互联网工作原理

文章摘要：美国国家科学基金会(NSF) 于1987年建成了第一个高速主干网NSFNET。它使用T1线路连接了170个较小的网络，传输速度为1.544Mbps（百万比特每秒）。IBM、MCI及Merit公司与NSF合作建成了这个主干网，第二年又开发出了T3 (45 Mbps)主干网。 主干网一般使用光纤干线。这种干线由多条光缆绑合而成以增加容量。光缆按OC（optical carrier，光载体）标号，如OC-3、OC-12、OC-48等。一条OC-3光缆的传输速度可达155 Mbps，而OC-48则为2,488 Mbps (2.488 Gbps)。普通56K调制解调器的传输速度仅为56,000 bps，

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美国国家科学基金会(NSF) 于1987年建成了第一个高速主干网NSFNET。它使用T1线路连接了170个较小的网络，传输速度为1.544Mbps（百万比特每秒）。IBM、MCI及Merit公司与NSF合作建成了这个主干网，第二年又开发出了T3 (45 Mbps)主干网。

主干网一般使用光纤干线。这种干线由多条光缆绑合而成以增加容量。光缆按OC（optical carrier，光载体）标号，如OC-3、OC-12、OC-48等。一条OC-3光缆的传输速度可达155 Mbps，而OC-48则为2,488 Mbps (2.488 Gbps)。普通56K调制解调器的传输速度仅为56,000 bps，比较一下就可知现代主干网的速度有多么快。

今天，许多公司都在经营自己的高容量主干网，而所有这些主干网在世界各地的NAP都能互联。通过这种方式，互联网上的任何人，无论他身在地球何处或使用哪家公司的网络服务，都可以和其他人交流。整个互联网可看作是各网络服务公司为实现自由互通而遵守的一个规模庞大且不断延伸的约定。

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每一台连接到互联网上的计算机都有一个唯一的标识码，称为IP地址。IP意为互联网协议（Internet Protocol），是计算机在互联网上通信使用的语言。协议是想要使用某一服务的某一方与该服务之间进行通信的一种预定义方式。“某一方”可能是一个人，但在更多的情况下，它是一个计算机程序，例如Web浏览器。

典型的IP地址如下所示：

216.27.61.137

为方便人们记忆，IP地址通常写成上面那样的点分十进制形式。但计算机间的通信则是二进制形式的。下面是以二进制形式表示的同一个IP地址：

11011000.00011011.00111101.10001001

IP地址中的四个数字称为八位字节，因为以二进制表示时它们都占八位。二进制IP地址的总位数是32，因此IP地址一般被看做是一个32位的数字。八个位置中的每一个可以有两种不同状态（1或0），所以每个八位字节可能的组合总数是28或256，因此其数值范围是0至255。四个八位字节组合的结果就是232或4,294,967,296个可能的数值！

在这些将近43亿个可能的地址组合中，某些值被限制不能作为普通IP地址使用。例如，IP地址0.0.0.0被保留用于默认网络，地址255.255.255.255被保留用于广播。

八位字节的用途不仅仅是分隔数字。它们还用于创建IP地址类，这些类可以根据特定企业、政府部门或其他实体的规模和需要进行分配。四个八位字节被划分为两个部分，分别标识网络和主机。网络部分总是包含第一个八位字节，它用于标识计算机所属的网络。主机（有时也称为节点）部分用于标识网络上实际存在的计算机。主机部分总是包含最后一个八位字节。共有五种IP地址类以及一些特殊地址。您可以从什么是IP地址一文中了解到更多关于IP地址类的知识。

当互联网还处于初创阶段时，它只包含少量由调制解调器和电话线连接起来的计算机。要连接到其他计算机必须提供其IP地址。例如，典型IP地址可以是216.27.22.162。这在只有寥寥数台主机的情形下没什么问题，但随着越来越多的系统加入网络，这种办法就开始显得十分笨拙。

这个问题的第一种解决方案是使用一个简单的文本文件记录下名字到IP地址的映射，这个文件由网络信息中心负责维护。不久这个文本文件也变得十分庞大，管理起来过于繁琐。1983年，美国威斯康星大学创立的域名系统（DNS）可以自动完成名字与IP地址的映射。这样您就只需要记住如www.bowenwang.com.cn这样的名字，而不是bowenwang.com.cn的IP地址了。

您浏览网页或发送电子邮件时都要用到域名。例如，统一资源定位符（URL）http://www.bowenwang.com.cn和电子邮件地址example@bowenwang.com.cn都包含了bowenwang.com.cn这个域名。每次使用域名的时候，互联网域名服务器就会将供人阅读的域名翻译为机器可读的IP地址。请参阅域名服务器工作原理一文进一步了解DNS。

顶级域名也称第一级域名，包括.COM、.ORG、.NET、.EDU和.GOV。每个顶级域名下都有一个庞大的二级域名列表。例如，.COM一级域名下包含：

• bowenwang
• Yahoo
• Microsoft

.COM顶级域名下的所有名字必须是唯一的。最左边的字（如www）是主机的名字，它指明了域中的一台具体机器（有特定的IP地址）的名称。给定的域可以包含数百万个主机名，只要这些主机名在该域中都是唯一的。

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