Internet 基础

1 Internet概述

Internet也称国际互联网、互联网、因特网等，为了统一，最终将Internet的中文名称定为“因特网”。Internet 是世界上最大的互联网络，它本身并不属于任何国家，它是一个对全球开放的信息资源网。

1.Internet的历史

Internet的前身可以追溯到1969年美国国防部高级研究计划局(ARPA)为军事实验而建立的ARPANET。ARPANET的最初目的主要是研究如何保证网络传输的高可行性，避免由于一条线路的损坏而导致传输的中断，因而在ARPANET的设计建设中采用了许多新的技术，如数据传送使用分组交换而不是传统的电路交换，开发使用TCP/IP作为互联的协议等，这些都为以后Internet的发展打下了一个良好的基础。ARPANET最初只连接了4个结点，但其发展非常迅速，并且通过卫星与欧洲等地计算机连接起来。

ARPANET的成功组建使得美国国家科学基金会（NSF）注意到它在大学科研上的巨大影响。1984年，NSF将分布于美国不同地点的5个超级计算机使用TCP/IP连接起来，形成了NSFNET的骨干网，其后众多的大学、研究院、图书馆接入NSFNET。1991年，在NSF的鼓励支持下，美国IBM、MCI和MERIT这3家公司联合组成了一个非营利机构ANS。ANS建立了取代NSFNET的ANSNET骨干网，形成了今天美国Internet的基础。在美国发展自己全国性计算机网络时，欧洲以及加拿大、日本、中国等国家和地区也先后建立了各自的Internet骨干网，这些骨干网又通过各种途径与美国相连，从而形成了今天连接全球大多数国家的Internet。

 2.Internet的基本结构

Internet是一个公众广域网，它将世界各地成千上万的计算机、通信设备连接在一起。图7.19显示了Internet的基本组成。Internet从逻辑上可以分为两部分：一部分是通信子网；另一部分是通信子网的外围。

Internet的通信子网由许多路由器相互连接构成，主要负责数据的传输。在Internet 上数据的传输采用一种称为包交换的方式，这种方式将要传输的信息在必要时(如传输的数据太大）拆分为若干适合网络传输的数据包，然后将这些数据包递交给路由器。路由器的主要作用就是为接收到的数据包寻找适合的到达目的地的路径并将其转发出去，网络上的各种数据包通过路由器的转发最终到达目的地，这些数据包到达目的地后再将其组装还原。这种包交换的方式实际上采用了“存储一转发”的思想，通过这一方式，使得网络线路资源得到了充分利用。

通信子网的外围就是各种主机。这里的主机是一种泛指，可以是一台存储各种网页的提供网页浏览的Web服务器，也可以是一台负责收发电子邮件的E-mail服务器，或一台通过拨号上网或通过局域网接入的台式计算机、便携式计算机等，随着Internet的发展，接入Internet的各种设备越来越多，如手机、Web电视、PAD等都可以实现对Internet的访问。

3.Internet 2

1996年美国率先发起下一代高速互联网及其关键技术研究，并于1999年1月开始提供服务。目前，Internet 2的Abilene网络规模已覆盖全美，线路的数据传输速率为622Mbit/s，最高为2.5Gbit/s。Internet2比Internet更大、更快、更安全、更及时、更方便。

1)更大。Internet 2将逐渐放弃IPv4，启用IPv6，可以给家庭中大多数的家电产品分

配一个IP地址，让数字化生活变成现实。

2）更快。Internet2将比现在的网络传输速度提高1000～10000倍。目前Internet上的带宽概念，更多是指一种接入方式，它与Internet 2高速概念有本质的区别。例如，有1000户的小区，每家都是10Mbit/s带宽接入，但接入小区的总带宽仅有100Mbit/s，由于用户共享100Mbit/s宽带，往往会发生拥塞。但Internet2会消除现有Internet上存在的各种瓶颈问题和低速度，任何一个端到端的数据传输速率都可能是10Mbit/s或者更高。

目前的Internet因为种种原因，存在大量安全隐患，而Intemet2在建设之初就充分考虑了安全问题。基于以上原因，Internet2在使用上更加快捷、及时，更加方便。

