计算机基础 - 互联网
定义 − “互联网是一个连接全球各种类型计算机的计算机网络。它是一个网络的网络，共享用于寻址（识别）计算机的通用机制，以及一组通用的通信协议 [1]。”
什么是互联网？
互联网是一个网络的网络；它是一个全球计算机或计算机设备网络，用于在网络上传输数据或信息。它使用标准的 Internet 协议如 TCP/IP 来连接全球数十亿计算机设备。互联网的主要目标是让人们更容易共享信息。这可以通过互联网上的许多不同工具来实现。您可以使用电子邮件、邮件列表服务器、新聞组、telnet、gopher、FTP 和 World Wide Web 等工具。
数据或信息通过传输介质在计算机网络上传输；它可以是有线或无线介质。在有线数据传输中，数据使用同轴电缆、双绞线电缆和光纤电缆等一组电缆传输，而在无线通信数据传输中，数据通过蜂窝网络、Wi-Fi 和卫星通信传输。
互联网的架构
互联网的架构允许全球设备进行通信和数据交换。
层和组件构成了这种复杂的结构。
图：互联网的架构
互联网架构的简化视图如下 −
终端设备 − 终端设备包括位于网络边缘的 PC、手机、平板电脑、服务器、IoT 设备等。这些设备产生和使用数据。
网络基础设施 − 网络基础设施包括路由器、交换机、电缆、光纤线路、卫星和无线接入点。数据通过网络基础设施在终端设备之间传输。
协议 − 协议调控网络数据及其接收方式。现代互联网基于 Internet Protocol Suite (TCP/IP)，其中包括 −
Internet Protocol (IP) − 该协议负责寻址和路由数据包，使其能够在网络上传输。
Transmission Control Protocol (TCP) − TCP 建立连接、确认数据并重传丢失的数据包，以确保数据包安全有序地传输。
User Datagram Protocol (UDP) − 与 TCP 不同，UDP 是一种无连接协议，不保证可靠交付。它常用于实时应用，在这些应用中，少量延迟优于数据丢失。
互联网服务提供商 (ISP) − ISP 是向客户、企业和其他组织提供互联网连接的公司。他们维护物理基础设施和连接，使人们能够访问互联网。
互联网的架构是一个动态且不断演进的系统；它持续适应技术进步和变化的需求。
为什么互联网被称为网络？
“internet”一词意为“互联网络”。网络是由利用标准化协议进行通信的互连计算机网络集合。以下几点说明了为什么互联网被称为网络 −
互联性 − 互联网由众多网络组成。从家庭和企业中的小型局域网（LANs）到由 ISP、企业和政府控制的全球网络，这些网络通过路由器、交换机和其他网络设备连接。
通信基础设施 − 网络的基本目标是便于设备之间相互通信并共享信息。
图：计算机网络
这些设备可以包括笔记本电脑、服务器、手机、物联网设备等。
层次结构 − 许多网络，包括互联网，都是层次化的。在最低层，设备本地连接。通过将小型网络按层次框架连接到更大网络，形成全球互联网。
层次化组织简化了数据路由和管理。
分布式控制 − 像互联网这样的网络使用分布式控制模型。相反，ISP、网络管理员和用户共享控制。这种分布式控制使互联网保持稳定、弹性且安全。
“网络”一词恰当地描绘了互联网在全球通信和数据共享中的互联性和重要性。
互联网是如何工作的？
互联网之所以能够运行，是因为它由复杂的互连网络组成，这些网络使设备能够在全球范围内相互通信。互联网工作方式的两个基本概念是 packets 和 protocols。
Packets
当数据通过互联网传输时，首先被分成更小的 packets，然后转换为 bits。不同的网络设备（如路由器和交换机）将 packets 路由到其目标目的地；当 packets 到达目的地时，接收设备会按照正确顺序重新组装它们，然后使用或显示数据。
Packet switching 是通过网络传输小块数据。Packets 允许更快、更高效的数据传输。用户发送的文件通常以较小的 data packets 通过网络发送。一个 3MB 文件将被拆分成带有 packet headers 的 packets，这些 headers 指定源 IP 地址、目标 IP 地址、packets 数量和序列号。
Protocols
互联网基于一组标准化的通信协议集合，即 Internet Protocol Suite，或称为 TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。这个协议栈确保数据 packets 在网络上被一致且高效地发送。除了基本协议外，还有用于路由、测试和加密的其他协议。
