因特网的概述

因特网的概念

因特网（Internet）是世界范围内计算机网络的集合。
因特网是网络的网络，将全球异构的网络互联起来形成的网络。
因特网采用分组交换技术。

基于ISP的因特网结构：
ISP：Internet Service Provider提供因特网接入服务的企业或运营商

如图是多层次的ISP结构示意图：

ISP结构下，信息层层推进，分层传递。

因特网的硬件组成

名称	作用
终端系统	主机、服务器、PDA，运行网络程序
通信介质	有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。无线介质：无线电波、卫星
中间设备	路由器、交换机等

网络有线传输介质：

1. 双绞线：

   • 屏蔽双绞线（STP）：抗干扰性好，但是不容易安装布线。
     
   • 非屏蔽双绞线（UTP）：抗干扰性差，但是容易安装布线，现在使用最为广泛。
     

   3. 没有线对屏蔽层的STP也称为ScTP(金属箔屏蔽双绞线)。UTP的塑料外套没有任何屏蔽作用

   4. 双绞线根据性能的分类：

      • 根据电气性能分为：3类（10兆）、5类（100兆）、超5类（1000兆）、6类（基本1000兆）、超6类（基本1000兆）、7类（万兆）等。
      • 原则上数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，价格也越贵。在为局域网选购线材时一般来说是选购超五类网线，因为三、四类双绞线一般是使用在10M/bps的以太网中，五类双绞线能满足100Mb/s的以太网，超五类双绞线主要用于千兆网上，现在六类线和七类线的标准都已经制定

   5. UTP使用RJ-45水晶头作为连接器。

   6. 双绞线电缆是网络安装中最常用的电缆。TIA/EIA 组织定义了两种不同的模式（或布线方式），称为 T568A 和 T568B。每种布线模式都定义了电缆末端的引线或线序。　 这两种模式很相似，其区别是在端接时，四对线中的两对交换了顺序。图中显示了颜色编码，以及两对线是如何交换顺序的。 安装网络时，必须在两种布线模式（T568A 或 T568B）中选择一种，并严格遵循。在一个项目中，必须对每个端接使用同样的布线模式，这一点非常重要。若是在现有网络上工作，则应使用业已采用的布线模式。

   7. 一般的双绞线RJ-45接口都是使用T568B的标准，1236表示通信使用1,2,3,6这四个引脚。橙绿蓝棕表示双绞线从左到右的颜色顺序，注意绿色是在3,6引脚。半全半全表示每对颜色的顺序是先半色，后全色。即半橙，橙，半绿，蓝，半蓝，绿，半棕，棕。

   8. 直通线和交叉线：
      直通线：两端都使用T568B连线，一般用于不同设备之间。
      交叉线：一端使用T568B，一端使用T568A，一般用于相同或相近设备之间。
      

   9. UTP的性能讨论：

名称	解释
衰减	由距离决定，一般不能超过100m，否则延迟会很大。
串扰	线对之间的干扰，尤其在水晶头上面的串扰最大（由于没有搅和）
回波损耗（反射）	当信号遇到不连续的阻抗会朝着反方向反射，产生干扰。歪曲过度或者水晶头上面容易产生回波损耗
EMI/RFI(电磁干扰/视屏干扰)	外部电磁波的干扰

2. 同轴电缆

   • 同轴电缆Coaxial Cable：　是指有两个同心导体，而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。它是计算机网络中使用广泛的另外一种线材。由于它在主线外包裹绝缘材料，在绝缘材料外面又有一层网状编织的屏蔽金属网线，所以能很好的阻隔外界的电磁干扰，提高通讯质量。
     　同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信，而其缺点也是显而易见的：一是体积大，细缆的直径就有3/8英寸粗，要占用电缆管道的大 量空间；二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲，这些都会损坏电缆结构，阻止信号的传输；最后就是成本高，而所有这些缺点正是双绞线能克服的，因此在现在的 局域网环境中，基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。
     　
   2. 目前同轴电缆的带宽已接近1GHz

