因特網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大體上經(jīng)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(wǎng)絡的演進是逐漸的而不是在某個日期突然發(fā)生了變化。

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

請讀者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(lián)網(wǎng)或互連網(wǎng)）是一個通用名詞，它泛指由多個計算機網(wǎng)絡互連而成的網(wǎng)絡。在這些網(wǎng)絡之間的通信協(xié)議（即通信規(guī)則）可以是任意的。

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

第二階段的特點是建成了三級結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。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(shè)計算機網(wǎng)絡，即國家科學基金網(wǎng)NSFNET。它是一個三級計算機網(wǎng)絡，分為主干網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)和校園網(wǎng)（或企業(yè)網(wǎng)）。這種三級計算機網(wǎng)絡覆蓋了全美國主要的大學和研究所，并且成為因特網(wǎng)中的主要組成部分。1991年，NSF和美國的其他政府機構(gòu)開始認識到，因特網(wǎng)必將擴大其使用范圍，不應僅限于大學和研究機構(gòu)。世界上的許多公司紛紛接入到因特網(wǎng)，網(wǎng)絡上的通信量急劇增大，使因特網(wǎng)的容量已滿足不了需要。于是美國政府決定將因特網(wǎng)的主干網(wǎng)轉(zhuǎn)交給私人公司來經(jīng)營，并開始對接入因特網(wǎng)的單位收費。1992年因特網(wǎng)上的主機超過100萬臺。1993年因特網(wǎng)主干網(wǎng)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(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)。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(wǎng)主干網(wǎng)替代，而政府機構(gòu)不再負責因特網(wǎng)的運營。這樣就出現(xiàn)了一個新的名詞：因特網(wǎng)服務提供者ISP (InternetService Provider)。在許多情況下，因特網(wǎng)服務提供者ISP就是一個進行商業(yè)活動的公司，因此ISP又常譯為因特網(wǎng)服務提供商。例如，中國電信、中國聯(lián)通和中國移動就是我國最有名的ISP。

ISP可以從因特網(wǎng)管理機構(gòu)申請到很多IP地址（因特網(wǎng)上的主機都必須有IP地址才能上網(wǎng)，這一概念我們將在第4章的4.2節(jié)詳細討論），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(wǎng)設(shè)備，因此任何機構(gòu)和個人只要向某個ISP交納規(guī)定的費用，就可從該ISP獲取所需IP地址的使用權(quán)，并可通過該ISP接入到因特網(wǎng)。所謂“上網(wǎng)”就是指“（通過某個ISP獲得的IP地址）接入到因特網(wǎng)”。IP地址的管理機構(gòu)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(jīng)審查合格的ISP（只“批發(fā)”IP地址）。由此可見，現(xiàn)在的因特網(wǎng)已不是某個單個組織所擁有而是全世界無數(shù)大大小小的ISP所共同擁有的，這就是因特網(wǎng)也稱為“網(wǎng)絡的網(wǎng)絡”的原因。圖1-3說明了用戶通過ISP上網(wǎng)（有線接入或無線接入）。

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

主干ISP由幾個專門的公司創(chuàng)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(wǎng)（例如10Gb/s或更高）。有一些地區(qū)ISP網(wǎng)絡也可直接與主干ISP相連。

地區(qū)ISP是一些較小的ISP。這些地區(qū)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(shù)據(jù)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(qū)ISP，也可直接連接到主干ISP。絕大多數(shù)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(wǎng)服務的公司，也可以是一個擁有網(wǎng)絡并向自己的雇員提供服務的企業(yè)，或者是一個運行自己的網(wǎng)絡的非營利機構(gòu)（如學院或大學）。本地ISP可以與地區(qū)ISP或主干ISP連接。

圖1-4是具有三層ISP結(jié)構(gòu)的因特網(wǎng)的概念示意圖，但這種示意圖并不表示各ISP的地理位置關(guān)系。圖中給出了主機A經(jīng)過許多不同層次的ISP與主機B通信的示意圖。

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(qū)ISP，而每一個地區(qū)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(wǎng)中的所有的分組轉(zhuǎn)發(fā)任務。但隨著因特網(wǎng)上數(shù)據(jù)流量的急劇增長，人們開始研究如何更快地轉(zhuǎn)發(fā)分組，以及如何更加有效地利用網(wǎng)絡資源。于是，因特網(wǎng)交換點 IXP (Internet eXchange Point)就應運而生了。

因特網(wǎng)交換點IXP的主要作用就是允許兩個網(wǎng)絡直接相連并交換分組，而不需要再通過第三個網(wǎng)絡來轉(zhuǎn)發(fā)分組。例如，在圖1-4中右方的兩個地區(qū)ISP通過一個IXP連接起來了。這樣，主機A和主機B交換分組時，就不必再經(jīng)過最上層的主干ISP，而是直接在兩個地區(qū)ISP之間用高速鏈路對等地交換分組。這樣就使因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量分布更加合理，同時也減少了分組轉(zhuǎn)發(fā)的遲延時間，降低了分組轉(zhuǎn)發(fā)的費用?，F(xiàn)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(qū)ISP通過IXP向高層的IXP轉(zhuǎn)發(fā)分組時，則需要交納一定的費用。IXP的結(jié)構(gòu)非常復雜。典型的IXP由一個或多個網(wǎng)絡交換機組成，許多ISP再連接到這些網(wǎng)絡交換機的相關(guān)端口上。IXP常采用工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡交換機，這些網(wǎng)絡交換機都用局域網(wǎng)互連起來。

據(jù)統(tǒng)計，到2012年3月，全球已經(jīng)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。圖1-5是IXP在全球的分布圖，圖的右方給出了幾個國家的IXP數(shù)?？梢钥闯觯蛱鼐W(wǎng)的發(fā)展在全世界還是很不平衡的[W-IXP]?，F(xiàn)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]，其峰值吞吐量已超過4Tb/s。這個IXP已成為因特網(wǎng)在歐洲的樞紐。

因特網(wǎng)已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大和增長速率最快的計算機網(wǎng)絡，沒有人能夠準確說出因特網(wǎng)究竟有多大。因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展始于20世紀90年代，由歐洲原子核研究組織CERN開發(fā)的萬維網(wǎng)WWW (World Wide Web)被廣泛使用在因特網(wǎng)上，大大方便了廣大非網(wǎng)絡專業(yè)人員對網(wǎng)絡的使用，成為因特網(wǎng)的這種指數(shù)級增長的主要驅(qū)動力。萬維網(wǎng)的站點數(shù)目也急劇增長。因特網(wǎng)上準確的通信量是很難估計的，但有文獻介紹，因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通信量每月約增加10 %。表1-1是統(tǒng)計到2005年因特網(wǎng)上的網(wǎng)絡數(shù)、主機數(shù)、用戶數(shù)和管理機構(gòu)數(shù)的簡單概括[COME06]。根據(jù)ITU的統(tǒng)計[W-ITU]，在2010年，全世界的因特網(wǎng)用戶已經(jīng)超過20億人。

億聯(lián)云是一家云網(wǎng)服務提供商、大帶寬租賃、光纖專線接入、云服務器等行業(yè)，提供性價比高的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務，贏得了數(shù)十萬用戶的青睞。