Routers
Router 是一种根据 packets 目的地将数据 packets 发送到不同计算机网络的设备。Routers 就像互联网的交通警察，确保数据到达正确的网络。
Switches
Switches 连接网络设备。Packet switching 将 packets 路由到正确的设备。
这些设备将传出 packets 发送给它们，由它们进行路由。
DNS
Web 服务器是配备高处理能力的专用计算机。它们负责存储和向用户交付内容（网页、照片和视频）。此外，服务器还负责响应 DNS 查询并执行各种其他关键任务，以确保互联网正常运行。大多数服务器存储在世界各地的庞大数据中心中。
所有连接互联网的设备和计算机都能理解这些 protocols，无论谁或什么连接到互联网，互联网都能正常工作。
Internet 的历史
Internet 的简要历史如下 −
早期概念 (1960s) −
计算机的去中心化网络最早在 1960 年代由 J.C.R. Licklider 和 Leonard Kleinrock 等学者提出。
由美国国防部支持的 Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) 于 1969 年成为第一个运行的分组交换网络。
协议的发展 (1970s) −
1970 年代见证了重要的网络协议进步。Vinton Cerf 和 Robert Kahn 创建了 TCP/IP 以标准化网络数据传输。
Ray Tomlinson 设计的第一个 email 客户端和 SMTP 协议提升了网络通信能力。
扩展和商业化 (1980s) −
1980 年代见证了 Internet 的扩展。
1986 年，National Science Foundation Network (NSFNET) 成立，用于连接美国各地的教育和科研机构及组织。
1989 年，Tim Berners-Lee 引入了 World Wide Web (WWW)，这是一个可在线访问的超链接文档系统，彻底改变了 Internet。
增长 (1990s) −
1990 年代，Internet 在商业 ISP 和图形化浏览器的推动下商业化并快速增长。
Mosaic、Netscape Navigator 和 Internet Explorer 等 web 浏览器问世，大大提高了公众对 Internet 的访问性。
电子商务、在线银行和社会网络站点兴起，改变了 Internet 在商业和社会互动中的作用。
移动 Internet 和社交媒体 (2000s - 2010s) −
智能手机和无线网络在 2000 年代和 2010 年代推动了移动 Internet 访问的增加。
Facebook、Twitter 和 YouTube 等在线平台流行起来，支持全球通信和内容共享。
物联网 (IoT) 和未来趋势 (2010s - 至今) −
物联网 (IoT) 将日常物体和设备连接到 Internet，从而实现新的应用和服务。
AI、blockchain 和 5G 网络等新兴技术正在推动 Internet 的创新和转型。
互联网的用途
如今，互联网无处不在；以下是一些互联网最常见的用途。
通信 − 互联网允许使用 email、消息应用、社交媒体以及语音/视频通话进行即时联系。它让人们与朋友、家人、同事以及全球社区保持联系。
24/7 信息访问 − 互联网提供了几乎任何想象得到的话题的庞大信息库。用户可以搜索新闻、研究论文、教程和教育资源，从而获取信息和宝贵见解。
娱乐 − 互联网提供了丰富的娱乐选项，包括在线可用的电影、电视、音乐和播客流媒体服务。社交媒体、在线游戏和数字艺术平台也丰富了互联网娱乐。
电子商务 − 在线购物彻底改变了零售业，让人们足不出户即可购物。电子商务平台提供海量选择、合理价格以及便捷的支付和配送。
教育 − 在线课程、虚拟课堂和教学材料改变了教育方式。学生无论身处何地，都可以学习新技能、获得学位并参与学习。
商业与创业 − 互联网的出现使企业能够有效与客户互动、推广并销售产品或服务，并促进在线交易。此外，它还使企业家能够启动新业务、在在线商务平台上营销和销售产品，并进入国际市场。
社交网络 − 诸如 Facebook、Twitter、Instagram 和 LinkedIn 等社交媒体平台使用户能够与他人互动、交换内容并参与讨论。社交网络已成为互联网通信和社区构建的重要组成部分。
