美國科學家如何理解網路

⑴ 量子計算機未來會威脅到網路加密，國外科學家為何這么說

隨著技術的發展，科學家們在高速計算方面不斷探索，繼美國研發量子計算機後，中國的九章量子計算機也隨之問世。隨著量子計算機的問世，人們開始擔憂量子計算機會威脅到網路安全，我們來探討一下這一方面的內容。

盡管在運算速度上，量子計算機具有極大的優勢，被預測用於破解網路安全密碼，但是人們仍不需要擔心目前自身網路安全。一來量子計算機才剛剛問世，無法向普通計算機那樣用在普通大眾中，而且量子計算機還有許多的問題需要解決，二來，隨著計算技術的發展，加密的手段也會發展，相信加密技術會隨著量子計算機的出現為不斷提升。

⑵ 什麼是無尺度網路

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網路有隨機網路和無尺度網路，許多網路包括網際網路"人類社會和人體細胞代謝網路等，都是無尺度網路。研究無尺度網路，對於防備黑客攻擊、防治流行病和開發新葯等，都具有重要的意義。

一個實例：

如圖所示，網際網路是一個無尺度網路，其中某些站點似乎與無數的其他站點相連結 (參見右圖的星爆形結構細節)。本圖繪制於2003年2月6日，描繪了從某一測試站點到其他約10萬個站點的最短連結路徑。圖中以相同的顏色來表示相類似的站點。

大腦，是由軸突相連結的神經細胞網路，而細胞本身，又是由生化反應相連結的分子網路。社會也是一個網路，它由友情、家庭和職業關系彼此連結。在更大的尺度上，食物鏈和生態系統可以看作由物種所構成的網路。科技領域的網路更是隨處可見:網際網路、電力網和運輸系統都是實例。就連在文章中我們用以向你傳遞思想的語言，也是一種藉由語法相互串連在一起的文字網路。
盡管網路是如此重要和普遍，但科學家對它的結構和屬性卻知之不多。在復雜的基因網路中，故障節點是如何相互作用而引發癌症的?在特定的社會和通信系統中，疾病和電腦病毒如何快速傳播而導致流行?某些網路即便大部分節點失效，還能維持運行，原因何在?
最近的研究開始找到這些問題的答案。過去的幾年中，不同領域的研究者發現，很多網路都是由少數一些具有眾多連結的節點所支配的，包括萬維網、細胞代謝系統，以及好萊塢的演員網路在內。包含這種重要節點(或稱集散節點)的網路，我們通常稱之為"無尺度"(scale free)網路。在無尺度網路中，有些集散節點甚至具有數不清的連結，而且不存在代表性的節點。這種網路還具有可預期的行為特性：例如對意外故障具有驚人的承受力，但面對協同式攻擊時則很脆弱。
這些發現極大地改變了我們對復雜外部世界的認識。集散節點的存在，讓我們認識到了以前的網路理論尚未涉及的問題:各種復雜系統具有相同的嚴格結構，都受制於某些基本的法則，這些法則似乎可同等地適用於細胞、計算機、語言和社會。更進一步，認識這些法則，會幫助我們解決一系列重要問題，包括開發更好的葯物、防止黑客侵人互聯網、阻止致命流行病的傳播，等等。

概述 /無尺度網路的特性

很多復雜系統擁有共同的重要特性:大部分節點只有少數幾個連結，而某些節點卻擁有與其他節點的大量連結。這些具有大量連結的節點稱為「集散節點」，所擁有的連結可能高達數百、數千甚至數百萬。由此看來，這一特性似乎能說明網路是無尺度的。
無尺度網路具有某些重要特性。例如它們都可以承受意外的故障，但面對協同式攻擊卻很脆弱。
了解這些特性，可能導致許多領域出現新的應用。例如，電腦科學家可能據此設計出更有效的策略，以保護網際網路免受電腦病毒的侵害。

無尺度網路

在過去40多年裡，科學家慣於將所有復雜網路看作是隨機網路。這一思想源於兩位匈牙利數學家的研究，他們是卓越的Erdos以及他的密切合作者Renyi。1959年，為了描述通信和生命科學中的網路，Erdos和Renyi提出，通過在網路節點間隨機地布置連結，就可以有效地模擬出這類系統。這種方法及相關定理的簡明扼要，導致了圖論的復興，數學界也因此出現了研究隨機網路的新領域。
隨機網路理論有一項重要預測：盡管連結是隨機安置的，但由此形成的網路卻是高度民主的，也就是說，絕大部分節點的連結數目會大致相同。實際上，隨機網路中節點的分布方式將遵循鍾形的泊松分布。連接數目比平均數高許多或低許多的節點，都十分罕見。有時隨機網路也稱作指數網路，因為一個節點連接k個其他節點的概率，會隨著k值的增大而呈指數遞減。
因此當1998年，我們與美國聖母大學的鄭夏雄及Albert合作，開展一個描繪萬維網的項目時，我們滿以為會發現一個隨機網路。原因如下：人們會根據自己的興趣，來決定將網路文件連結到哪些網站，而個人興趣是多種多樣的，可選擇的網頁數量也極其龐大，因而最終的連結模式將呈現出相當隨機的結果。
然而，實測結果卻推翻了這個預測。在這個項目中，我們設計了一個軟體，可從一個網頁跳轉到另一個，盡可能地收集網上的所有連結。雖然這個虛擬機器人僅僅探索了整個萬維網的極小一部分，但它組合出來的圖景。卻揭示了令人驚異的事實:基本上，萬維網是由少數高連結性的頁面串連起來的，80%以上頁面的連結數不到4個。然而只佔節點總數不到萬分之一的極少數節點，卻有1000個以上的連結(一項後續的網路調查顯示，有一份文件已經被超過200萬的其他網頁所連結!)。
我們在計算恰好擁有k個連結的萬維網頁面的數目時，發現網頁的連結分布遵循所謂的"冪次定律":任何節點與其他k個節點相連結的概率，與l/k成正比。對於流入的連結而言，n值接近於2，這也就是說，流入連接數只有某站點一半的站點，在網中的數量卻有該站點的4倍之多。冪次定律和表徵隨機網路的鍾形分布大相徑庭。具體來說，冪次定律不像鍾形曲線那樣具有一個峰值，而是由連續遞減的函數來描述。如果用雙對數坐標系來描述冪次定律，得到的是一條直線[見下圖隨機網路vs無尺度網路]。與隨機網路中連結的民主分布不同，冪次定律所描述的，是由少數集散節點(如Yahoo和Google)所主控的系統。

隨機網路中絕對不可能出現集散節點。當我們開始描繪萬維網時，原本預期節點會像人類的身高一樣遵循鍾形分布，但結果卻發現有些節點不能如此解釋。我們就像突然發現了很多身高百尺的巨人一樣，大吃了一驚。因此，我們想出了"無尺度"這樣的用語。

無尺度網路哪裡?

過去幾年中，研究者在很多不同的系統中都發現了無尺度結構。我們研究萬維網的目標是以超連結彼此串連的虛擬網頁網路。相比之下，美國加州大學河濱分校的Faloutsos、加拿大多倫多大學的Faloutsos以及美國卡耐基梅隆大學的Faloutsos則是分析網際網路的物理結構。這三位電腦科學家兄弟研究了以光纖或其他通信線路連接的路由器，他們發現，這個實體網路的拓撲結構也是無尺性的。
研究人員還發現，某些社會網路也是無尺度的。例如，美國波士頓大學和瑞典斯德哥爾摩大學的科學家的共同研究顯示，瑞典民眾的性關系網路也遵循冪次定律:盡管大部分人終其一生只有少數幾個性伴侶，但有少數人(集散節點)的性伴侶多達數百人。德國基爾大學的Bornholdt領導的一項研究表明，電子郵件所連結的人際網路，也可能是無尺度的。渡士頓大學的Redner則證實，由科學論文之間引用關系所連結的網路，同樣也遵循冪次定律。美國密歇根大學安娜堡分校的Newman研究了包括物理和計算機等一些學科內科學家之間的合作關系網路，他發現這些網路同樣也是無尺度的，這也印證了我們針對數學家和神經科學家所做的研究。(有趣的是，在數學界，Erdos本人就是最大的集散節點之一，他寫的論文超過1400篇，其中共同作者不下500人。)
無尺度網路同樣也出現在商業領域。美國斯坦福大學的W·Powell、加州大學lrvine分校的R·White、亞利桑那大學的W·Koput以及密歇根大學的Smith，共同研究了美國生物技術產業聯盟網路的形成。發現存在特定的集散節點:Gerlzyme、Chiron和Genentech等公司，與其他公司相比，擁有的合作關系數量就多得不成比例。義大利的研究者對這種類型的網路進行了更深入的研究。利用義大利錫耶納大學的"制葯工業資料庫"所提供的數據(該資料庫目前包括超過7200個組織之間所簽定的約20100個研發協議)，研究人員發現，Powell等人所發現的那些集散節點，實際上也屬於某個無尺度網路。
就連好萊塢演員網路也是無尺度的。這個網路因"六度凱文貝肯"的游戲而變得眾所皆知。游戲玩家通過共同出演的電影，盡量讓特定的演員與凱文貝肯產生關聯。定量分析顯示，這個網路也是由某些集散節點所支配的。具體來說，就是大部分演員只與為數不多的其他幾個人相連結，而少數演員所擁有的連結數卻高達數千個，其申包括Rod Steiger和Donald Pleasence。順便說一下，在演員連結數的排行榜上，凱文貝肯自己只排在第876位。
重新回到嚴肅的話題，無尺度網路也出現在生物學領城。我們與美國西北大學的細胞生物學家Oltvai一道，發現古菌域、細菌域和真核生物三大生物領域的43種不同生物里，都存在無尺度的細胞代謝網路結構。在這些網路里，細胞通過分解復雜分子來燃燒食物並釋放能量。每個特定的分子就是一個節點，而節點之間的連結則是生化反應。我們發現，大部分的分子只參加一種或兩種反應，但是有少數分子(集散節點)會參與大部分的反應，比如水和三磷酸腺苷。
我們還發現，細胞中蛋白質的交互網路也是無尺度的。在這種網路中，如果兩種蛋白質能相互反應，就認為是彼此"連結"的。我們在研究酵母這種最簡單的真核細胞時，在它的數千個蛋白質之間找到了一種無尺度的網路拓撲結構:大部分蛋白質只與其他一、兩種蛋白質發生相互作用，但有幾種蛋白質分子卻能與大量的其他蛋白質相結合。我們在另一種與酵母迥然不同的簡單細菌——幽門螺桿菌中，也發現了類似的蛋白質交互作用網路。
事實上。科學家研究的網路越多，發現的無尺度結構也越多。這些發現引發了一個重要的問題:為什麼像細胞和網際網路這樣本質上不同的系統，卻具有相同的結構並遵從相同的規律?這些不同的網路不僅都是無尺度的，而且還有著一個有趣的共同點:由於某些未知的原因，冪次定律中kn項中的n值，通常介於2-3之間。

