可歌可泣的故事，写成一本书都不在话下。

几千年前，人们就曾通过善于长跑的人传递消息。公元前490年，费迪皮迪兹(Pheidippides)从马拉松战场奔跑了42公里到达雅典，把打败波斯人的胜利消息传递给了雅典人。不幸的是，跑到雅典之后，他上气不接下气地说完“庆祝吧，我们胜利了”之后就死了（至少传说里是这么讲的）。#380:

希腊历史学家希罗多德（Herodotus)在他的著作中也提到了同一时期穿越波斯帝国传递消息的骑手。1914年，希罗多德的话被镌刻在位于纽约第八大道的纽约市邮政总局大楼之上：“无论雨雪、酷热，还是暗夜，都不能阻扰邮差飞快地达成他们送信的使命。“

驿马快信（Pony Express)虽然只运营了不到两年（从1860年4月到1861年10月），但往返于密苏里州圣约瑟夫和加利福尼亚州萨克拉门托之间3000公里邮路上的马背信差，至今仍然美国西部的象征。

可以长距离传递消息的东西包括信号灯和火光、镜子、旗帜、鼓、信鸽，甚至人的声音（英文单词stentorian意思是“声音洪亮的”，这个单词就源自希腊单词stentor，意思是“声音洪亮的人”，他们嗓门非常大，可以向狭窄的山谷对面喊话)。

大约在1792年，法国人克劳德·沙普（Claude Chappe)发明了视觉发报系统。几乎同时，瑞典人亚伯拉罕·艾地格朗兹（Abraham Edelcrantz)也发明了类似的系统。视觉发报机利用安装在信号塔顶上手工翻转的扇页或摇臂来传递信号。发报员从邻近信号塔接收信号，然后将信号传递到另一方位上的邻近信号塔。

到了1830年代，这种信号塔网络已经遍及欧洲，并在美国的部分地区使用。信号塔之间相距大约10公里，发报速度为每分钟几个字符。据一份文献记载，从里尔向巴黎（230公里）发送一个字符大约需要10分钟。

现代通信系统中的关键问题甚至早在1790年代就被注意到了。最重要的，必须有一套共同遵守的协议来表示、交换信息以及检测和排除错误。而且，尽管当时横跨法国发送一条消息只要几个小时，但是想以最快的速度发送信息始终都是个核心问题。

另外，安全和隐私问题也出现了。大仲马出版于1844年的《基督山伯爵》的第61章里，就有化名基督山伯爵的邓蒂斯收买发报员向巴黎发送假消息，从而导致仇人邓格拉斯财务破产的描写。

视觉发报系统有一个致命的问题，就是只能在视线良好的情况下发报，夜晚或恶劣的天气条件下都不能发报。1830年代，萨缪尔·摩尔斯发明了电报。1840年代，电报系统在不到十年时间就取代了视觉发报系统。

不久，商业电报服务遍及美国各大城市（第一条电报线路1844年架设在巴尔的摩和华盛顿之间）。1858年，第一条穿越大西洋的电报线缆铺设完工。电报系统也让当时的人们经历了从希望到渴望再到失望的过程，就如同后来因特网早期繁荣和1990年代后期.com泡沫破裂一样。

财富得而复失，欺诈随处可见。乐观主义者预言世界和平和相互谅解的日子为期不远，而现实的人则认识到尽管情节不同，但历史将再次重演。“这一次不一样”的说法几乎就没有兑现过。

1876年，亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell)就他发明的电话，以先申报几个小时的优势打败伊莱沙·格雷（Elisha Gray)获得美国专利局的专利。尽管事实真相到现在依旧扑朔迷离，但电话在接下来百年的发展，确确实实让人类的沟通和通信有了翻天覆地的变化（当然，同样没有导致世界和平和相互谅解）。

电话让人们无需专业知识即可直接通话，而电话公司制定的标准和达成的协议也让世界上几乎任何两部电话之间都能传递语音。

电话的优势在于支持较长时间的稳定通话，但它只能传送语音。一般来说，通话交谈的时间会持续三分钟左右，因此在建立连接上花几秒钟时间不是问题。电话号码是独一无二的一串数字，明确指示地理位置。而用户操作界面则非常简洁，就是一个纯黑色的电话机上面带一个旋转拨号盘（这种电话机现在已非常少见，唯一遗留下来的只剩“拨电话”时的回铃音了）。电话系统的全部智能都在电话网上，用户所要做的只是接听电话、拨打电话，或者让人工接线员帮忙转接。