3. 光纤

   1. 工作原理：利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，光的全反射信号。
   2. 特性：
      • 通信容量非常大。传输损耗小、中继距离长、对远距离传输特别经济。
      • 抗雷电和抗电磁干扰性能好。
      • 没有串音干扰、保密性好、不易被窃听窃取。
      • 体积小、重量轻
   3. 多模光纤：存在多条不同的角度入射的光线在一条光纤中传输。
   4. 单模光纤：光纤的直径减小到只有光的一个波长，则光纤就能像波导一样，它可以使光线一直向前传播，而不会产生多次反射
      
   5. 注意事项：光纤可以弯曲、两根成对实现全双工、激光对眼睛有伤害。

4. 核心硬件：交换机

   • 特性：交换机一般指的是以太网交换机。利用存储转发机制和其他转发机制。
   • 作用：将终端设备连接成一个局域网（以太网）
   • 而路由器是将局域网连接起来。
     

英特网的软件组成

• 网络应用程序：IM（比如QQ）、浏览器等等
• 英特网协议TCP/IP协议族：HTTP FTP SMTP DNS TCP IPv4 IPv6 ICMP DHCP OSPF ARP
  TCP/IP协议族并非只包含TCP协议和IP协议，还包含了许多其它协议，由于最重要的两个协议就是TCP和IP协议，故以此命名

因特网标准化工作

因特网的接入技术

• 任何想要连接到 Internet 的家庭、企业或组织都必须使用 Internet 服务提供商 (ISP)。ISP 是为 Internet 接入提供连接与支持的公司。它也可提供其它服务，例如电子邮件和 web 托管。
• ISP为接入 Internet 提供了基本服务。要想接入Internet，用户必须拥有主机计算机和 ISP。
• ISP的规模有大有小，其服务的领域也各不相同。ISP 可以为较小的地域提供有限的服务，也可以为用户数量达数百万的国家/地区提供种类繁多的服务。ISP 采用的连接技术和提供的速度也各有差异。国内知名的ISP包括中国电信、中国移动、中国联通等。
• POP(入网点)指的是ISP提供的通信设施与建筑物主要分布设施相互连接的点，通常是由一组路由器构成。

接入技术有：模拟拨号、ISDN、ADSL、有线电视宽带、光纤接入网、专线接入、无线网络。

光纤接入
①传输距离远、传输速度快、损耗低。
② 在通信线中可以减少中继站的数量，提高了通信质量，同时抗扰能力极强。
③连接稳定，支持客户永远在线。

因特网的发展

• 1961: Kleinrock – 使用排队论证明分组交换网络在数据通信方面的优越性
• 1964: Baran – 在军用网络中实现分组交换。
• 1967: DARPA构思了ARPAnet
• 1969: 首个ARPAnet 结点运行。
• 1972: ARPAnet 向公众展示NCP (Network Control Protocol) 第一个主机间通信的协议 ，首个电子邮件程序运行。ARPAnet有了15结点
• 1970: ALOHAnet 卫星网络, Hawaii
• 1973: Metcalfe在其博士论文中建议了Ethernet。
• 1974: Cerf 和 Kahn – 提出网络互连的体系结构
• late70’s: 厂家标准: DECnet, SNA, XNA
• late 70’s: 交换固定长度的分组 (ATM的先驱)。
• 1979: ARPAnet有了 200 结点。
• 1983: 开始使用 TCP/IP
• 1982: 定义了smtp e-mail 协议。
• 1983: 定义了DNS 用于 name-to-IP-address 转换。
• 1985: 定义了ftp 协议
• 1988: TCP 拥塞控制
• 1990’s: 商业化, WWW
• Early 1990’s: ARPAnet 退役
• 1991: NSF 取消了禁止商业化使用 NSFnet的限制 (退役, 1995)
• early 1990s: WWW
• 超文本链接 [Bush 1945, Nelson 1960’s] HTML, http: Berners-Lee
• 1994: Mosaic, later Netscape
• late 1990’s: WWW的商业化