無尺度網路的例子：

網路 節點 連接
組織代謝 參與消化食物以釋放能量的分子 參與相同的生化反應
好萊塢 演員 出演同一部電影
網際網路 路由器 光纖及其它物理連接
蛋白質調控網路 協助調控細胞活動的蛋白質 蛋白質之間的相互作用
研究合作 科學家 合作撰寫論文
性關系 人 性接觸
萬維網 網頁 連接地址

集散節點的馬太效應

一個更為基本的問題也許是，為什麼隨機網路理論不能解釋集散節點的存在?我們進一步考察了Erdos和Renyi的研究，發現這裡面存在兩個原因。
在建立模型的時候，Erdos和Renyi曾假設，他們在安置連結之前能夠得到所有節點的清單。而事實上，萬維網的頁面數量絕對不是恆定的。1990年整個萬維網只有一個網頁，而到今天它的網頁數已經超過了30億。大部分網路也都具有類似的發展過程。1890年好萊塢只有屈指可數的幾位演員，但隨著越來越多的人加入這個行業，新人與之演員建立聯系，如今這個網路已經超過了50萬人。大約30年前，整個網際網路只有幾個路由器，隨著新的路由器與網路原有的路由器相連結，如今路由器的數量已經高達百萬。由於現實中的網路具有不斷成長的本性，所以老節點獲得連結的機會就比較高。
此外，並非所有的節點都是平等的。在選擇將網頁連結到何處時，人們可以從數十億個網站中進行選擇。然而我們大部分人只熟悉整個萬維網的一小部分，這一小部分中往往包含那些擁有較多連結的站點，因為這樣的站點更容易為人所知。只要連結到這些站點，就等於造就或加強了對它們的偏好。這種"優先連結"的過程，也發生在其他網路。在好萊塢，連結關系較多的影星更容易受到新秀們的重視。而在網際網路上，那些連結較多的路由器通常還擁有更大的帶寬，因而新用戶就更傾向於連結到這些路由器上。在美國的生物技術產業內，象Genzyme這樣的知名公司更容易吸引到同盟者，而這又進一步加強了它在未來合作中的吸引力。類似地，被引用較多的科學文獻，會吸引更多的研究者去閱讀和引用。美國著名的社會學家K·Merton將這種現象稱之為"馬太效應"。這個詞來源於《新約》聖經的內容:"凡有的，還要加給他，叫他有餘。"
成長性和優先連結這兩種機制，有助於解釋集散節點的存在:當新節點出現時，它們更傾向於連結到已經有較多連結的節點，隨著時間的推進，這些節點就擁有比其他節點更多 的連結數目。這種「富者逾富」的過程，有利於早期節點，它們更有可能成為集散節點。

我與阿Albert一道，進行了計算機模擬和計算，結果顯示，具有優先連接的特性並且持續成長的網路，確實會發展成無尺度網路，並且節點的分布也遵循冪次定律，雖然這個理論模型過於簡化，且需要根據具體情況加以調整，但還是對現實世界中無尺度網路的普遍存在提供了解釋。
成長性和優先連接還能夠解釋生物系統中為什麼會出現無尺度網路。例如，美國墨西哥大學的Wagner和英國牛津布魯克斯大學的A·Fell就發現，大腸桿菌代謝網路中連結性較高的幾種分子，一般具有更為久遠的進化史:有些甚至被認為是所謂的RNA世界（DNA出現之前的進化階段）的遺物，還有的則是最古老的代謝路徑的一部分，
令人感興趣的是，優先連結的機制常常是線性的。換句話說，如果一個現存節點的連結數是其相鄰節點連結數的兩倍，那麼新節點與它連結的可能性，也是與鄰近節點連結可能性的兩倍。美國波士頓大學的Render及同事研究了不同類型的優先連結，他們發現。如果這種機制運行得比線性更快(例如，一個節點的連結數是另一個的兩倍，而新節點連接到前者的可能性卻是後者的4倍），那就容易出現一個攫取最多連結的集散節點，在這種"贏者通吃"的情況下，網路最終演變為擁有一個中心集散節點的星型拓撲結構。

無尺度網路的 "軟肋"

人們對電力網路和通信網路的依賴程度日益增高，凸現了一個廣受關注的問題:這些網路到底有多可靠?好消息是復雜網路對意外故障具有很強的承受能力。實際上雖然每時每刻網路上都有數百個路由器失效，但網際網路卻很少因此受到大的影響。生命系統同樣也具有這種強韌性:雖然細抱內存在諸如突變和蛋白質出錯等數以千計的錯誤，但人體卻極少因此發生嚴重的後果，這種強韌性的來源是什麼呢？
直覺告訴我們，如果大部分節點發生癱瘓，將不可避免地導致網路的分裂。對隨機網路而言，這是絕對正確的:隨機網路中若有較大部分的節點被去除。網路必然潰散成彼此無法通訊的小型孤島:不過無尺度網路的模擬結果，則展現了全然不同的情況：即使從網際網路路由器中隨機選擇的失效節點比例高達80%，剩餘的路由器還是能組成一個完整的集群並保證任意兩個節點間存在通路。要擾亂細抱內的蛋白質交互網路也同樣困難:我們的測量顯示，即使在細胞內隨機製造較高比例的突變，那些沒有改變的蛋白質還是會正常地繼續合作。
總的來說，無尺度網路對意外故障具有驚人的強韌性，這一特性本質上源於這些網路的非同質拓撲結構。隨機去除的方式所破壞的主要是那些不重要的節點，因為它們的數目遠大於集散節點。與那些幾乎連結所有節點的集散節點相此。那些不重要的節點只擁有少量的連結。因而去除它們不會對網路拓撲結構產生重大的影響。但是，對集散節點的依賴，也帶來了一個嚴重問題:面對蓄意攻擊時，網路可能不堪一擊。通過一系列的模擬，我們發現，只要去除少數幾個主要集散節點，就可導致網際網路潰散成孤立無援的小群路由器。類似地，對酵母的實驗也顯示，去除那些高連結性的蛋白質，比去除其他節點更容易導致酵母菌死亡。這些集散節點是決定性的，一旦發生使它們無法運作的突變，極有可能會導致整個細胞死亡。
對集散節點的依賴，視系統的不同，既有利也有弊。對因恃網和細胞而言，能夠應付隨機出現的意外故障，當然是個大優點。此外，細胞對集散節點的依賴，也給葯物研究者提供了新的方法:有可能找到這樣的葯物，能針對性地攻擊細胞或者細菌的集散節點，以便殺死它們而又不會影響健康的組織。不利的情況也有:少數消息靈通的黑客只要攻擊一些集散節點，就足以搞垮整個通信基礎網路，這正是人們關心的焦點。
無尺度網路的這一致命缺陷，引發了這樣一個問題:到底有多少集散節點是必不可少的?最近的研究表明，總的來說，只要有5-10%的集散節點同時失效，就足以搞垮系統。我們對網際網路的實驗顯示，一次有組織的協同攻擊，只要去除掉若干個集散節點(先去除最大的，再去除次大的，依次類推)，就足以造成重大破壞。因此，為了避免因惡意攻擊帶來網路的大規模破壞，最有效的辦法就是保護好集散節點。不過，要想知道特定的網路系統到底有多容易被破壞掉，還有待進一步的研究。例如，如果Genzyme和Genentech這樣的集散節點一起失去作用，是不是美國的生物產業會因此而崩潰呢?

