1.2 因特网概述

# 1.2 因特网概述

网络、互连网（互联网）和因特网
因特网发展的三个阶段
因特网的标准化工作
因特网的组成　　‍

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我们首先介绍网络、互联网（互连网）因特网的基本概念，

网络（Network）是由若干结点（Node）和连接这些结点的链路（Link）组成的。例如下图所示，笔记本电脑是一个结点，台式电脑是一个结点，网络打印机是一个结点，而将他们互联起来的交换机也是一个结点。当然了，结点之间的互联还需要使用链路，可以是有线链路，也可以是无线链路。在本例中4个结点和三段电路就构成了一个简单的网络
多个网络还可以通过路由器互连起来，这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互联网（或互连网）。因此，互联网是"网络的网络（Network of Networks）"。
我们几乎每天都在使用的因特网（Internet）是世界上最大的互联网，它的用户数以亿计，互联的网络数以百万计。在我们今后的课程中，因特网常常用一朵云，表示连接在因特网上的计算机称为主机，而因特网内部的细节，也就是路由器是怎样把许多网络连接起来的，往往省略不用给出。

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这里我们需要区分一下这两个英文单词的含义，

以小写字母i开头的英文单词，internet是一个通用名词，翻译为互联网，它泛指由多个计算机网络互联而成的网络，在这些网络之间的通信协议可以是任意的

以大写字母I来开头的英文单词，Internet则是一个专用名词，翻译为因特网，它指当前全球最大的，开放的，由众多网络互联而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP协议族作为通信的规则，其前身是美国的ARPANET

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# 互联网历史

接下来我们来看看因特网发展的三个阶段，因特网的基础结构大体上经历了三个阶段的演进。
第一阶段，从单个网络ARPANET向互联网发展。1969年美国国防部创建了第一个分组交换网ARPANET。到了20世纪70年代中期，人们已认识到不可能仅使用一个单独的网络来满足所有的通信问题，这就导致了后来互联网的出现，这样的互联网就要成为了现在的因特网的雏形。1983年tcpip协议成为ARPANET上的标准协议，使得所有使用tcpip协议的计算机都能利用互联网相互通信，因而人们就把1983年作为因特网的诞生时间。

第二阶段逐步建成三级结构的因特网。从1985年起，美国国家科学基金会NSF就围绕6个大型计算机中心建设计算机网络，也就是国家科学基金网，NSFNET，它是一个三级结构的网络，分为主干网、地区网和校园网（企业网）。该网络覆盖了全美国主要的大学和研究所，并且成为因特网中的主要组成部分。1990年美国国防部创建的ARPANET任务完成正式关闭。1991年，美国国家科学基金会NSF和美国的其他政府机构开始认识到，因特网必将扩大其使用范围，不应仅限于大学和研究机构，于是美国政府决定将因特网的主干网转交给私人公司来运营，并开始对接入因特网的单位收费。

第三阶段逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。从1993年开始，由美国政府资助的NSFNET逐渐被若干个商用的因特网主干网取代，而政府机构不再负责因特网的运营，而是让各种因特网服务提供者ISP来运营。1994年由欧洲原子核研究组织开发的万维网，也就是WWW技术在因特网上被广泛使用，大大方便了广大非网络专业人员对网络的使用，促使因特网迅猛发展。1995年NSFNET停止运作，因特网彻底商业化。

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下面我们来解释一下因特网服务提供者ISP（Internet Service Provider）。想想看普通用户是如何接入到因特网的呢？实际上是通过ISP接入因特网的。ISP可以从因特网管理机构申请到成块的IP地址，同时拥有通信线路以及路由器等联网设备。任何机构和个人只要向ISP交纳规定的费用，就可以从ISP得到所需要的IP地址，这一点很重要，因为因特网上的主机都必须有IP地址才能进行通信，这样就可以通过该ISP接入到因特网。

我国主要的ISP是我们大家都比较熟悉的中国电信、中国联通和中国移动这三大电信运营商。来自中国互联网络信息中心，2019年2月发布的第43次中国互联网络发展状况统计报告显示，他们的国际出口带宽分别是中国电信4.5tbps中国联通2.2tbps中国移动2tbps。不知道您家的因特网接入使用的是哪个ISP，带宽是多少，稳定性如何，价格又是多少

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根据提供服务的覆盖面积大小及所拥有的IP地址块数量不同，ISP也分成不同的层次。下面给出基于ISP的三层结构因特网示意图，最高级别的第一层ISP的服务面积最大，第一层ISP通常也被称为因特网主干网，一般都能够覆盖国际性区域范围，并拥有高速链路和交换设备。第一层ISP之间直接互联，

第二层ISP和一些大公司都是第一层ISP的用户，通常具有区域性或国家性覆盖规模，与少数低层ISP相连接。
第三层ISP又称为本地ISP，他们是第二层ISP的用户，且只拥有本地范围的网络，一般的校园网或企业网以及住宅用户和无线移动用户，都是第三层ISP的用户。

从该图可以看出，因特网逐渐演变成基于ISP的多层次结构网络，但今天的因特网由于规模太大，已经很难对整个网络的结构给出细致的描述，但下面这种情况是经常遇到的，就是相隔较远的两台主机间的通信，可能需要经过多个ISP，顺便提一下，一旦某个用户能够接入到因特网，那么它也可以成为一个ISP（例如开个热点）。所需要做的就是购买一些如调制解调器或路由器这样的设备，让其他用户能够和他相连。因此该图所示的仅仅是个示意图，一个ISP可以很方便的在因特网拓扑上添加新的层次和分支。

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# 标准化与RFC

接下来我们介绍一下因特网的标准化工作，因特网的标准化工作对因特网的发展起到了非常重要的作用。因特网在制定其标准上的一个很大的特点，就是面向公众。因特网所有的RFC技术文档，都可以从因特网上免费下载，任何人都可以随时用电子邮件发表对某个文档的意见或建议。因特网协会ISOC是一个国际性组织，他负责对因特网进行全面管理，以及在世界范围内促进其发展和使用。

ISOC下设的因特网体系结构委员会IAB，负责管理因特网有关协议的开发，
IAB下的因特网工程部IETF，负责研究中短期工程问题，主要针对协议的开发和标准化，
IAB下的因特网研究部IRTF从事理论方面的研究和开发一些需要长期考虑的问题。

制定因特网的正式标准，要经过以下4个阶段，第一个阶段是因特网草案阶段，在这个阶段还不是RFC文档，
第二个阶段是建议标准，从该阶段开始成为RFC文档。
第3个阶段是草案标准，
第4个阶段是因特网标准。

值得注意的是并非所有的RFC文档都是因特网标准，只有一小部分RFC文档，最后才能变成因特网标准。

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接下来我们介绍一下因特网的组成，因特网的拓扑结构虽然非常复杂，并且在地理上覆盖了全球，但从功能上看，可以划分为以下两部分，一个是边缘部分，另一个是核心部分，边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成，这部分是用户直接使用的，用来进行通信和资源共享。边缘部分中的主机可以是台式电脑或大型服务器，也可以是笔记本电脑、平板电脑，还可以是智能手机、智能手表以及物联网智能硬件，例如空气质量监测仪、智能摄像头等。

核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成，这部分是为边缘部分提供服务的，也就是提供连通性和交换。在网络核心部分起特殊作用的是路由器，它是一种专用计算机，但我们不称它为主机，路由器是实现分组交换的关键构件，其任务是转发收到的分组，这是网络核心部分最重要的功能。我们将在下节课详细介绍，