1.1.3 互联网、云计算时代

1990年6月，由美国国家科学基金会（NSF, National Science Foundation）建立的NSFnet彻底取代ARPAnet成为新的Internet主干网络。此后，万维网（WWW, world wide Web）问世，持续推动互联网快速发展。后来，互联网与移动通信网融合成移动互联网。

（1）互联网

20世纪70年代中期，单一的网络已无法满足人们的通信需求。为此，ARPA着手研究不同网络间的互连技术，逐渐形成互联网雏形。1983年，TCP/IP协议诞生并成为ARPAnet的标准协议，从而所有使用TCP/IP协议的远程计算机都能通过互联网进行通信[14]。1986年，美国NSF利用TCP/IP协议在5个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网，并鼓励和资助高校、科研院所等研究机构将自己的局域网接入NSFnet中。到1990年，NSFnet完全取代ARPAnet成为Internet的重要骨干网之一，不再局限于军事和科研领域，而逐渐被当作一种重要的信息交互工具。到20世纪90年代，各种Internet服务提供商（ISP, Internet service provider）如雨后春笋般出现，用户可以通过ISP接入互联网，享受信息通信、数据检索、应用服务等应用带来的便利。因此，越来越多的企业和个人申请接入Internet，极大地推动了Internet的普及与发展。

（2）移动互联网

移动互联网是移动通信网络与互联网充分融合的产物，是移动智能终端通过无线网络访问互联网，密切连接人们线上线下生活的一种新方式。它的出现改变了人们的生活习惯，优化了人们的工作和生产方式。在《移动互联网白皮书》中，移动互联网被定义为“移动互联网是以移动网络作为接入网络的互联网及服务，包括3个要素：移动终端、移动网络和应用服务”[15]。

从20世纪80年代中期开始，移动通信技术的发展先后经历了2G、2.5G、3G、4G等阶段。2G是第二代移动通信技术，以数码语音通信技术为核心，以短信息服务（SMS, short message service）为辅助，主要采用全球移动通信系统（GSM, global system for mobile communication）网络。2G时代的终端手机已经实现了机卡分离，语音通话和短信息是主要功能。

2.5G是从2G迈向3G的过渡性技术，以通用分组无线服务技术（GPRS, general packet radio service）为代表，该技术使移动用户能够通过高速无线IP和X.25分组数据接入服务访问数据网络，相关的其他技术还包括高速电路交换数据（HSCSD, high speed circuit switched data）、无线应用协议（WAP, wireless application protocol）、增强型数据速率GSM演进技术（EDGE, enhanced data rate for GSM evolution）、蓝牙（Bluetooth）等。

3G是第三代移动通信技术，不仅支持语音通话、短信息，还支持高速数据传输和宽带多媒体服务，带宽可达5MHz以上，主要标准有欧洲的WCDMA（wideband code division multiple access）、美国的CDMA2000（code division multiple access 2000）和我国具有自主知识产权的TD-SCDMA（time division-synchronous code division multiple access）。在3G时代，终端手机具有操作系统，能够安装各种应用，除了使用3G网络，还可以通过Wi-Fi等无线网络访问互联网。

4G是第四代移动通信技术，核心技术包括正交频分复用（OFDM, orthogonal frequency division multiplexing）、软件无线电、智能天线技术、多输入多输出（MIMO, multiple-input multiple-output）和基于IP的核心网等。4G实现了移动通信网与互联网的融合，能够传输高质量视频图像，下载速度达到100 Mbit/s，完全能够满足用户的日常需求[16]。

5G是第五代移动通信技术，通过研发新的协议将现有移动通信网、移动互联网、互联网、各类无线网络等进行充分融合，组成泛在的、无所不在的大网络，预期实现万物互联、智慧互通。目前尚处于研究阶段。

（3）云计算

1997年，美国南加州大学Chellappa教授提出云计算的第一个学术定义；2005年，Amazon发布Amazon Web Services云计算平台；2006年，Amazon推出简单存储服务（S3，simple storage service）和弹性计算云（EC2，elastic compute cloud）等云服务，从此云服务得到广泛应用。

云计算（cloud computing）是基于互联网相关服务的组合、使用和交付模式，其核心理念是资源池，与网格计算池（computing pool）的概念相似，它将计算、存储、带宽等资源进行虚拟化，构建成资源池，为用户提供按需计量服务。

按照时间发展的先后顺序，云计算的演化发展可分为电厂模式、效用计算、网格计算和云计算4个阶段[17]。

① 电厂模式阶段。电厂模式的思想是效仿电厂的规模效应来降低电力的价格，服务提供商通过建立大型服务器集群形成规模效应，来为用户提供计算、存储服务，方便用户使用且无需购买和维护硬件设备。

② 效用计算阶段。效用计算的思想来源于电厂模式，最早由人工智能之父麦肯锡提出。通过将分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序进行整合，提供给多个用户，以实现计算、存储资源的共享。但由于在该思想提出时整个IT产业还处于发展初期，技术的限制导致效用计算未能很好地发挥价值。

③ 网格计算阶段。网格计算的基本思想是整合分散的各种计算、存储资源，并利用这些分散的资源执行分解后的计算任务，再将计算结果综合起来以攻克大问题，解决信息孤岛难题。

④ 云计算阶段。云计算的核心思想与效用计算和网格计算类似，希望使用计算、存储资源能像使用电力那样方便，且价格便宜。云计算的服务模式和商业模式逐步成熟，相关技术不断发展，在应用需求、产业发展方面已经有了相当的规模，并在各个领域取得了不同程度的经济、社会效益。