"無尺度"流行病

對無尺度網路的認識，也可用於理解電腦病毒、疾病和時尚的傳播。過去數十年間，無論是流行病學家還是市場營銷專家，都在大力研究擴散理論。研究結果指出，一種傳染病要在人群中傳播開來，必須要跨越某一臨界值。任何病毒、疾病或時尚的感染力一旦低於這個臨界值，將不可避免地自行消亡;而一旦超過臨界值，就會呈指數增長，最終傳遍整個系統。
然而，西班牙巴塞羅那加泰羅尼亞理工大學的Pastor-satorras和義大利特里雅斯特國際理論物理研究中心的Vespigniani，最近卻得出了一個令人不安的結論。他們發現，在無尺度網路里，不存在上面所說的臨界值。這就意味著，所有病毒都可在網路中傳播和長期存在，即便是那些傳染力很低的病毒也是如此。這一結論解釋了"愛蟲"現象，(愛蟲是有史以來最具破壞力的電腦病毒，2000年導致了英國議會電子郵件系統的癱瘓)，這個病毒原本理當絕跡的，但過了一年之後，卻仍然是最普遍的病毒之一。
因為集散節點會連結到很多其他節點、所以任何一個遭受病毒入侵的節點，都將連帶感染至少一個集散節點。而一旦有集散節點被感染，它就會把病毒傳播給眾多的其他節點，當中也包括其他的集散節點，這就導致了病毒在整個網路里的傳播。
社會網路在許多情況下也是無尺度的。生物病毒在社會網路里傳播的現象，提醒科學家要再好好研究一下那些探討網路拓撲結構和流行病之間互動關系的文獻。特別是對於無尺度網路而言，公共衛生中傳統的隨機接種疫苗的方式可能很容易失效，因為它極有可能遺漏了某些集散節點。事實上，為了保證集散節點不被遺漏，幾乎人人都得接種疫苗。例如，90%的人口都必須接種麻疹疫苗，才能夠有效防疫。
如果醫生放棄隨機接種疫苗的方法，而把目標轉向集散節點，也即那些最易感染的個人，情況會如何呢?對無尺度網路的研究指出，只要其中包含集散節點，即使接種疫苗的人口只佔一小部分，這種方法仍有可能會奏效。
然而，要找出社會網路中的集散節點，比其他系統要難得多。盡管如此，以色列巴伊蘭大學的Cohen和HavIin，以及美國克拉克森大學的ben-Avraham已提出了一個聰明的解決辦法:任意選擇一群人，請他們隨機指定一位相識者，然後對這一小部分被指定的人接種疫苗。這一程序很可能會把集散節點圈入其中，理由是，集散節點與許多人都有連結，而連結性高的人更容易被指定。不過這一方法也存在一些道德上的困境。例如，即使識別出了集散節點，是否他們就有優先接種疫苗和接受治療的權力呢?盡管存在這些問題，但對於那些無力照顧到全民的國家和地區而言，在分配艾滋病或天花疫苗時，這可能是最實用的辦法。
出於各種商業目的，有時人們需要引發流行而不是遏制流行。例如所謂的病毒式行銷，通常試圖把集散節點當做行銷的目標，以加快產品為用戶所接受的速度。顯然，這種策略已不是什麼新鮮事了。早在1950年代，一項由制葯業巨頭輝瑞公司出資進行的研究發現，醫生圈子中開始採用新葯的速度，與集散節點有很大的關系。實際上，市場推廣人員早就憑直覺知道，某些特定的消費者在促進新產品或新時尚方面，就是比其他的消費者管用得多。新近的無尺度網路研究，只是為更嚴謹地探討這些現象，提供了一個科學的框架和數學工具。

從理論到應用之路

雖然無尺度網路很普遍，但仍有許多明顯的例外。例如，美國的高速公路系統和電力網路就不是無尺度網路。材料科學中的大部分網路也不是。以晶格為例，各原子部和同樣數目的鄰近原子相連結。對於其他的一些網路，我們還難以得出定論。如反映捕食者與獵物關系的食物鏈網路，由於網路規模太小，科學家還難以斷定它的型態。此外，由於缺乏大規模的人腦內部連結圖，科學家也無法得知這一重要網路的本質。
確定某一網路是否無尺度，對了解該網路的行為特性是相當重要的，但是其他的重要指標也值得注意。其中參數之一就是網路的直徑，或稱為 "路徑長度"。它指的是從一節點到另外的任意節點所需經過的最大的中間段數 [見下框文]。

這畢竟是一個小世界
1967年，美國哈佛大學的社會心理學家Milgram寄出了數百封信給內布拉斯加州的公眾，並請求他們把信轉交給某位相識的人，條件是對方必須是最有可能把信再轉給波士頓一位股票經紀人手裡的人。為了跟蹤每一條不同的傳送路徑，Milgram請求參與者在轉寄信件的同時，也給他寄一張明信片。結果，Milgram發現，信件到達最終收信人之前平均要經過6個人之手。人與人之間存在所謂 "六度分離"的說法就來源於這個實驗。
雖然Milgram的結果很難說是定論，因為絕大部分的信件並未到達最終收信人手裡·不過科學家最近發現，其他網路也具有這種 "小世界"的特性。例如，我們發現，細胞內的任意兩種化學物質，幾乎都能通過三個化學反應組成的路徑連結起來。在萬維網上，雖然頁面數高達30億，但一般只要經過19個連結，就可以從一個網頁到達另一個。
這種 "小世界"特性，並不意味著網路中存在神奇的組織原則。即使是一個完全隨機連結的大型網路，也是一個小世界。想想看，假設你認識1000個人，他們中的每一個人又認識1000個人，那麼你只要通過一層中間人，就可以認識100萬人。通過兩層中間人，你就可以認識10億人。要認識地球上所有的人。三層中間人已經綽綽有餘了。這樣看來，世界上任意兩個陌生人之間存在"六度分離"的說法，簡直就是廢話了。然而，進一步的研究讓我們對這一說法有了更深刻的認識。

上圖示出了不同層次的集群。在層次式集群中，黃色表示美國著名建築師Wright的住宅「落水山莊」的網頁集群，綠色表示與此相連的其他有關Wright、著名宅第和美國賓州景點的網頁集群。紅色表示它們進一步與其它著名建築師或建築相連接的網頁集群。 上面我們的簡單計算有個前提，那就是你的熟人都是彼此不相識的。但是在實際生活中，他們中有許多人是互相認識的。事實上，人類社會可以區分為一個個具有相似特質(例如收入或者興趣)的小集群。自從1970年代Granovetter在哈佛大學讀研究生時首開對此問題的研究之後，已有大量的社會心理學文獻對這種社會特質進行了探討。集群現象在其他多種網路中也曾遍存在。1998年。美國康奈爾大學的Watts和Strogatz發現，在多種不同類型的系統中，都存在相當明顯的集群現象，其中包括美國電力網和線蟲的神經網路等。
從表面上看，由高度相互連結的節點組成的孤立集群，似乎與無尺度網路的拓撲結構不相容·因為在無尺度網路中，有一些集散節點會與所有的節點相連結，它們的影晌是遍及整個系統的。但是·最近我們發現，這兩者其實是相容的:如果緊密連結的小型節點集群彼此相連，形成較大且較不緊密的大集團，那這樣的網路就能既是高度集群的又是無尺度的 [見左圖]。這類結構在很多系統中都有出現·比如萬維網，它的集群就是具有相同主題的網頁群。細胞也是如此，它的集群就是負責特定功能的分子群。

最後，具備網路一般拓撲結構的知識，只能了解系統行為與全面特性的一部分。例如，在美國高速公路網這樣的系統中，為其一指定節點添加一條連結的成本是極其昂貴的，這就阻止了它向無尺度方向發展。在食物鏈中，某些獵物比其他獵物更容易被獵取，這對整個生態系統具有深刻的影響。在社會網路中，家庭成員之間的關系比點頭之交者要密切得多，因而疾病 (和信息)就更容易在這種連結中散播。對於運輸、傳送和通信系統 (如因恃網)而言，主要的問題是某些特定連結的擁堵:其一特定連結的流量過大，將導致該連結中斷，而其他連結接手處理過剩流量，也可能會跟著失效。而且節點本身可能不具有同質性，如某些網頁可能很有吸引力，那它就會嚴重影響優先連結的機制。
由於上述的種種原因，科學家可以說才剛開始了解無尺度網路的行為。例如，僅僅對集散節點免疫，也許並不足以阻止疾病的蔓延;更好的辦法是，不僅僅考慮某人的連結數目，還要考慮這些連結的頻度和接觸時間。
基本上，我們在開始研究復雜網路時，會先忽略個別連結和節點的細節。通過遠離這些細節，我們才能找出這些看似無法理解的系統背後的組織原則。我們的一些研究成果，至少已讓研究者重新審視許多基本的假設。例如，研究者過去都把網際網路視作隨機網路，用來測試新的路由協議對系統塞車現象的影響。現在我們知道，網際網路其實是一個無尺度網路，它的行為特性與隨機網路有天壤之別。因此，像W·Byers和他在波士頓大學的同事們這樣的研究者，正在修改網際網路的電腦模擬模型。了解無尺度網路的特性，對其他許多領域都是有價值的，特別是當我們超越網路拓撲結構，進一步探討復雜系統內部深奧得難以理解的動力學的時候。

無尺度網路的潛在意義
……未完

⑶ 互聯網到底是怎麼發明的

互聯網不是誰發明的，它發展到今天是無數技術群體共同的努力，互聯網始於1969年，是美軍在ARPA（阿帕網，美國國防部研究計劃署）制定的協定下將美國西南部的大學加利福尼亞大學洛杉磯分校、史坦福大學研究學院、加利福尼亞大學和猶他州大學的四台主要的計算機連接起來。
這個協定有劍橋大學的BBN和MA執行，在1969年12月開始聯機。到1970年6月，麻省理工學院、哈佛大學、BBN和加州聖達莫尼卡系統發展公司加入進來。到1972年1月，史坦福大學、麻省理工學院的林肯實驗室、卡內基梅隆大學和Case-WesternReserveU加入進來。緊接著的幾個月內國家航空和宇宙航行局、Mitre、Burroughs、蘭德公司和伊利諾利州大學也加入進來。1983年，美國國防部將阿帕網分為軍網和民網，漸漸擴大為今天的互聯網。之後有越來越多的公司加入。