医疗保健 − 互联网支持远程医疗、远程咨询以及获取健康信息和资源。患者可以在线预约、续药并寻求医疗建议，从而使医疗保健更易获取和便捷。
政府服务 − 许多政府服务现已在线提供，例如报税、许可申请、选民登记以及公共数据访问。电子政务举措改善了行政运作和公民参与。
互联网的优缺点
互联网的优点
互联网的使用量每天都在增加。它以不同的方式为用户提供便利。互联网的一些显著优点包括：
通信和信息共享媒介 − 互联网支持多种通信方式，包括电子邮件、即时消息、社交网络平台以及 VoIP（Voice over Internet Protocol）服务，如 Skype 和 Zoom。这些解决方案允许个人和团体从遥远地点进行实时或异步通信。
可访问性 − 互联网允许用户 24/7 全天候访问；这指的是个人随时连接并使用互联网的能力。
电子商务 − 在线购买和交易改变了商业模式。
Amazon、eBay 和 Alibaba 实现了全球电子商务，使用 PayPal 和 Stripe 等数字支付系统可以进行安全的在线交易。政府服务 − 互联网改善了政府运作，并使居民更容易在线与政府沟通，从而提升质量、降低成本并增加透明度。
娱乐和媒体 − 网上有丰富的娱乐资源，包括流媒体服务，用户可以随时观看电影、电视剧集、音乐和其他多媒体内容（例如 Spotify、Netflix 和 YouTube）。
社交网络 − 互联网极大地改变了社会。它改变了人们工作、学习和与世界联系的方式。它促进了全球人们相遇和协作，但也引发了隐私、安全、假新闻和数字鸿沟等问题。
教育/学习 − 用户可以在互联网上访问经过深入研究的相关主题内容、视频讲座和在线教育。在线视频、讲座和笔记使学习变得独特。
在线银行 − 互联网允许用户进行在线银行操作；它还提供移动应用，客户可以通过智能手机或平板电脑方便地执行银行相关任务或操作，进一步提升了可访问性和灵活性。
医疗保健 − 通过互联网提供的远程临床服务改善了患者获取高质量、经济实惠医疗服务的访问。创新的家庭健康设备让医生无需昂贵的上门拜访即可监测患者，并提供实时反馈。
经济发展/收入来源 − 在当今时代，互联网是良好的收入来源。它允许您在 Upwork、Freelancer 或 Fiverr 等自由职业平台上提供技能和服务。人们可以通过在线写作、平面设计、编程、数字营销等多种在线工作或居家工作赚钱。
账单支付 − 它允许用户在线支付电费、税费、市政水费等，并生成收据以供将来参考。此过程节省了大量时间，并为用户带来便利。
旅游和旅行 − 互联网让生活变得更容易；它改变了旅游和旅行行业，惠及旅行者和企业。旅行者可以在网上查找目的地、景点、住宿和交通。旅行网站、博客、论坛和评论平台允许客户根据兴趣和预算进行研究、阅读评论并规划假期。
总体而言，互联网继续快速发展，推动创新并以前沿技术重塑人类生活的各个方面。
互联网的缺点
互联网有各种好处；但它也有缺点。认识到并解决其缺点至关重要，以确保最大化其益处，同时减轻潜在危害。以下列出了一些最显著的缺点：
互联网成瘾/浪费时间 − 互联网成瘾不仅浪费时间，还会损害人们的心理健康、生产力和人际关系。
社交媒体、在线游戏和其他互联网活动可能导致成瘾。
网络安全威胁/网络犯罪 − 网络安全问题包括黑客攻击、恶意软件、钓鱼攻击和身份盗窃。安全措施不足可能危及个人和财务数据。
隐私问题 − 在访问互联网时，用户数据隐私经常面临风险，因为企业收集大量用户信息用于定向广告和其他用途。恶意人员也可能未经许可访问个人信息。
虚假信息和假新闻 − 虚假信息和假新闻可以在互联网上迅速传播，导致大量误导性信息。
这可能对社会造成严重后果。
孤立和社会脱节 − 互联网将全球个人连接起来，但也可能使他们孤立并减少面对面互动；家庭健康关系丧失已成为社会重大问题。
网络欺凌和骚扰 − 互联网的匿名性可能助长网络欺凌、骚扰和喷子行为。在线虐待受害者可能遭受长期心理痛苦。
接触不适当内容 − 儿童可能意外或故意接触不适合年龄的内容，包括暴力、色情、仇恨言论和暴力图像。此类内容不仅对儿童的心理和情感健康产生负面影响，还对其他年龄组的人产生影响。
在线掠食者 − 互联网匿名性可能帮助掠食者在社交媒体、消息应用、论坛和游戏平台上针对并剥削青少年。
掠食者可能招募青少年进行性剥削、胁迫或其他形式的虐待。
分心和生产力损失 − 人们经常被通知、电子邮件、社交媒体更新和其他在线诱惑分散注意力，从而降低个人和职业生产力和效率。
对技术的依赖 − 人们越来越依赖互联网和数字技术，更容易受到网络攻击、技术故障和基础设施中断的影响。过度依赖技术的人也可能丧失传统技能和知识。