互联网是什么?互联网是由什么构成的?我们处在一个什么样的网络环境中?我想很多人都无法回答这个问题。互联网始于1969年,现已发展成为一个非常庞大的全球网络。没有人能详细解释整个故事。
我觉得这是软件行业一个特别奇怪的现象。当没有人能够解释软件的全貌时,通常是因为软件太复杂且难以维护。然而,互联网发展到今天,它在历史上取得了越来越辉煌的进步,人们都想了解它。
硬件
首先,让我们快速了解一下网络中的一些常见硬件设备。
路由器:基于IP协议传输数据的数据中转站。它还提供NAT、网络防火墙、WIFI等功能。 交换机:基于Mac协议传输数据帧。基于电信号传播的传输介质。 光纤:基于更快的光信号的传播。光信号与电信号相互转换的装置。
术语
Internet:计算机网络,也称为国际互联网、公共网络等。 主机:指手机、电脑、笔记本电脑、网络摄像头等边缘设备。 流量:指计算机网络内传输的数据。路由表:通常存在于路由器中,它标记哪个网卡发送IP地址。
局域网(LAN)
局域网是一个小型计算机网络,当您购买路由器和网线,并将您的计算机和笔记本电脑通过网线连接到路由器时,您之间就形成了一个网络。 局域网
运营商网络
连接到互联网通常还需要使用网络运营商提供的网络电缆。所以我们可以大胆假设此时的物理连接是:Host Home Router Operator Router Internet。那时的互联网大概是这样的。
从上图可以看出,运营商的网络类似于一个大的局域网,你的家庭局域网通过网线或者光纤连接到运营商的网络上进行上网。
因此,你需要思考不同运营商如何建立物理连接并传输数据的问题。
如何连接多个运营商网络?
当两个运营商之间需要通信时,首先要做的就是建立物理链路。
运营商拥有汇聚所有流量的顶级路由器,在当前交换机和路由器都仅用于数据交换的情况下,事实证明使用二层交换机显然更好。因此,多个运营商的顶级路由器可以通过交换机相互连接,形成如下结构:
这样,如果多个运营商网络通过一个中心交换机汇聚起来,其他运营商进行延伸,只需将自己的顶层路由器连接到中心交换机上,就可以形成不同运营商网络之间物理层面的互连。
众所周知,互联网上的数据是根据IP地址进行传输的。这意味着运营商的顶层路由器必须拥有自己的互联网IP地址,并且能够获知其他运营商的IP地址与其对应的物理线路之间的关系。 IP地址和物理线路之间的这种对应关系实际上就成为了路由表。但是,IP 地址是有限的,您不能在Internet 上使用相同的IP 地址。因此,组织需要对IP地址进行统一管理和分配。这个组织就是IANA。
IP地址分配及AS自治系统划分
IANA规定互联网可以划分为不同的自治系统(AS),特定批次的公网IP可以直接分配给这些自治系统,不同自治系统之间可以通过边界网关协议(BGP)交换路由信息。我是。如下所示
事实证明,IANA 实际上并不参与互联网上物理链路的构建,只是通过逻辑划分来管理它们。 AS自治系统与我们定义的运营商网络的概念重叠,因此下面我们使用更严格的术语“自治系统”而不是“运营商网络”。
骨干网的形成
毕竟互联网的规模如此庞大,采用上述网络结构对中心交换机的负载非常大,要防止单个设备的瓶颈成为整体的瓶颈,是需要成本的。此次升级最终将用特殊网络取代中央交换机,以在不同自治系统之间连接和路由流量。骨干网在多个节点上提供路由器/交换机,支持自治系统接入。这些节点称为骨干网络接入点(IXP)。
互联网
骨干网IXP设备支持不同自治系统的接入,负责不同自治系统之间的流量转发功能。我倾向于认为骨干网IXP实际上是路由器,因为它们需要支持边界网关协议BGP。
AS自治系统通过骨干网络提供网络互连,骨干网络通常由于存在于不同国家、不同地区和不同组织而具有不同的内部结构。
如今,基于全球通信需求,可以将世界各地的骨干网络连接起来,形成覆盖全球的大网络,这就是现在的互联网。
关于骨干网的一些猜想
或许是因为各个网络运营商骨干网络的配置不同,所以互联网上骨干网络的信息比较复杂,很难找到详细的信息。
在网上收集了一些资料后,我认为将骨干网络划分为多个层次更有意义。
因此,访问互联网时,流量经过的网络有:局域网——运营商接入网(大型内网)——城域网(也可以是局域网)——区域骨干网——国家骨干网——全球互联网骨干网和有必要成为。
当然,这也是我个人的猜测,实际骨干网络的结构可能比我预想的更复杂。
纸上得来终觉浅、觉知此事要躬行。
对于理论知识,始终保持批判的眼光,不要轻易相信未经实践检验的理论。
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