被稱為互聯網之父的幾位科學家：

蒂姆·伯納斯·李（Tim Berners-Lee）爵士（1955年出生於英國）
萬維網的發明者，互聯網之父，英王功績勛章（OM）獲得者，不列顛帝國勛章（OBE）獲得者，英國皇家學會會員，英國皇家工程師學會會員，美國國家科學院院士。1989年3月他正式提出萬維網的設想，1990年12月25日，他在日內瓦的歐洲粒子物理實驗室里開發出了世界上第一個網頁瀏覽器。他是關注萬維網發展的萬維網聯盟的創始人，並獲得世界多國授予的各個榮譽。他最傑出的成就，是免費把萬維網的構想推廣到全世界，讓萬維網科技獲得迅速的發展，深深改變了人類的生活面貌。

溫頓·瑟夫(Vinton G. Cerf)博士
互聯網基礎協議——TCP/IP協議和互聯網架構的聯合設計者之一,谷歌全球副總裁、Internet 互聯網奠基人之一。上世紀70年代，溫頓·瑟夫(Vint Cerf)曾經參與互聯網的早期開發與建設，並為此獲得了「互聯網之父」的美譽。 1997年12月，柯林頓總統向瑟夫博士和他的同事Robert E. Kahn頒發了美國國家技術獎章，表彰他們對於互聯網的創立和發展做出的貢獻。2004年，Kahn和瑟夫博士因為他們在互聯網協議方面所取得的傑出成就而榮膺美國計算機學會(ACM)頒發的圖靈獎(A.M. Turing Award)。有人將圖靈獎稱為「計算機科學界的諾貝爾獎」。2005年11月，喬治•布希總統向Kahn和瑟夫博士頒發了總統自由勛章，這是美國政府授予其公民的最高民事榮譽。

羅伯特·卡恩Robert Elliot Kahn
現代全球互聯網發展史上最著名的科學家之一，TCP/IP協議合作發明者，互聯網雛形Arpanet網路系統設計者，「信息高速公路」概念創立人。美國國家工程協會(National Academy of Engineering)成員，美國電氣與電子工程師IEEE學會(IEEE)fellow，美國人工智慧協會(American Association for Artificial Intelligence)fellow，美國計算機協會(ACM) fellow，前美國總統科技顧問。羅伯特·卡恩目前在美國全國研究創新聯合會(CNRI，Corporation for National Research Initiatives)任主席。CNRI是羅伯特·卡恩於1986年親自領導創建的，為美國信息基礎設施研究和發展提供指導和資金支持的非贏利組織，同時也執行IETF的秘書處職能。
參考資料：ke..com/view/4562987.htm

⑷ 計算機網路在科學方面有什麼影響

計算機網路正在科學方面發揮革命性的影響。計算機使全球研究人員結成新的親密關系，以從事科研工作的新方式迅速替代知識界古老的傳統。全世界已有400萬名科學家與迅速擴展的互聯網路聯網。互聯網路現在已達12000多個子系統，它們阡陌交錯，可以把孤獨一人坐在計算機屏幕前的科研人員同遙遠的實驗室和超級計算機、其他大陸的同行們聯系起來，並使科學家們與電子郵件、繁多的數據、電子會議等等連結起來。所有這一切都可以迅雷不及掩耳的速度和很少的費用來完成，而所需要的只是一台個人計算機和一條電話線。

美國天體物理學家拉里·斯馬爾說：「這是自從古騰堡（15世紀德國人，他發明了活字印刷術）以來所發生的最根本的變化。這種相互連結的網路基本上是時空的破壞者，把距離和時間縮小到零。這就好像世界上所有的科學家都坐在一間屋裡，這對科研方式是一種很大的沖擊。」1993年3月，伍茲霍爾海洋研究所的一個機器人探測了加利福尼亞灣的海底，這個機器人考察了地熱裂口和奇形怪狀的生命形式，它獲得的原始資料通過一條系管傳到水面船上，然後通過衛星傳給全世界的計算機網和科研人員。

紐約工業大學的環境科學家則要開發一個嶄新的領域：他們要通過計算機把隱藏在全世界千百台計算機中寶貴的環境數據挖掘出來，例如在華盛頓環境保護局、在日內瓦的世界衛生組織和擁有大量衛星數據的航天局中的資料。科學家們的目的是使這些難以觸及到的檔案供日常分析使用。由於這場電子革命將打破社會和地理上的壁壘，因此它將大大提高生產率。新墨西哥州國立洛斯阿拉莫斯實驗室的物理學家保羅·金斯帕格說，通過這種網路，阿根廷、澳大利亞、中國、英國、美國等世界上許多國家和地區都可以讀到他的電子刊物刊登的物理學文章的初稿。

