你是否曾经想过，当我们在另一大洲向朋友或同事发短信、打电话或视频聊天时，为什么他们的回复能在一瞬间到达，就好像他们就在同一个房间里？在这背后，一系列无形的转换正在进行：你的声音、视频或消息被转换成无线电波，穿过房间抵达你的Wi-Fi路由器，然后转变成铜线中的电脉冲（或者如果你使用光纤连接则为光），接着在深埋海底的比头发还细的玻璃光缆中闪烁光信号，最后在另一端倒退播放整个过程。我觉得最令人惊讶的是，我们仅依靠控制和模式化电力、光和无线电的扰动，就能与世界上任何人即时沟通。这条信息通过几十家不同国家的独立公司拥有的设备传输。它们没有因为这条信息的传输而进行特别的协调，也没有任何一家公司了解你的数据所走的完整路径，它们只将数据转交给下一个最接近的路径。没有中央计算机在指挥流量，也没有单一公司拥有互联网基础设施。然而，这一切都能运作得如此顺畅且可靠，每秒数十亿次，唯有在电话卡顿或视频缓冲时我们才会察觉到。 通过互联网发送消息：t = 0 毫秒 1/6 · 发送消息 你点击发送。消息变成几百个字节。无线电信号传输到你的路由器，铜缆和光纤穿过你的城市，海底光缆中的光信号，一个位于远端的数据中心，以及一条回传的独立、通常不同的路径。微弱的点是其他所有人的流量；这里的每一根线、电缆和机器都被数百万个对话共享。这篇文章的主题是，如何在没有任何人负责的情况下，这一切都能运作。软件文章讲述了一台单独机器的故事，从硅中的电子到你运行的软件。而这篇文章讲述的是这些机器之间连接的故事。就像计算层次一样，互联网并不是一蹴而就的；它是数十年累积而成的，每一个协议只有在你看到它被发明出来以解决的具体局限时才能理解。很容易将结果误认为是基于完成蓝图工程设计的，因为故障足够少，以至于感觉系统总是如此可靠。实际上，本文中提到的每一个机制，分组交换、TCP、DNS和TLS，都是针对特定问题的补丁，在互联网"运作"几十年后才被部署，而导致它们出现的压力并未停止：现在来自新的物理链接、新的故障场景和来自早已不存在的底层设计时的软件的新需求。我的目标是从基本原理构建这种理解。到最后，互联网上许多日常的谜团将在一个单一、连贯的心理模型下变得直观：地址栏中的挂锁如何保护你的信用卡信息，死页是网站的问题还是你自己那边的故障，为什么即便在“千兆”连接下网页也会感觉迟缓，以及你的数据如何动态地绕过半个世界外的故障海底电缆。我们在计算机诞生之前便已经在发送比特 网络比计算更古老，也比电更古老。网络这个词最初的意思正如其所听到的那样，是一张定期交叉的线或者绳索构成的网状结构。在19世纪初，工程师借用这个术语来描述互联的运输路线，如运河和铁路。当1840年代电报问世时，这个词自然而然地用于描述传送信号的电线和站点系统。然而，网络链接的基本物理原理仍然与最简单的机械连接相同。将一根绳子绷紧在两个罐子之间，在一个罐子中说话，绳子一定会将你声音的振动以机械运动的形式传递到另一个罐子中，没有任何放大器或继电器，只有随着每米的距离波洩失去能量的波动。这已经是自此以后所有链接构建的基本原理，在一端改变一个物理量，在另一端进行测量。绳子做不到的，就是在不损失信号的情况下携带真实的信号到遥远的地方。电报的真正突破不仅是用电缆替代绳子，而是克服了这个距离上的物理限制。在1844年，塞缪尔·摩尔斯通过铜线使用摩尔斯电码发送了信息：“上帝创造了什么”。注意电报实际上是一个数字网络。它并不传输声音的音色；它传输的是固定字母表中的离散符号。这种选择具有维多利亚时代人们深知的优势。一条电机继电器沿线不需要传递波本身；它只需要检测是否