带旋转拨号盘的电话少见归少见，我一位朋友的母亲现在仍然还在用呢，下面就是朋友发给我的电话照片：

所有这一切的意思很明显，那就是电话系统做到了只关注核心价值：高度可靠和保证服务品质。50多年来，只要有人一拿起电话，就一定会有一个拨号音（这也是一种回铃音），然后相互通话，对方的声音能够一清二楚地传过来。这个接通的过程一直会持续到双方都挂断才停止。

对于电话系统来说，20世纪的后25年是一个快速变化的时期，包括技术、社会和政府政策。1980年代，传真机的普及让通信方式发生了改变，计算机之间直接通信也变得越来越常见。当时使用的是可以把比特转换成声音（或相反）的调制解调器，俗称“猫”。

这种通信方式与传真机的原理相同，都是基于模拟电话网络利用音频来传输数字化的信息。技术的发展让发起呼叫的时间变短了，让能发送的信息量变大了（借助铺设于国内甚至跨越大洋的光纤网络)，而且能够将一切都数字化。

手机则更为彻底地改变了人们的通信方式，以至于今天的世界完全成了手机的天下。经营有线电话线路的公司每况愈下，后起之秀则层出不穷，各领风骚。#378:

世界范围内的政府政策也发生了巨大变化，曾经是高度管制的行业如今不再受管制。以往，在美国AT&T—家独大，其他国家则多由政府部门垄断。现在则实现了开放性的竞争。在美国，AT&T经历了几次拆分。先是1984年被分成长途电话与制造业务(AT&T)和本地电话服务（贝尔电话公司）。

之后是1995年，新的AT&T又自行分为长途通信服务（AT&T)和制造（朗讯）两家公司。AT&T可谓虎落平阳，最终被它自己在1984年分拆出的一家运营商西南贝尔收购。2006年，朗讯与法国电话设备公司阿尔卡特合并。

今天，传统电话公司仍然在与新兴通信系统殊死搏斗。在这些依托互联网的新兴竞争对手挤压下，他们的收人和市场份额与日俱减。最主要的威胁来自互联网电话，通过互联网发送数字语音是一件轻而易举的事。Skype之类的服务则更进一步，不仅支持计算机之间的免费通话，而且通过互联网拨打传统电话的收费也不高，至少比现有电话公司的收费便宜得多，尤其是国际通话更加明显。谷歌的服务甚至比这还要便宜（目前在美国和加拿大都免费了），所以说传统电话公司无论如何都在劫难逃。

我记得1990年代早期，有一位朋友曾跟AT&T管理层说过，他说国内长途电话的资费会降到每分钟1美分（当时AT&T的收费标准大约是每分钟10美分)。当时，大家还都笑话他在作无稽之谈呢。传统电话公司自然不甘败落，他们正使出浑身解数来保护自己的收人，通过技术、法律，甚至政治手段来维护现有的垄断地位。

比如，竞争对手要使用你们家的电话线就必须向电话公司付费。这还说得过去，毕竟线路是电话公司铺设到你们家的，人家通过使用费回收成本理所应当。

再比如，对于竞争对手通过互联网提供的电话服务（VoIP，即Voice over IP)或其他竞争性服务，采取限制带宽或其他降速手段。这就不太合理了。

这里涉及一个所谓的网络中立（net neutrality)的问题了。除了为确保网络正常运行所要采取的纯技术手段之外，服务提供商有权干扰、限制或者屏蔽网络通信吗？

是应该要求电话和有线电视公司也向所有用户提供同样的互联网服务，还是应该允许他们把服务和用户区别开来对待？

如果可以区别对待，那依据又是什么？

比如说，电话公司有没有权利限制或屏蔽来自其竞争对手（比如VoIP公司Vonage)的流量？

有线电视公司有没有权利降低Netflix等互联网视频公司的网速？

服务提供商有没有权利限制或屏蔽与自己的社会主张或政治主张不同的网站？

同样，这些问题大家众说纷纭。

对网络中立问题的看法将从根本上影响互联网未来的发展。而互联网一直以来最得益于（也让我们受益于）其作为一个中立平台的角色，对所有通信都一视同仁，既不干涉，也不限制。

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