⑸ 互聯網是什麼

互聯網，即廣域網、區域網及單機按照一定的通訊協議組成的國際計算機網路。互聯網是指將兩台計算機或者是兩台以上的計算機終端、客戶端、服務端通過計算機信息技術的手段互相聯系起來的結果，人們可以與遠在千里之外的朋友相互發送郵件、共同完成一項工作、共同娛樂。
互聯網始於1969年，是美軍在ARPA（阿帕網，美國國防部研究計劃署）制定的協定下將美國 互聯網西南部的大學UCLA(加利福尼亞大學洛杉磯分校)、Stanford ResearchInstitute(史坦福大學研究學院)、UCSB(加利福尼亞大學)和UniversityofUtah(猶他州大學)的四台主要的計算機連接起來。這個協定有劍橋大學的BBN和MA執行，在1969年12月開始聯機。到1970年6月，MIT(麻省理工學院)、Harvard(哈佛大學)、BBN和(加州聖達莫尼卡系統發展公司)加入進來。到1972年1月，Stanford(史坦福大學)、MIT』sLincolnLabs(麻省理工學院的林肯實驗室)、Carnegie-Mellon(卡內基梅隆大學)和Case-WesternReserveU加入進來。緊接著的幾個月內NASA/Ames(國家航空和宇宙航行局)、Mitre、Burroughs、RAND(蘭德公司)和theUofIllinois(伊利諾利州大學)也加入進來。1983年，美國國防部將阿帕網分為軍網和民網，漸漸擴大為今天的互聯網。之後有越來越多的公司加入。
1968年，當參議員TedKennedy(特德.肯尼迪)聽說BBN贏得了ARPA協定作為內部消息處理器（IMP）」，他向BBN發送賀電祝賀他們在贏得「內部消息處理器」協議中表現出的精神。
互聯網最初設計是為了能提供一個通訊網路，即使一些地點被核武器摧毀也能正常工作。如果大部分的直接通道不通，路由器就會指引通信信息經由中間路由器在網路中傳播。
最初的網路是給計算機專家、工程師和科學家用的。那個時候還沒有家庭和辦公計算機，並且任何一個用它的人，無論是計算機專家、工程師還是科學家都不得不學習非常復雜的系統。乙太網-----大多數區域網的協議，出現在1974年，它是哈佛大學學生BobMetcalfe(鮑勃.麥特卡夫)在「信息包廣播網」上的論文的副產品。這篇論文最初因為分析的不夠而被學校駁回。後來他又加進一些因素，才被接受。
由於TCP/IP體系結構的發展，互聯網在七十年代迅速發展起來，這個體系結構最初是有BobKahn(鮑勃.卡恩)在BBN提出來的，然後由史坦福大學的Kahn(卡恩)和VintCerf(溫特.瑟夫)和整個七十年代的其他人進一步發展完善。八十年代，DefenseDepartment(美國國防部)採用了這個結構，到1983年，整個世界普遍採用了這個體系結構。
1978年，UUCP(UNIX和UNIX拷貝協議)在貝爾實驗室被提出來。1979年，在UUCP的基礎上新聞組網路系統發展起來。新聞組（集中某一主題的討論組）緊跟著發展起來，它為在全世界范圍內交換信息提供了一個新的方法。然而，新聞組並不認為是互聯網的一部分，因為它並不共享TCP/IP協議，它連接著遍布世界的UNIX系統，並且很多互聯網站點都充分地利用新聞組。新聞組是網路世界發展中的非常重大的一部分。
同樣地，BITNET（一種連接世界教育單位的計算機網路）連接到世界教育組織的IBM的大型機上，同時，1981年開始提供郵件服務。Listserv軟體和後來的其他軟體被開發出來用於服務這個網路。網關被開發出來用於BITNET和互聯網的連接，同時提供電子郵件傳遞和郵件討論列表。這些listserv和其他的郵件討論列表形成了互聯網發展中的又一個重要部分。
第一個檢索互聯網的成就是在1989年發明出來，是由PeterDeutsch和他的全體成員在Montreal的McFillUniversity創造的，他們為FTP站點建立了一個檔案，後來命名為Archie。這個軟體能周期性地到達所有開放的文件下載站點，列出他們的文件並且建立一個可以檢索的軟體索引。檢索Archie命令是UNIX命令，所以只有利用UNIX知識才能充分利用他的性能。
McFill大學，擁有第一個Archie的大學，發現每天中從美國到加拿大的通訊中有一半的通信量訪問Archie。學校關心的是管理程序能否支持這么大的通訊流量，因此只好關閉外部的訪問。幸運的是當時有很多很多的Archie可以利用。
大約在同一時期，BrewsterKahle，當時是在ThinkingMachines(智能計算機)發明了WAIS（廣域網信息服務），能夠檢索一個資料庫下所有文件和允許文件檢索。根據復雜程度和性能情況不同有很多版本，但最簡單的可以讓網上的任何人可以利用。在它的高峰期，智能計算機公司維護著在全世界范圍內能被WAIS檢索的超過600個資料庫的線索。包括所有的在新聞組里的常見問題文件和所有的正在開發中的用於網路標準的論文文檔等等。和Archie一樣，它的介面並不是很直觀，所以要想很好的利用它也得花費很大的工夫。
1991年，第一個連接互聯網的友好介面在Minnesota大學開發出來。當時學校只是想開發一個簡單的菜單系統可以通過區域網訪問學校校園網上的文件和信息。緊跟著大型主機的信徒和支持客戶-伺服器體系結構的擁護者們的爭論開始了。開始時大型主機系統的追隨者占據了上風，但自從客戶-伺服器體系結構的倡導者宣稱他們可以很快建立起一個原型系統之後，他們不得不承認失敗。客戶-伺服器體系結構的倡導者們很快作了一個先進的示範系統，這個示範系統叫做Gopher。這個Gopher被證明是非常好用的，之後的幾年裡全世界范圍內出現10000多個Gopher。它不需要UNIX和計算機體系結構的知識。在一個Gopher里，你只需要敲入一個數字選擇你想要的菜單選項即可。今天你可以用theUofMinnesotagopher選擇全世界范圍內的所有Gopher系統。
當UniversityofNevada(內華達州立大學)的Reno創造了VERONICA（通過Gopher使用的一種自動檢索服務），Gopher的可用性大大加強了。它被稱為VeryEasyRodent-的首字母簡稱。遍布世界的gopher象網一樣搜集網路連接和索引。它如此的受歡迎，以致很難連接上他們，但盡管如此，為了減輕負荷大量的VERONICA被開發出來。類似的單用戶的索引軟體也被開發出來，稱做JUGHEAD（）.
Archie的發明人PeterDeutsch,一直堅持Archie是Archier的簡稱。當VERONICA和JUGHEAD出現的時候，表示出非常的厭惡。
1989年，在普及互聯網應用的歷史上又一個重大的事件發生了。TimBerners和其他在歐洲粒子物理實驗室的人----這些人在歐洲粒子物理研究所非常出名，提出了一個分類互聯網信息的協議。這個協議，1991年後稱為WorldWideWeb，基於超文本協議――在一個文字中嵌入另一段文字的-連接的系統，當你閱讀這些頁面的時候，你可以隨時用他們選擇一段文字鏈接。盡管它出現在gopher之前，但發展十分緩慢。
由於最開始互聯網是由政府部門投資建設的，所以它最初只是限於研究部門、學校和政府部門使用。除了以直接服務於研究部門和學校的商業應用之外，其它的商業行為是不允許的。90年代初，當獨立的商業網路開始發展起來，這種局面才被打破。這使得從一個商業站點發送信息到另一個商業站點而不經過政府資助的網路中樞成為可能。
Dephi是最早的為他們的客戶提供在線網路服務的國際商業公司。1992年7月開始電子郵件服務，1992年11月開展了全方位的網路服務。在1995年5月，當NFS(國際科學基金會)失去了互聯網中樞的地位，所有關於商業站點的局限性的謠傳都不復存在了，並且所有的信息傳播都依賴商業網路。AOL(美國在線)、Prodigy和CompuServe(美國在線服務機構)也開始了網上服務。在這段時間里由於商業應用的廣泛傳播和教育機構自力更生，這使得NFS成本投資的損失是無法估量的。
今天，NSF已經放棄了資助網路中樞和高等教育組織，一方面開始建立K-12和當地公共圖書館建設，另一方面研究提高網路大量高速的連接。
微軟全面進入瀏覽器、伺服器和互聯網服務提供商（ISP）市場的轉變已經完成，實現了基於互聯網的商業公司。1998年6月微軟的瀏覽器和Win98很好的集成桌面電腦顯示出BillGates(比爾.蓋次)在迅速成長的互聯網上投資的決心。
在互聯網迅速發展壯大的時期，商業走進互聯網的舞台對於尋找經濟規律是不規則的。
免費服務已經把用戶的直接費用取消了。Dephi公司，現在提供免費的主頁、論壇和信息板。在線銷售也迅速的成長，例如書籍、音樂和計算機等等，並且價格比較來說他們的利潤是非常少的，然而公眾對於在線銷售的安全性仍然不放心。
概述
互聯網是全球性的。這就意味著我們目前使用的這個網路，不管是誰發明了它，是屬於全人類的。這種「全球性」並不是一個空洞的政治口號，而是有其技術保證的。互聯網的結構是按照「包交換」的方式連接的分布式網路。因此，在技術的層面上，互聯網絕對不存在中央控制的問題。也就是說，不可能存在某一個國家或者某一個利益集團通過某種技術手段來控制互聯網的問題。反過來，也無法把互聯網封閉在一個國家之內-除非建立的不是互聯網。 互聯網影響然而，與此同時，這樣一個全球性的網路，必須要有某種方式來確定聯入其中的每一台主機。在互聯網上絕對不能出現類似兩個人同名的現象。這樣，就要有一個固定的機構來為每一台主機確定名字，由此確定這台主機在互聯網上的「地址」。然而，這僅僅是「命名權」，這種確定地址的權力並不意味著控制的權力。負責命名的機構除了命名之外，並不能做更多的事情。
同樣，這個全球性的網路也需要有一個機構來制定所有主機都必須遵守的交往規則（協議），否則就不可能建立起全球所有不同的電腦、不同的操作系統都能夠通用的互聯網。下一代TCP/IP協議將對網路上的信息等級進行分類，以加快傳輸速度（比如，優先傳送瀏覽信息，而不是電子郵件信息），就是這種機構提供的服務的例證。同樣，這種制定共同遵守的「協議」的權力，也不意味著控制的權力。
毫無疑問，互聯網的所有這些技術特徵都說明對於互聯網的管理完全與「服務」有關，而與「控制」無關。
事實上，目前的互聯網還遠遠不是我們經常說到的「信息高速公路」。這不僅因為目前互聯網的傳輸速度不夠，更重要的是互聯網還沒有定型，還一直在發展、變化。因此，任何對互聯網的技術定義也只能是當下的、現時的。
與此同時，在越來越多的人加入到互聯網中、越來越多地使用互聯網的過程中，也會不斷地從社會、文化的角度對互聯網的意義、價值和本質提出新的理解。
網路就是傳媒
正如我們前面看到的那樣，互聯網的出現固然是人類通信技術的一次革命，然而，如果僅僅從技術的 2006年4月全球各國網際網路用戶數量[1]角度來理解互聯網的意義顯然遠遠不夠。互聯網的發展早已超越了當初ARPANET的軍事和技術目的，幾乎從一開始就是為人類的交流服務的。
