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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）随机访问是何等相似。 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CEO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。
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。
TABLE OF CONTENT
前言III 第一部分 分享很难 第1 章 控制你的“音量”003 第2 章 “随意地”访问网络030 第3 章 聪明地为数据定价051 与丹尼斯•斯特里格尔的对话 第二部分 排序很难 第4 章 竞标广告空间083 第5 章 排列搜索结果100 与埃里克•施密特的对话 第三部分 大众很聪明 第6 章 合并产品评级129 第7 章 推荐观看的影片148 第8 章 社会化学习170 第四部分 大众并不那么聪明 第9 章 让视频短片变成“病毒”195 第10 章 影响他人217 第五部分 分而治之 第11 章 发明互联网243 第12 章 路由流量263 与罗伯特•卡恩的对话 第六部分 端到端 第13 章 控制拥堵297 第14 章 在小世界中航行318 与温顿•瑟夫的对话 致谢351
PREFACE/READING GUIDANCE
如今，网络无处不在，即使是在我们最意想不到的地方。从我们在脸书（Facebook）上的朋友是谁，到我们的信息如何在几毫秒内通过互联网传播，这一切的背后都有着有趣的故事，不管那是社交网络、通信网络还是经济网络。无论是推荐电影，控制设备的功率水平，还是视频的病毒式传播，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。 本书运用通俗易懂的语言，对这些原则以及网络的力量加以说明。许多优秀的文章已经从数学和技术角度对网络进行了详细阐述，但本书和它们不一样。 与之相反，本书通过故事、图片、例子和历史逸事描述了网络的核心理念，其中还包括与谷歌的埃里克•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•卡恩的对话。全书共有数百张图片，图片会对文本加以补充。我们还会将网络和日常生活的其他方面进行类比。你可能会惊讶地发现邮政系统、交通拥堵和停车标志，分别与互联网路径选择、网络拥塞和Wi–Fi（无线局域网）随机访问非常相似。 这并不是说本书不会出现任何数学知识。数字示例对理解驱动网络的方法非常有帮助。但是你在本书中看到的数学知识不会比基本的算术（数字的相加和相乘）更复杂。想要阅读本书，你只需要有学习的欲望即可。 本书的结构是什么？它分为六个部分，每个部分对应连接我们生活中的六条网络原则之一。每个部分包含两到三章，通过有趣的主题，讲述相应原则的故事。 那么，这六条原则是什么？它们简洁明了，完美总结出设计、建造和管理网络的方式。 原则一：分享很难（第一部分）。不论是用手机打电话还是用Wi–Fi 上网，都需要分享网络媒介。它就像空气一样，你需要和许多其他人共享。在这种情况下，怎么才能不干扰彼此的连接呢？这就需要有效的分享和协调技术——从控制电话传输的等级到对我们所消费的数据定价。 原则二：排序很难（第二部分）。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？网站如何为广告商分配空间？随着需要排序的项目越来越复杂，排序工作也变得更加困难。 原则三：大众很聪明（第三部分）。亚马逊和网飞（Netflix）等在线零售及娱乐公司拥有很多顾客。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？答案是肯定的，但我们需要对大众意见及其生成机制做一些特定的假设。 当这些假设站不住脚时，就需要原则四：大众并不那么聪明（第四部分）。为何有些视频会出现病毒式传播？因为人们可以影响彼此的行为和决策。在社交网络中，某些人是否比其他人更具影响力？是的，而且他们的影响方式并不一定很直观。本书将对此进行解释。 分而治之是第五条网络原则（第五部分）。通过这一概念，互联网的规模和功能可以有效地增加（从路径选择到数据纠错）。从地理和功能上，互联网都被巧妙地分成了很小的部分，因此每部分都可以被单独管理。 原则六：端到端（第六部分）。这是最后一条原则，它主要讨论网络如何在巨大的空间里运作。我们手中的终端设备往往不知道，也不需要知道，互联网中到底发生了什么，以实现分配给它们的各种功能，例如拥堵控制。而在网络中，执行一项任务的具体位置是一个重要的问题。
CONTENT PREVIEW OF THE BOOK
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。第一套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。最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 division multiple 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第一套数字蜂窝标准。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是最好的办法，但高通（Qualcomm）公司例外。该公司倡导另一项技术——码分多址（code division multiple 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。对代码最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作为美国第一个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最好方式。 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，第一对谈话者可能有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。
