因特網發展有哪三個階段?

2016-07-12 6362 1 編輯:Monster 來源:互聯網

因特網(叫英特網)的基礎結構大體上經歷了三個階段的演進。但這三個階段在時間劃分上并非截然分開而是有部分重疊的,這是因為網絡的演進是逐漸的而不是在某個日期突然發生了變化。

第一階段是從單個網絡ARPANET向互聯網發展的過程。1969年美國國防部創建的第一個分組交換網ARPANET最初只是一個單個的分組交換網(并不是一個互連的網絡)。所有要連接在ARPANET上的主機都直接與就近的結點交換機相連。但到了上世紀70年代中期,人們己認識到不可能僅使用一個單獨的網絡來滿足所有的通信問題。于是ARPA開始研究多種網絡(如分組無線電網絡)互連的技術,這就導致后來互連網的出現。這樣的互連網就成為現在因特網((Internet)的雛形。1983年,TCP/IP協議成為ARPANET上的標準協議,使得所有使用TCP/IP協議的計算機都能利用互連網相互通信,因而人們就把1983年作為因特網的誕生時間。1990年,ARPANET正式宣布關閉,因為它的實驗任務己經完成。

注意以下兩個意思相差很大的名詞Internet和Internet [RFC 1208]:

以小寫字母i開始的Internet(互聯網或互連網)是一個通用名詞,它泛指由多個計算機網絡互連而成的網絡。在這些網絡之間的通信協議(即通信規則)可以是任意的。

以大寫字母I開始的Internet(因特網)則是一個專用名詞,它指當前全球最大的、開放的、由眾多網絡相互連接而成的特定計算機網絡,它采用TCP/IP協議族作為通信的規則,且其前身是美國的AIZPANET。

第二階段的特點是建成了三級結構的因特網。從1985年起,美國國家科學基金會NSF(National Science Foundation)就圍繞六個大型計算機中心建設計算機網絡,即國家科學基金網NSFNET。它是一個三級計算機網絡,分為主干網、地區網和校園網(或企業網)。這種三級計算機網絡覆蓋了全美國主要的大學和研究所,并且成為因特網中的主要組成部分。1991年,NSF和美國的其他政府機構開始認識到,因特網必將擴大其使用范圍,不應僅限于大學和研究機構。世界上的許多公司紛紛接入到因特網,網絡上的通信量急劇增大,使因特網的容量己滿足不了需要。于是美國政府決定將因特網的主干網轉交給私人公司來經營,并開始對接入因特網的單位收費。1992年因特網上的主機超過100萬臺。1993年因特網主干網的速率提高到45Mb/s (T3速率)。

第三階段的特點是逐漸形成了多層次ISP結構的因特網。從1993年開始,由美國政府資助的NSFNET逐漸被若干個商用的因特網主干網替代,而政府機構不再負責因特網的運營。這樣就出現了一個新的名詞:因特網服務提供者ISP (Internet Service Provider)。在許多情況下,因特網服務提供者ISP就是一個進行商業活動的公司,因此ISP又常譯為因特網服務提供商。例如,中國電信、中國聯通和中國移動就是我國最有名的ISP。

ISP可以從因特網管理機構申請到很多IP地址(因特網上的主機都必須有IP地址才能上網,同時擁有通信線路(大的ISP自己建造通信線路,小的ISP則向電信公司租用通信線路)以及路由器等連網設備,因此任何機構和個人只要向某個ISP交納規定的費用,就可從該ISP獲取所需IP地址的使用權,并可通過該ISP接入到因特網。所謂“上網”就是指“(通過某個ISP獲得的IP地址)接入到因特網”IP地址的管理機構不會把一個單個的IP地址分配給單個用戶(不“零售”IP地址),而是把一批IP地址有償租賃給經審查合格的ISP(只“批發”IP地址)。由此可見,現在的因特網已不是某個單個組織所擁有而是全世界無數大大小小的ISP所共同擁有的,這就是因特網也稱為“網絡的網絡”的原因。

根據提供服務的覆蓋面積大小以及所擁有的IP地址數目的不同,ISP也分成為不同的層次:主干ISP、地區ISP和本地ISP。

主干ISP由幾個專門的公司創建和維持,服務面積最大(一般都能夠覆蓋國家范圍),并且還擁有高速主干網(例如10Gb/s或更高)。有一些地區ISP網絡也可直接與主干ISP相連。

地區ISP是一些較小的ISP。這些地區ISP通過一個或多個主干ISP連接起來。它們位于等級中的第二層,數據率也低一些。

本地ISP給端用戶提供直接的服務。本地ISP可以連接到地區ISP,也可直接連接到主干ISP。絕大多數的端用戶都是連接到本地ISP的。本地ISP可以是一個僅僅提供因特網服務的公司,也可以是一個擁有網絡并向自己的雇員提供服務的企業,或者是一個運行自己的網絡的非營利機構(如學院或大學)。本地ISP可以與地區ISP或主干ISP連接。

從原理上講,只要每一個本地ISP都安裝了路由器連接到某個地區ISP,而每一個地區ISP也有路由器連接到主干ISP,那么在這些相互連接的ISP的共同合作下,就可以完成因特網中的所有的分組轉發任務。但隨著因特網上數據流量的急劇增長,人們開始研究如何更快地轉發分組,以及如何更加有效地利用網絡資源。于是,因特網交換點IXP(Internet eXchange Point)就應運而生了。

因特網交換點IXP的主要作用就是允許兩個網絡直接相連并交換分組,而不需要再通過第三個網絡來轉發分組。這樣就使因特網上的數據流量分布更加合理,同時也減少了分組轉發的遲延時間,降低了分組轉發的費用。現在許多IXP在進行對等交換分組.時,都互相不收費。但本地ISP或地區ISP通過IXP向高層的IXP轉發分組時,則需要交納一定的費用。IXP的結構非常復雜。典型的IXP由一個或多個網絡交換機組成,許多ISP再連接到這些網絡交換機的相關端口上。IXP常采用工作在數據鏈路層的網絡交換機。這些網絡交換機都用局域網互連起來。

據統計,到2012年3月,全球己經有91個國家擁有IXP,其中擁有10個以上IXP的國家僅有9個,而僅擁有一個IXP的有48個國家。目前世界上仍有107個國家還沒有IXP。可以看出,因特網的發展在全世界還是很不平衡的[W-IXP]。現在,世界上最大的IXP是1995年建造在德國法蘭克福的DE-CIX[W-DECIX],其峰值吞吐量己超過4Tb/s。這個IXP已成為因特網在歐洲的樞紐。

因特網已經成為世界上規模最大和增長速率最快的計算機網絡,沒有人能夠準確說出因特網究竟有多大。因特網的迅猛發展始于20世紀90年代,由歐洲原子核研究組織CERN開發的萬維網WWW (World Wide Web)被廣泛使用在因特網上,大大方便了廣大非網絡專業人員對網絡的使用,成為因特網的這種指數級增長的主要驅動力。萬維網的站點數目也急劇增長,因特網上準確的通信量是很難估計的。但有文獻介紹,因特網上的數據通信量每月約增加10%。根據ITU的統計[W-ITU],在2010年全世界的因特網用戶已經超過20億人。


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