即使是在ARPANET的創建初期，美國國防高級研究計劃署指令與控制研究辦公室（CCR）主任利克里德爾就已經強調電腦和電腦網路的根本作用是為人們的交流服務，而不單純是用來計算。
後來，url]麻省理工學院/url]電腦科學實驗室的高級研究員DavidClark也曾經寫道：「把網路看成是電腦之間的連接是不對的。相反，網路把使用電腦的人連接起來了。互聯網的最大成功不在於技術層面，而在於對人的影響。電子郵件對於電腦科學來說也許不是什麼重要的進展，然而對於人們的交流來說則是一種全新的方法。互聯網的持續發展對我們所有的人都是一個技術上的挑戰，可是我們永遠不能忘記我們來自哪裡，不能忘記我們給更大的電腦群體帶來的巨大變化，也不能忘記我們為將來的變化所擁有的潛力。」（RFC:第1336期）很明顯，從互聯網迄今的發展過程看，網路就是傳媒（Communication）。
英文的「Communication"是個不太容易翻譯的詞。當我們談到消息、新聞的時候，這個詞指的是傳播和傳達；當我們說起運輸的時候，這個詞指的是交通；而當我們討論人際關系的時候，這個詞又和交往和交流有關。當年利url]克里德爾/url]強調電腦的作用在於「交流」，就是用的就是這個詞。有趣的是，「電腦」（Computer）和「交流」（Communication），都有一個共同的詞根：「com」（共、全、合、與等等）。古英語的「Communicate」，就有「參與」的意思。
多功能的互動平台
在美國大學里，一般學習的不是新聞學，而是大眾傳播學（masscommunication）。在這個意義上，「communicate」與宣傳和被宣傳無關，而是和大家共同「參與」的「交流」緊密相關。我在這里強調「網路就是傳媒」，也是為了強調網路在人類交流和傳播中的重要作用。
互聯網迄今為止的發展，完全證明了網路的傳媒特性。一方面，作為一種狹義的小范圍的、私人之間的傳媒，互聯網是私人之間通信的極好工具。在互聯網中，電子郵件始終是使用最為廣泛也最受重視的一項功能。由於電子郵件的出現，人與人的交流更加方便，更加普遍了。
如果理解了「網路就是傳媒」，就很容易理解作為互聯網的功能之一的環球網的網頁實質上就是出版物，它具有印刷出版物所應具有的幾乎所有功能。幾年來環球網發展的事實，證明了這一點。
事實上，有相當數量的環球網用戶直接把環球網當作出版物。根據NetSmart的統計，50%的用戶閱讀在線的雜志，48%的用戶閱讀在線報紙。
即使不通過環球網閱讀報刊，環球網的網頁本身也起到了出版物的作用。
環球網的發明者伯納斯利在他關於環球網的宣言中，明確指出：「環球網在本質上是使個人和機構可以通過分享信息來進行通信的一個平台。
當把信息提供到環球網上的時候，也就被認為是出版在環球網上了。在環球網上出版只需要『出版者』有一台電腦和互聯網相連並且運行環球網的伺服器軟體。就象印刷出版物一樣，環球網是一個通用的傳媒，」然而，與印刷出版物相比較，網頁具有印刷出版物所不具有的許多特點。
首先，網頁的成本非常便宜。在紙張非常緊張、非常昂貴的情況下，網頁的優點就格外明顯。因為，與印刷出版物不同，網頁只是一種電子出版物，建立網頁並不需要紙張。而且，當電影工作者、戲劇工作者、甚至也包括作家/們在感嘆自己的工作是「一門遺憾的藝術」的同時，網頁的優點也顯示了出來。因為，網頁是可以隨時修改、隨時「再來一次」的。
網頁的另一個優點是讀者面廣。既然不必花錢，誰都喜歡多看一些東西，因此，好的網頁肯定比好的書報傳播面廣得多。一個好的網頁通常每天都有幾萬、甚至幾十萬人次光顧。其影響也就可想而知了。
而且，既然是電子出版物，網頁的傳播速度也是印刷出版物所不能比擬的。
不用說書籍，即使是報紙，從編輯、排版、印刷到發行都需要時間，而網頁則非常簡單，只要放在網上就行了。這里，網頁與印刷出版物的區別在於，印刷出版物是要送到讀者手裡的，而網頁則由讀者自己來取。互聯網上影響最大的新聞網頁（比如：美國有線新聞網url]CNN/url]）都是每小時更新一次內容。讀者可以常看常新，隨時追蹤事件的發展。
也許，網頁和印刷出版物的最大區別還是在於反饋。印刷出版物的反饋渠道往往還是印刷，在許多情況下，得到反饋是非常難得的。而對一個網頁提出不同的看法就非常容易。
正是由於作為一種出版物的這些特性，環球網正越來越受到廣大用戶的青睞
根據PC-Meter1996年的調查，平均每個互聯網用戶每次訪問的環球網的網站有5.6個，每次察看的網頁有20.8個，而平均閱讀每一個網頁所需要的時間大約1.4分鍾，平均每次上網閱讀環球網頁的時間大約28分鍾。作為這樣一種具有私人和公共的雙重功用的傳媒，互聯網效用的實現從根本上還是依賴於參與者，也就是用戶的增加。而這一特性又是和網路的本性完全一致的。
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相關命名
聯網、網際網路、萬維網三者的關系是：互聯網 包含 網際網路 包含 萬維網。[2]凡是能彼此通信的設備組成的網路就叫互聯網。所以，即使僅有兩台機器，不論用何種技術使其彼此通信，也叫互聯網。國際標準的互聯網寫法是internet，字母i一定要小寫！ 互聯網網際網路是互聯網的一種。網際網路可不是僅有兩台機器組成的互聯網，它是由上千萬台設備組成的互聯網。網際網路使用TCP/IP協議讓不同的設備可以彼此通信。但使用TCP/IP協議的網路並不一定是網際網路，一個區域網也可以使用TCP/IP協議。判斷自己是否接入的是網際網路，首先是看自己電腦是否安裝了 TCP/IP協議，其次看是否擁有一個公網地址(所謂公網地址，就是所有私網地址以外的地址)。國際標準的網際網路寫法是Internet，字母I一定要大寫！
網際網路是基於TCP/IP協議實現的，TCP/IP協議由很多協議組成，不同類型的協議又被放在不同的層，其中，位於應用層的協議就有很多，比如FTP、SMTP、HTTP。只要應用層使用的是HTTP協議，就稱為萬維網(World Wide Web)。之所以在瀏覽器里輸入網路網址時，能看見網路網提供的網頁，就是因為您的個人瀏覽器和網路網的伺服器之間使用的是HTTP協議在交流。
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現實應用
互聯網在現實生活中應用很廣泛。在互聯網上我們可以聊天、玩游戲、查閱東西等。更為重要的是在互聯網上還可以進行 廣告宣傳和購物。互聯網給我們的現實生活帶來很大的方便。我們在互聯網上可以在數字知識庫里尋找自己學業上、事業上的所需，從而幫助我們的工作與學習。
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發展規模
互聯網低俗內容主要包括，不符合法律法規的內容，包括宣揚血腥暴力、兇殺、惡意謾罵、侮辱誹謗他人的信息；容易誘發青少年不良思想行為和干擾青少年正常學習生活的內容，包括直接或隱晦表現人體性部位、性行為，具有挑逗性或污辱性的圖片、音視頻、動漫、文章等，非法的性用品廣告和性病治療廣告，以及散布色情交易、不正當交友等信息；侵犯他人隱私的內容，包括走光、偷拍、露點，以及利用網路惡意傳播他人隱私的信息等；違背正確婚戀觀和家庭倫理道德的內容，包括宣揚婚外情、一夜情、換妻等的信息。
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趨勢及預測
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未來發展
在對2020年互聯網的展望中，計算機學家們已經在開始著手重新研究，重新考慮每一件事：從IP地址到DNS，再到路由表單和互聯網安全的所有事情。他們正在思索著，在沒有目前ISP和企業網路所具有的一些最基礎特徵的情況下，未來互聯網將如何工作。他們的目標極其具有創新精神，那就是創建一個沒有那麼多安全漏洞，具有更高的信任度，內建身體管理的互聯網。隨著美國聯邦政府開始大力資助一小部分能夠研究項目，以讓這些構想能夠走出實驗室，能夠進行測試，這種高風險、大規模的互聯網研究在2010年將進入高速發展時期。
美國國家科學基金會(NSF)網路技術與系統(NeTS)項目總監Darleen Fisher稱：「我們試圖推動這一研究已經20年了。我的任務是讓人員創新出一種高風險，但是同時具有高回報的互聯網架構。他們需要考慮他們的設想如何被實踐，如果被付諸實踐，他們的設想又將如何影響人們的觀念和經濟。」
目前互聯網的風險很高，一些專家擔心隨著網路攻擊的規模和嚴重性不斷增加，對多媒體內容的需求與日俱增，以及對新移動應用的需求的出現，互聯網將會崩潰。除非研發出新的網路架構。
目前對互聯網的研究正處於關鍵時刻，但是由於全球經濟正處於衰退期，這對研究不避免的產生了沖擊。隨著越來越多的重要基礎設施，如銀行系統、智能電網和上至政府下至市民的通信等都紛紛轉向互聯網，如今大家已經取得了一個共識，那就是現在的互聯網需要徹底檢修。
所有研究的中心就是要讓互聯網更安全。
對於這些參與投標的項目，其重點是如何解決互聯網的安全問題。NSF表示，他們不希望今天互聯網設計中存在的安全失誤在未來互聯網架構中繼續存在，而是能夠在設計之初就將這些失誤解決掉。
最新的NSF資助計劃是NSF未來互聯網設計(FIND)項目的一個後續行動，其要求研究人員從零開始設計新互聯網架構。NSF的FIND項目在2006年啟動，該項目已經資助了大約50個研究項目。每一個研究項目在三至四年的時間里都會收到50萬至100萬美元不等的資助。目前，NSF已經將這50個研究項目的數量縮減到了只有幾個領先項目.
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連接方式
1.PSTN撥號: 一般稱撥號上網 2.綜合業務數字網 ISDN
3.ADSL
4. DDN專線
5. 光纖接入
6.無線接入
7. 有線電視網HFC
8.公共電力網PLC
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增值服務
通過互聯網的除域名注冊及虛擬主機等基本服務以外的服務,
比如游戲、語音聊天、可視電話、簡訊等都是互聯網增值服務。
比如騰訊互聯網增值服務的內容包括會員服務、社區服務、游戲娛樂等
互聯網的域名注冊及虛擬主機等都是基本服務
游戲、語音聊天、可視電話、簡訊、股票、投資信息、培訓等等都是互聯網增值服務。
通俗點說，就是你必須額外付一筆費用才能享受的互聯網業務。
互聯網個人增值服務：
互聯網增值服務主要以網路社區為基礎平台，通過用戶之間的溝通和互動，激發用戶自我表現和娛樂的需求，從而給個人用戶提供各類通過付費才可獲得的個性化增值服務和虛擬物品消費服務，主要服務包括會員特權、網路虛擬形象、道具、個人空間裝飾、個人交友服務等。
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業內專家眼中的互聯網20年

