-- 《计算机科学概论》 4.2

The Internet

Origin

因特网的起源可以追溯到20世纪60年代的一个研究项目，目的是开发出一种能将不同计算机相互连接的分布式网络系统，使其在某个节点故障时依然能够继续运行。

Internet Architecture

Internet Service Provider

因特网是由多个相互连接的网络组成，维护这些连接并提供接入服务的组织叫做 因特网服务提供商ISP。 ISP根据其服务范围，速度和容量分为不同层级

Tier-1 ISP 包括高速/大容量 的全球性网络互联，构成了是因特网的核心骨架。 Tier-2 ISP 与T1 ISP 相连，提供较为区域性的服务，通常覆盖较小的地理范围。

T1和T2 ISP 通常由通信服务公司运营，负责提供网络连接和数据交换服务。

Access ISP 通常由运营商提供，负责提供给终端用户互联网接入服务。家庭 企业 个人设备连接到更广泛的互联网网络。 终端 - AP - ISP AP和AP范围 通常称为热点。 Access ISP不仅提供物理连接，还可能提供诸如DNS解析，IP地址分配，网络安全管理等附加服务，确保终端设备能够访问全球互联网资源。

因特网系统是有层次的，有冗余的，其中的一个ISP终止服务不一定会导致整个互联网系统的瘫痪。

Internet Addressing

因特网需要一个全球唯一的寻址系统来定位和标识设备。 这些标识也被成为 IP地址 IPv4 有32位 IPv6 有128位

IP地址是由非营利组织ICANN分配。

ICANN负责管理顶级域名（TLD）和IP地址的全球分配。 ISP根据ICANN分配的地址块为设备分配IP地址。

域名的语法是层级的 域名的后缀（如 .com .top) 称为TLD（top-level domain） 域名后缀与主域名相连，主域名向左延伸的部分成为子域名。

subdomian.mainDomain.TLD

仅有域名无法找到对应的设备，需要通过名称服务器（name server) 进行解析。常用的名称服务器是 DNS服务器 （domain name system）通过DNS服务器解析并查找（lookup）后，将域名转化为对应的ip地址，再发起访问请求。

DNS具有分层的结构，使得它能够有效的扩展并处理大量的域名请求。DNS查询是一个分步的过程，按照层次逐级查找域名对应的ip地址。 比如，DNS会查找（Root Name Servers）根名称服务器，然后再根据TLD逐层的从服务器中查找并将域名翻译成ip地址。 （TLD Servers -> Authoritative Name Servers -> Recursive DNS Resolvers）

由于DNS服务器的存在，使得每个终端都无需额外配置和维护域名解析的功能，在访问外部网络时，只需要找到DNS服务器的位置就可以了，而DNS服务器的访问位置通常由 access ISP 提供，也可以自行配置。

全球有13组根服务器，保存着顶级域名服务器的位置，分布在多个地点以保证系统的冗余和稳定性。
顶级域名服务器处理相应域名的查询请求，并知道哪个权威名称服务器管理特定的主域名。
权威名称服务器存储着具体域名的IP地址记录，负责提供最终的查询结果。

Internet Applications

不同的网络应用会用到不同的网络协议。 新闻阅读程序使用 NNTP 协议来连接服务器。 文件传输使用 FTP 协议 远程访问/控制使用 Telnet或SSH 协议 用浏览器处理网页请求/数据 使用 HTTP 协议。

Electronic Mail

通常使用SMTP POP3 IMAP协议。

VoIP

VoIP通过互联网提供提供端对端的语音传输服务， 常用于手机等终端设备的语音通信。 VoIP是通过互联网进行语音传输，而4G依赖TCP/IP协议 （和4G基于 TCP/IP协议是不同的）

Internet Multimedia Streaming

Content Delivery Networks CDN内容分发网络： 通过在不同位置分布服务器，利用Anycast技术将用户请求路由到最近的服务器，从而高效地提供内容，通常比从中心化的服务器获取数据更快。