《网络的力量:连接人们生活的六大原则》[美]克里斯托弗·G布林顿;蒋濛电子书图书酷

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内容简介

从蜂巢式电话网络、云计算，到互联网和社交媒体平台，网络已经无处不在。为什么家里的无线网络要比咖啡店的快？亚马逊、网飞和YouTube为何要使用不同的排行和推荐方法？这么做的意义何在？Facebook的用户真的满足六度分隔吗？在这些功能和其他功能的内部运作中都隐藏着六条原则，它们会出现在各种各样的网络中。两位作者将网络和日常生活的其他方面进行了类比，你可能会惊讶于邮政系统、交通拥堵和停车标志，分别与互联网路径选择、网络拥塞和WiFi（无线局域网）*访问是何等相似。
不论是用手机打电话还是用WiFi 上网，都需要分享网络媒介。就像空气一样，你需要和许多其他人共享。在这种情况下，怎么可能不干扰彼此的连接呢？今天的许多网站都需要处理大量原始数据，以找到有效的排序方法。像谷歌这样的搜索引擎如何对呈现给我们的结果进行排序？亚马逊和网飞（Netflix）等在线零售及娱乐公司拥有很多顾客。网站如何为广告商分配空间？我们是否能够对大众的意见产生影响，使产品评价及推荐更加准确和有用？为何有些视频会出现病毒式传播？在社交网络中，某些人是否比其他人更具影响力？
通过简单的语言、类比、故事以及数百幅插图，两位专家通俗易懂地解答了这些问题，描述了网络的核心理念，。Alphabet董事长埃里克•施密特，威瑞森无线前首席执行官丹尼斯•斯特里格尔，以及“互联网之父”温顿·瑟夫和罗伯特·卡恩也在本书中分享了他们宝贵的见解。

试读
随着模拟网络再次变得拥挤，美国和其他各国开始尝试另一种选择：数字（digital）系统。模拟信号将被“数字化”，转换成二进制位的序列，即1 和0（见图1–7）。
数字系统在容量上拥有巨大优势，因为它们使用了另外两个我们将讨论的多址联接技术。在20 世纪80 年代末之前，建立这些网络所需的小规模电子设备成本还不够低。
按照时间（和频率）进行共享
从模拟到数字蜂窝的转换标志着1G技术发展到了2G。套2G技术标准是全球移动通信系统，简称GSM，始于1982 年。到1987 年，该系统容量便达到模拟系统的3 倍。
数字代码使我们能将多个通话压缩到一个频段。所以，即使在一个单元里，我们也可以让很多人共用同一个频道。我们只需要添加另一个维度。明显的额外维度选择是时间。
换句话说，多个用户可以共享同一个频道，但他们必须轮流使用。按照一套叫作时分多址（time divisionmultiple access，简称TDMA）的方案，每人被分配到不同的时段。你可以在图1–8 中看到TDMA的一个例子。
由于欧盟倾向于发展一套共同的标准，GSM在欧洲很多地区被迅速采纳。GSM今天仍然在世界部分地区使用，主要在900MHz 和1 800MHz 频段运行。这降低了手机成本，标志着手机发展进入新阶段，能提供短信、游戏，以及其他娱乐功能。
按照代码进行共享
在美国，采用2G标准的历程更有趣。在了解对容量的需求增加后，美国蜂窝电信行业协会在1988 年发布了一系列性能要求，规定通信行业应致力于达到套数字蜂窝标准。其中的主要要求是，容量应达到传统模拟网络的10 倍。
这个时候，几乎所有美国的网络运营商和设备制造商都觉得TMDA是好的办法，但高通（Qualcomm）公司例外。该公司倡导另一项技术——码分多址（code divisionmultiple access，简称CDMA）。如图1–9 所示，在CDMA系统中，用户在“代码”维度上进行区分，在时间和频率上则不加区分。对代码好的类比可能是语言：就像给每个链接不同的语言，然后让它们进行通话一样。
每个代码都像一把钥匙。发送方锁定消息，将其发送出去，并且只给接收方发送密钥。设计这些代码的困难在于，应该只有一把钥匙能够“解锁”任何指定信号。如果另一个接收方试图用自己的钥匙解密该消息，则应该显示为噪声。每一个代码会“取消”另一个，具有此属性的代码集合被称为一个正交码（orthogonal codes）族。关于CDMA的更多信息，请参考本书网站的Q1.3 部分。
一开始有人预测，CDMA能提供的容量可以比传统模拟网络大40 倍以上。尽管如此，当时大多数工程师、制造商以及运营商都抵制CDMA。原因之一是，当时尚未有CDMA蜂窝网络原型，对其进行演示。
1989 年，蜂窝电信行业协会投票通过，将TDMA作为美国个2G数字标准。未来4 年中，需要更多的概念证明，CDMA才会得到批准。
鸡尾酒会的比喻
这里有一个易于理解的比喻，能阐明一些我们已经介绍过的技术。假设一场鸡尾酒会在一座有许多房间的大厦举行，其中有许多谈话发生。假如聚会上有很多人，如果大家都挤在同一个房间，同时说话，我们将很难听清自己的对话内容。我们让主人来确定应对这一局面的好方式。
主人首先决定，每个房间里可以有两个人谈话。每对谈话者待在自己的房间，直到谈话结束，所以每个人都能以合适的音量说话，因为声音传到其他房间时会减弱。但如果我们把房间看成单元，这就好比每个单元每次只允许有一个连接。考虑到客人数量很可能比房间数多，这种安排将无法令许多没有分配到房间的谈话者满意。
为了处理这个容量问题，主人决定允许许多谈话者共用一个房间（即每单元多人），让每对谈话者在不同的时间交谈。因此，在任何指定房间里，对谈话者可能有30 秒交谈，此时其他人保持沉默，然后是下一组，以此类推。同样，每个人都可以尽情地大声说话，因为声音不会盖住别人的谈话。这是TDMA的一个例子，在每个房间里，每段谈话都被分配到一个单独的时段。
如果不是分配时段，假设主人让每个房间里的每对谈话者使用一门单独的语言。那么，大家都可以同时说话，因为每对谈话者只能听到一门特定的语言。这是CDMA系统的一个例子，每种语言代表一个不同的代码（见图1–10）。但是人类语言并不是完美的代码。此外，音量控制是一个问题，因为在房间里的每个人都可以听到其他所有谈话，无论是用什么语言。我们需要一些协调，使个人根据彼此之间的距离，调整自己的音量。

作者简介

克里斯托弗·G.布林顿（Christopher G. Brinton），美国学习技术公司祖米（Zoomi）高级研究负责人，研究领域涵盖下一代社交网络、大数据分析和学习技术，普林斯顿大学电子工程学博士。

蒋濛（Mung Chiang），普林斯顿大学电子工程专业教授,华人科学家。2013年荣获美国国家自然科学基金委（NSF）艾伦·沃特曼奖。该奖项于1975年NSF成立25周年时设立，旨在奖励和支持在NSF资助下取得杰出学术成就的优秀年轻科学家。蒋濛还兼任普林斯顿大学创业顾问委员会主席、凯勒工程教育创新中心主任。