⑹ 互聯網是誰發明的

蒂姆·伯納斯·李（Tim Berners-Lee）被認為是是世界互聯網的發明者。

博納斯．李於1990年在歐洲核研究所任職期間發明了互聯網，互聯網路使得數以億計的人能夠利用浩瀚的網路資源。博納斯．李並沒有為自己的發明申請專利或是限制它的使用，而是無償地向公眾公開了他的發明成果，從而使網路以前所未有的速度獲得發展。

如果沒有博納斯．李的發明，也就沒有今天的「WWW」網址。網際網路可能還只是少數幾個計算機專家的特有領域。芬蘭技術基金會獎勵他1百萬歐元（120萬美元）作為他為互聯網作出的貢獻。

(6)美國科學家如何理解網路擴展閱讀：

1989年仲夏之夜，蒂姆成功開發出世界上第一個Web伺服器和第一個Web客戶機。雖然這個Web伺服器簡陋得只能說是CERN的電話號碼簿，它只是允許用戶進入主機以查詢每個研究人員的電話號碼，但它實實在在是一個所見即所得的超文本瀏覽/編輯器。

1989年12月，蒂姆為他的發明正式定名為World Wide Web，即我們熟悉的WWW；1991年5月WWW在 Internet上首次露面，立即引起轟動，獲得了極大的成功被廣泛推廣應用。

因為在互聯網技術上的傑出貢獻，伯納斯·李被業界公認為「互聯網之父」。他的發明改變了全球信息化的傳統模式，帶來了一個信息交流的全新時代。然而比他的發明更偉大的是，伯納斯·李並沒有像其他人那樣為「WWW」申請專利或限制它的使用，而是無償的向全世界開放。

《時代》周刊將伯納斯·李評為了世紀最傑出的100位科學家之一，並用極為推崇的文字向大家介紹他的個人成就：

「與所有的推動人類進程的發明不同，這是一件純粹個人的勞動成果……萬維網只屬於伯納斯·李一個人……很難用語言來形容他的發明在信息全球化的發展中有多大的意義，這就像古印刷術一樣，誰又能說得清楚它為全世界帶來了怎樣的影響「。

⑺ 網路的發展史

Internet（互聯網）在中國的發展歷程可以大略地劃分為三個階段：

第一階段為1987—1993年，也是研究試驗階段。在此期間中國一些科研部門和高等院校開始研究InternetInternet技術，並開展了科研課題和科技合作工作，但這個階段的網路應用僅限於小范圍內的電子郵件服務。

第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段。1994年4月，中關村地區教育與科研示範網路工程進入Internet，從此中國被國際上正式承認為有Internet的國家。

之後，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個Internet絡項目在全國范圍相繼啟動，Internet開始進入公眾生活，並在中國得到了迅速的發展。至1996年底，中國Internet用戶數已達20萬，利用Internet開展的業務與應用逐步增多。

第三階段從1997年至今，是Internet在我國快速最為快速的階段。國內Internet用戶數97年以後基本保持每半年翻一番的增長速度。增長到今天，上網用戶已超過1000萬。

據中國Internet絡信息中心（CNNIC）公布的統計報告顯示，截至2003年6月30日，我國上網用戶總人數為6800萬人。這一數字比年初增長了890萬人，與2002年同期相比則增加了2220萬人。

(7)美國科學家如何理解網路擴展閱讀

Internet的最早起源於美國國防部高級研究計劃署DARPA（Defence Advanced Research Projects Agency）的前身ARPAnet，該網於1969年投入使用。由此，ARPAnet成為現代計算機網路誕生的標志。

互聯網發展史是從20世紀50年代到90年代，按編年體的形式，詳細歷數了互聯網一步步走向成熟的發展過程，由美國國防部編制。

50年代

1957 蘇聯發射了人類第一顆人造地球衛星Sputnik。作為響應，美國國防部(DoD)組建了高級研究計劃局(ARPA)，開始將科學技術應用於軍事領域(:amk:) 。

⑻ 什麼是網路

名稱：網路
漢語拼音：wǎng luò
英文：internet、network、a network
【網路概念】
網路，簡單的來說，就是用物理鏈路將各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成數據鏈路，從而達到資源共享和通信的目的。
凡將地理位置不同，並具有獨立功能的多個計算機系統通過通信設備和線路而連接起來，且以功能完善的網路軟體（網路協議、信息交換方式及網路操作系統等）實現網路資源共享的系統，可稱為計算機網路。
網路一詞有多種意義，可解作：
1、流量網路（flow network）也簡稱為網路(network)。一般用來對管道系統、交通系統、通訊系統來建模。有時特指計算機網路 (Computer Network)，或特指其中的互聯網 (Internet)由有關聯的個體組成的系統，如：人際網路、交通網路、政治網路。
2、由節點和連線構成的圖。表示研究諸對象及其相互聯系。有時用的帶箭頭的連線表示從一個節點到另一個節點存在某種順序關系。在節點或連線旁標出的數值，稱為點權或線權，有時不標任何數。用數學語言說，網路是一種圖，一般認為它專指加權圖。網路除了數學定義外，還有具體的物理含義，即網路是從某種相同類型的實際問題中抽象出來的模型，習慣上就稱其為什麼類型網路，如開關網路、運輸網路、通信網路、計劃網路等。總之，網路是從同類問題中抽象出來的用數學中的圖論來表達並研究的一種模型。
計算機網路是用通信線路和通信設備將分布在不同地點的多台自治計算機系統互相連接起來，按照共同的網路協議，共享硬體、軟體和數據資源的系統。
【實現網路的四個要素】
1、通信線路和通信設備
2、有獨立功能的計算機
3、網路軟體軟體支持
4、實現數據通信與資源共享
【計算機網路的發展歷史】
隨著1946年世界上第一台電子計算機問世後的十多年時間內，由於價格很昂貴，電腦數量極少。早期所謂的計算機網路主要是為了解決這一矛盾而產生的，其形式是將一台計算機經過通信線路與若乾颱終端直接連接，我們也可以把這種方式看做為最簡單的區域網雛形。
最早的Internet，是由美國國防部高級研究計劃局（ARPA）建立的。現代計算機網路的許多概念和方法，如分組交換技術都來自ARPAnet。 ARPAnet不僅進行了租用線互聯的分組交換技術研究，而且做了無線、衛星網的分組交換技術研究-其結果導致了TCP/IP問世。
1977-1979年，ARPAnet推出了目前形式的TCP/IP體系結構和協議。1980年前後，ARPAnet上的所有計算機開始了TCP/IP協議的轉換工作，並以ARPAnet為主幹網建立了初期的Internet。1983年，ARPAnet的全部計算機完成了向TCP/IP的轉換，並在 UNIX（BSD4.1）上實現了TCP/IP。ARPAnet在技術上最大的貢獻就是TCP/IP協議的開發和應用。2個著名的科學教育網CSNET和BITNET先後建立。1984年，美國國家科學基金會NSF規劃建立了13個國家超級計算中心及國家教育科技網。隨後替代了ARPANET的骨乾地位。 1988年Internet開始對外開放。1991年6月，在連通Internet的計算機中，商業用戶首次超過了學術界用戶，這是Internet發展史上的一個里程碑，從此Internet成長速度一發不可收拾。

