在探討互聯網是什么之前，我們必須清楚什么是“網絡”。網絡是一組彼此連接并能夠相互發送數據的計算機。計算機網絡很像一個社交圈，即一群互相認識、定期交換信息并共同協調活動的人。互聯網是相互連接的龐大、龐大的網絡集合。事實上，“互聯網”這個詞可以說來自這個概念：互聯網絡。

由于網絡內的計算機相互連接，并且這些網絡也都相互連接，因此通過互聯網，一臺計算機可以與遠方網絡中的另一臺計算機通信。這樣，使得世界各地的計算機之間快速交換信息成為可能。

計算機通過線纜、無線電波和其他類型的網絡基礎設施相互連接并與互聯網連接。通過互聯網發送的所有數據都被轉換為光或電脈沖（也稱為“位”），然后由接收計算機進行解釋。線纜和無線電波以光速傳導這些位。一次可以越過這些線纜的位數越多，互聯網的運行速度就越快。

什么是分布式網絡？為什么這個概念對互聯網很重要？

互聯網沒有控制中心。相反，它是一種分布式網絡系統；也就是說，它不依賴于任何單獨的計算機。任何計算機或硬件只要能以正確方式（例如，使用正確的網絡協議）發送和接收數據，都可成為互聯網的一部分。

互聯網的分布式特性使其具有彈性。計算機、服務器和其他網絡硬件可以隨時連入互聯網或斷開連接，不會影響互聯網的功能；計算機則不一樣，缺少某一組件時可能就完全無法運行。大規模情況下也是如此：如果服務器、整個數據中心或整個地區的數據中心發生故障，互聯網的其余部分仍然可以正常運行（速度可能會變慢）。

互聯網如何運作？

互聯網運作的基本原理包含兩個主要概念：數據包和協議。

數據包

在網絡中，數據包是較大消息的一小部分。每個數據包都包含數據和有關該數據的信息。有關數據包內容的信息稱為“標頭”，它位于數據包的最前面，以便接收方機器知道如何處理數據包。若要了解數據包標頭的用途，可以想一下某些消費類產品是如何隨附組裝說明的。

當數據通過互聯網發送時，它首先分解為較小的數據包，接著轉換為位。數據包通過各種網絡設備（如路由器和交換機）路由到其目的地。當數據包到達目的地時，接收設備會按順序重組數據包，然后可以使用或顯示數據。

這個過程可與美國自由女神像的建造進行類比。自由女神像最初是在法國設計和建造的。但是，它尺寸太大，無法裝到船上，因此它被分塊運送到美國，并附上有關每一塊所屬位置的說明。收到這些塊的工人將它們重新組裝成今天矗立在紐約的雕像。

運送自由女神像花了很長時間，但通過互聯網以較小的片段發送數字信息的速度非常快。存儲在 Web 服務器上的自由女神像照片可以一次發送一個數據包，跨越整個地球并加載到某人的計算機上，整個過程只需幾毫秒。

數據包使用稱為數據包交換的技術通過互聯網發送。中間路由器和交換機能夠彼此獨立地處理數據包，無需考慮其來源或目的地。這是設計使然，沒有哪個連接可以獨霸網絡。如果不進行數據包交換，一次在計算機之間發送數據，那么兩臺計算機之間的連接可能會在數分鐘內占用數條線纜，以及多臺路由器交換機。基本上，一次只能有兩個人可以使用互聯網，而不是像現實中那樣人數不限。

協議

連接兩臺可能使用不同硬件并運行不同軟件的計算機，是互聯網締造者必須解決的主要挑戰之一。這需要使用所有連接的計算機都可理解的通信技術，就像在世界上不同地區長大的兩個人可能需要說一種通用語言才能互相理解一樣。

這個問題可標準化協議解決。在網絡中，協議是執行某些操作和格式化數據的標準化方法，以便兩個或更多設備能夠相互通信并相互理解。

協議有多種，用于在同一網絡（以太網）上的設備之間發送數據包，在網絡之間（IP）發送數據包，確保這些數據包成功按順序到達（TCP），以及為網站和應用程序格式化數據（HTTP）等。除了這些基本協議之外，還有用于路由、測試和加密的協議。對于不同類型的內容，也有上述協議的替代協議。例如，流視頻通常使用 UDP 而不是 TCP。

所有連入互聯網的計算機和其他設備都可以解釋和理解這些協議，所以無論連接的是什么，互聯網都可以正常工作。

促成互聯網運作的物理基礎設施是什么？

許多不同種類的硬件和基礎設施使互聯網能為眾人所用。其中一些最重要的類型包括：

• 路由器根據其目的地將數據包轉發到不同的計算機網絡。路由器就像互聯網的交通警察，確保互聯網流量進入正確的網絡。
• 交換機連接共享一個網絡的多個設備。它們使用數據包交換將數據包轉發到正確的設備。它們也從這些設備接收出站數據包，并將它們傳遞到正確的目的地。
• Web 服務器是特殊的高性能計算機，除了托管應用程序和數據庫外，還可以存儲內容（網頁、圖像和視頻等）并提供給用戶。服務器也響應 DNS 查詢并執行其他重要任務，使互聯網保持正常運作。大多數服務器都保管在遍布全球的大型數據中心中。

這些概念與用戶通過互聯網訪問的網站和應用程序有何關系？

我們以本文為例。為了讓您看到這篇文章，它以數千數據包的形式通過互聯網逐個片段發送。這些數據包通過線纜和無線電波穿過路由器和交換機，從我們的Web 服務器一路傳輸到您的計算機或設備。您的計算機或智能手機收到這些數據包，并將它們傳遞到設備的瀏覽器，然后瀏覽器會解釋這些數據包中的數據，以顯示您正在閱讀的文字。

此過程涉及的具體步驟有：

• DNS 查詢：當您的瀏覽器開始加載本網頁時，首先可能進行 DNS 查詢以查找網站的IP地址。
• TCP 握手：瀏覽器打開與這個 IP 地址的連接。
• TLS 握手：瀏覽器也在Web 服務器和您的設備之間設置加密，使攻擊者無法讀取這兩個端點之間傳輸的數據包。
• HTTP 請求：瀏覽器請求此網頁上顯示的內容。
• HTTP 響應：服務器以HTML、CSS 和 JavaScript 代碼的形式傳輸內容，并分解為一系列數據包。一旦您的設備接收到數據包并驗證已收到所有數據包，瀏覽器就會解釋數據包中包含的 HTML、CSS 和 JavaScript 代碼，以呈現有關互聯網工作原理的本文。整個過程只需一兩秒。

“幫助構建更好的互聯網”是什么意思？

創造互聯網是一項令人難以置信的成就，它涉及成千上萬的個人和組織的共同努力。如今，互聯網的運行規模遠遠超出其創造者的預期，這一事實證明了他們所做工作的價值。

但是，互聯網并始終都能正常運行。網絡問題和惡意活動可能會減慢互聯網訪問速度或將其完全阻止。第三方可能會監視用戶的活動，從而導致濫用行為，在某些情況下還會導致政府的鎮壓。互聯網協議和流程在設計時并未考慮安全性和隱私性，因為最初設計和構建互聯網的人更關心使互聯網正常工作，而不是使其完美無缺。