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【推荐语】
每一个人都沉浸在无数的网络之中——现实生活中的人际网络,像Twitter和Facebook一样的社交网络,以及真正的技术网络(互联网、蜂窝网络),而我们通常并不这样觉得。

有六大原则统治着上述所有网络,理解了这些原则可以使你知晓这些网络如何为你所用,以及为何会给你制造困扰。

有线和无线通信技术使通信速度大大加快,同时也给网络资源如何在这么多人之间实现“共享”,带来了许多有趣的挑战。网络中的另一个挑战是如何找到一组项目的合适排序。作为网络生活的一个困难但必要的部分,除了搜索引擎、广告位置,排序还出现在许多网络环境中。

通过在网上购物、看电影和上课,我们会增加对人们行为和偏好的了解。当我们浏览网站时,我们的行为通常会被存储,在许多情况下,它会被用于改变那些随后访问网站的人的体验——随着关于某些事实的更多意见或知识被收集,在适当的情况下,我们可以对真实情况做出更高质量的估计。相比个人决策,从大量人群中汇集信息往往会形成更好的决策。然而,这一概念的前提是假设每个人的观点都是独立的。那么它们在什么情况下不是独立的?当它们不独立时会发生什么?

当我们提到互联网时,你可能会想,究竟什么是互联网?它是如何设计、建造和管理的?。随着连接设备数量和互联网规模不断扩大,可扩展性几乎在所有意义上都成为必须。对于电脑来说,互联网有时看起来像一个黑盒子。它传送和接收你的消息,却不知道你和正在交流的其他人之间的网络内部到底发生了什么。在书中,我们不仅能够看到互联网设备如何利用来自接收者的反馈,来推断和管理网络中的拥塞的,还能了解到庞大的社会网络是如何在不断扩张中,也能成为一个小世界的。
【作者】
(美国)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。(美国)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。
【内容】
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?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?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。
【目录】
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
【书摘插画】
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。
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