計算機網路的發展階段
第一代：遠程終端連接
20世紀60年代早期
面向終端的計算機網路：主機是網路的中心和控制者，終端（鍵盤和顯示器）分布在各處並與主機相連，用戶通過本地的終端使用遠程的主機。
只提供終端和主機之間的通信，子網之間無法通信。
第二代：計算機網路階段（區域網）
20世紀60年代中期
多個主機互聯，實現計算機和計算機之間的通信。
包括：通信子網、用戶資源子網。
終端用戶可以訪問本地主機和通信子網上所有主機的軟硬體資源。
電路交換和分組交換。
第三代：計算機網路互聯階段（廣域網、Internet）
1981年 國際標准化組織(ISO)制訂：開放體系互聯基本參考模型（OSI/RM），實現不同廠家生產的計算機之間實現互連。
TCP/IP協議的誕生。
第四代：信息高速公路（高速，多業務，大數據量）
寬頻綜合業務數字網：信息高速公路
ATM技術、ISDN、千兆乙太網
交互性：網上電視點播、電視會議、可視電話、網上購物、網上銀行、網路圖書館等高速、可視化。
中國的網路發展史
1、Internet的階段性發展
我國的INTERNET的發展以1987年通過中國學術網CANET向世界發出第一封E-mail為標志。經過幾十年的發展，形成了四大主流網路體系，即：中科院的科學技術網CSTNET；國家教育部的教育和科研網CERNET；原郵電部的CHINANET和原電子部的金橋網CHINAGBN。
Internet在中國的發展歷程可以大略地劃分為三個階段：
第一階段為1987—1993年，也是研究試驗階段。在此期間中國一些科研部門和高等院校開始研究InternetInternet技術，並開展了科研課題和科技合作工作，但這個階段的網路應用僅限於小范圍內的電子郵件服務。
第二階段為1994年至1996年，同樣是起步階段。1994年4月，中關村地區教育與科研示範網路工程進入Internet，從此中國被國際上正式承認為有Internet的國家。之後，Chinanet、CERnet、CSTnet、Chinagbnet等多個Internet絡項目在全國范圍相繼啟動，Internet開始進入公眾生活，並在中國得到了迅速的發展。至1996年底，中國Internet用戶數已達20萬，利用Internet開展的業務與應用逐步增多。
第三階段從1997年至今，是Internet在我國快速最為快速的階段。國內Internet用戶數97年以後基本保持每半年翻一番的增長速度。增長到今天，上網用戶已超過1000萬。據中國Internet絡信息中心（CNNIC）公布的統計報告顯示，截至2003年6月30日，我國上網用戶總人數為 6800萬人。這一數字比年初增長了890萬人，與2002年同期相比則增加了2220萬人。
中國目前有五傢具有獨立國際出入口線路的商用性Internet骨幹單位，還有面向教育、科技、經貿等領域的非營利性Internet骨幹單位。現在有600多家網路接入服務提供商（ISP），其中跨省經營的有140家。
隨著網路基礎的改善、用戶接入方面新技術的採用、接八方式的多樣化和運營商服務能力的提高，接入網速率慢形成的瓶頸問題將會得到進一步改善，上網速度將會更快，從而促進更多的應用在網上實現。
編輯本段【網路的分類】
按覆蓋范圍分：
區域網LAN（作用范圍一般為幾米到幾十公里）
城域網MAN（界於WAN與LAN之間）
廣域網WAN（作用范圍一般為幾十到幾千公里）
按拓撲結構分類
匯流排型
環型
星型
網狀
按信息的交換方式來分：
電路交換
報文交換
報文分組交換
【網路安全】
網路安全是一個關系國家安全和主權、社會的穩定、民族文化的繼承和發揚的重要問題。其重要性，正隨著全球信息化步伐的加快而變到越來越重要。「家門就是國門」，安全問題刻不容緩。
網路安全是一門涉及計算機科學、網路技術、通信技術、密碼技術、信息安全技術、應用數學、數論、資訊理論等多種學科的綜合性學科。
網路安全是指網路系統的硬體、軟體及其系統中的數據受到保護，不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統連續可靠正常地運行，網路服務不中斷。
網路安全從其本質上來講就是網路上的信息安全。從廣義來說，凡是涉及到網路上信息的保密性、完整性、可用性、真實性和可控性的相關技術和理論都是網路安全的研究領域。
網路安全的具體含義會隨著「角度」的變化而變化。比如：從用戶（個人、企業等）的角度來說，他們希望涉及個人隱私或商業利益的信息在網路上傳輸時受到機密性、完整性和真實性的保護，避免其他人或對手利用竊聽、冒充、篡改、抵賴等手段侵犯用戶的利益和隱私，訪問和破壞。
從網路運行和管理者角度說，他們希望對本地網路信息的訪問、讀寫等操作受到保護和控制，避免出現「陷門」、病毒、非法存取、拒絕服務和網路資源非法佔用和非法控制等威脅，制止和防禦網路黑客的攻擊。
對安全保密部門來說，他們希望對非法的、有害的或涉及國家機密的信息進行過濾和防堵，避免機要信息泄露，避免對社會產生危害，對國家造成巨大損失。
從社會教育和意識形態角度來講，網路上不健康的內容，會對社會的穩定和人類的發展造成阻礙，必須對其進行控制。
【網路的用途】
【網路傳播】
中國現代媒體委員會常務副主任詩蘭認為，網路傳播有三個基本的特點：全球性、交互性、超文本鏈接方式。因此，其給網路傳播下的定義是：以全球海量信息為背景、以海量參與者為對象，參與者同時又是信息接收與發布者並隨時可以對信息作出反饋，它的文本形成與閱讀是在各種文本之間隨意鏈接、並以文化程度不同而形成各種意義的超文本中完成的（《國際新聞界》2000年第6期第49頁）。
還有人認為，「網路傳播」是近年來廣泛出現於傳播學中的一個新名詞。它是相對三大傳播媒體即報紙、廣播、電視而言的。網路傳播是指以多媒體、網路化、數字化技術為核心的國際互聯網路，也被稱作網路傳播，是現代信息革命的產物（《國際新聞界》2000年第6期第49頁）。
我們認為，所謂網路傳播其實就是指通過計算機網路的人類信息（包括新聞、知識等信息）傳播活動。在網路傳播中的信息，以數字形式存貯在光、磁等存貯介質上，通過計算機網路高速傳播，並通過計算機或類似設備閱讀使用。網路傳播以計算機通信網路為基礎，進行信息傳遞、交流和利用，從而達到其社會文化傳播的目的。網路傳播的讀者人數巨大，可以通過互聯網高速傳播。
網路傳播學的相關學科主要有：傳播學、政治學、社會學、心理學、新聞學、經濟學、計算機科學等。
【網路電話】
網路電話又稱為IP電話，它是通過互聯網協定（Internet Protocol，IP）來進行語音傳送的。傳統的國際電話是以類比的方式來傳送的，語音先會轉換為訊號，通過銅纜將聲音傳送到對方。網路電話則是將聲音通過網關（gateway）轉換為數據訊號，並被壓縮成數據包（packet），然後才從互聯網傳送出去，接收端收到數據包時，網關會將它解壓縮，重新轉成聲音給另一方聆聽。目前網路電話聯機方式一般來說可以分為 3 種：PC to PC 、PC to Phone、Phone to Phone。網路電話利用TCP/IP協議，由專門軟體將呼叫方的話音轉化成數字信號（往往再經過壓縮，這也是網路電話軟體好壞的技術關鍵點），然後打包，形成一個個小數據包，小數據包自由尋找網路空閑空間，將語音數據傳輸到對方，對方的專門設備或軟體接收到數據包後，作一個與前面講的語音轉化成數據包的反過程，如果對方的接收器不一致，還要作技術處理以使語音能夠還原。通話全程，我們不用特意租用專門的線路，而只是見縫插針地使用網路，大大節省通話費用。一般費用國內都在幾分錢，國際費用一般都在幾毛錢，費用非常低廉。
網路電話是一項革命性的產品，它可以透過網際網路做實時的傳輸及雙邊的對話。你可以透過當地的網際網路服務提供商 (ISP) 或電話公司以很低的費用打給世界各地的其它電話使用者，網路電話內部是免費撥打的。從上班族到家庭使用者、學生、網際網路瀏覽者、游戲玩家及祖父母等人，網路電話提供給一個完全新的、容易的、經濟的方式來和世界各地的朋友及同事通話。
【網路電視】
IPTV即互動式網路電視，是一種利用寬頻網的基礎設施，以計算機（PC）或「普通電視機＋網路機頂盒（TV＋IPSTB）」為主要終端設備，向用戶提供視頻點播、Internet訪問、電子郵件、游戲等多種互動式數字媒體個性需求服務的嶄新技術。

【網路教育】
網路教育指的是在網路環境下，以現代教育思想和學習理念為指導，充分發揮網路的各種教育功能和豐富的網路教育資源優勢，向教育者和學習者提供的一種網路教和學的服務，這種服務體現於用數字化技術傳遞內容．開展以學習者為中心的非面授教育活動。

【網路金融】
所謂網路金融，又稱電子金融（e-finance），是指在國際互聯網（Internet）上實現的金融活動，包括網路金融機構、網路金融交易、網路金融市場和網路金融監管等方面。它不同於傳統的以物理形態存在的金融活動，是存在於電子空間中的金融活動，其存在形態是虛擬化的、運行方式是網路化的。它是信息技術特別是互聯網技術飛速發展的產物，是適應電子商務（e- commerce）發展需要而產生的網路時代的金融運行模式。

【網路保險】
網路保險是新興的一種以計算機網路為媒介的保險營銷模式，有別與傳統的保險代理人營銷模式。
網路保險的產生和發展是一種歷史趨勢，它代表了國際保險業的發展方向。
目前國內的保險網站大致可分為兩大類：第一類是保險公司的自建網站，主要推銷自家險種，如平安保險的「PA18」，泰康人壽保險的「泰康在線」等；第二類是獨立的第三方保險網站，是由專業的互連網服務供應商（ISP）出資成立的保險網站，不屬於任何保險公司，但也提供保險服務，如易保、網險等。很明顯，以上這兩大類網站代表了中國網路保險的發展水平，當對它們的實施策略及市場運作方式進行理性、客觀的研究分析後，就能深刻地把握中國網路保險的發展狀況。
網路保險是一項巨大的社會系統工程，涉及到銀行、電信等多個行業，這一工程的完善需要較長的時間。網路黑客的襲擊使目前計算機網路系統的自身安全缺乏保障，網路保險存在不安全隱患；而網路保險由於保險當事人之間的人為因素與深刻復雜的背景及利益關系，使得在網上投訴、理賠容易滋生欺詐行為。因此，僅僅依靠網上運作還難以支撐網路保險。如何禁止和懲處利用網路保險進行保險欺詐的行為？如何實行網上核保與網上理賠及支付？網路保險在我國仍有很長的一段路要走。
網路保險技術是由國家科技研發人員研究的整套「安全加固系統」對伺服器的安全進行維護，抵制黑客，病毒以及蠕蟲入侵。截止2007年12月7號，中央新聞聯播以播報新一代的「安全加固系統」已投入運行。

【網路營銷】
網路營銷(On-lineMarketing或Cybermarketing)全稱是網路直復營銷，屬於直復營銷的一種形式，是企業營銷實踐與現代信息通訊技術、計算機網路技術相結合的產物，是指企業以電子信息技術為基礎，以計算機網路為媒介和手段而進行的各種營銷活動(包括網路調研、網路推廣、網路新產品開發、網路促銷、網路分銷、網路服務等)的總稱。
【網路語言】
網路語言是伴隨著網路的發展而新興的一種有別於傳統平面媒介的語言形式。它以簡潔生動的形式甫一誕生就得到了廣大網友的偏愛，發展神速。網路語言包括拼音或者英文字母的縮寫.含有某種特定意義的數字以及形象生動的網路動化和圖片，起初主要是網蟲們為了提高網上聊天的效率或某種特定的需要而採取的方式，久而久之就形成特定語言了。網路上冒出的新詞彙主要取決於它自身的生命力，如果那些充滿活力的網路語言能夠經得起時間的考驗，約定俗成後就可以被接受。