Internet 2与Internet的区别不仅存在于技术层面，也存在于应用层面。例如，目前网络上的远程教育、远程医疗，在一定程度上并不是真正的网络教育或远程医疗。由于网络基础条件的原因，大量还是采用网上与网下相结合的方式，对于互动性、实时性较强的课堂教学，还一时难以实现。而远程医疗，更多的只是远程会诊，并不能进行远程手术，尤其是精细的手术治疗。但在Internet2上，这些都将成为最普通的应用。

4.Internet 在中国的发展状况

Internet在中国的发展大致可以分为两个阶段。

第一阶段为非形式的连接。1987～1993年，一些科研机构通过拨号线路与Internet接通电子邮件服务，并在小范围内为国内的少数单位提供电子邮件服务。

第二阶段为完全的Internet连接，提供Internet的全部功能。从1994年起，中国科学院主持建设的“北京中关村网络NCFC”，以高速光缆和路由器连接主干网，正式开通了与Internet的专线连接，并以“cn”作为我国的最高域名在Internet网管中心登记注册，实现了真正的TCP/IP连接，正式加入Internet。目前，我国接入Internet的主要有以下互联网络。

（1)中国公用计算机互联网

中国公用计算机互联网(ChinaNET）由原信息产业部(现为工业和信息化部）负责组建，其骨干网覆盖全国各省、自治区、直辖市，以经营商业活动为主，业务范围覆盖所有电话能通达的地区。

ChinaNET与公用电话分组交换网、中国公用分组交换网、中国公用数字数据网、帧中继网等互连，国际线路带宽的总容量占全国互联网出口总带宽的80%，已达20975Mbit/s，是接入Internet最理想的选择。

(2)中国国家计算机与网络设施

中国国家计算机与网络设施（NCFC)，又称为中国科技网(CSTNET)，由中国科学院主持，联合北京大学、清华大学共同建设的全国性网络。1994年5月21日完成了我国最高域名“cn”主服务器的设置，主要通过光纤、数字数据网（DDN）和数字电缆等多种方式连接。国际线路带宽的总容量为155Mbit/s，可以提供全方位Internet功能。

（3)中国教育和科研计算机网

中国教育和科研计算机网（CERNET）是1994年由国家计划委员会(现国家发展和改革委员会)、国家教育委员会组建的一个全国性的教育科研基础设施。CERNET完全是由我国技术人员独立自主设计、建设和管理的计算机互联网络。它主要面向我国的教育和科研单位、政府部门及非营利机构，是我国最大的公益性网络。CERNET的总体建设目标是，利用先进的计算机技术和网络通信技术，把全国大部分高等学校连接起来，推动这些学校校园网的建设和信息资源的交流，与现有的国际学术计算机网络互连，使CERNET成为中国高等学校进入世界科学技术领域的快捷方便入口。同时，成为培养面向世界、面向未来高层次人才、提高教学质量和科研水平的重要基础设施。CERNET是一个包括全国主干网、地区网和校园网在内的三级层次结构的计算机网络，有功能齐备的网络管理系统、丰富的网络应用资源和便利的资源访问手段。CERNET的网络中心建在清华大学，地区网络中心分别设在北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、东南大学、西安交通大学、华南理工大学、华中科技大学、成都电子科技大学和东北大学。

2004年3月，CERNET2正式开通，在全国第一个实现了与下一代高速网Internet 2的互联。

(4)中国国家公用经济信息通信网

中国国家公用经济信息通信网(ChinaGBNET)，又称为金桥网，是为配合中国的“四金”[金税——银行、金关—海关、金卫——卫生部(现为国家卫生健康委员会)、金盾——公安部]工程，是自1993年开始建设的计算机网络。ChinaGBNET是以卫星综合数字业务网为基础，以光纤、无线移动等方式形成天地一体的网络结构，使天上卫星网和地面光纤网互联互通、互为备用，可以覆盖全国各省、自治区、直辖市。与ChinaNET一样，ChinaGBNET 也是一个可在全国范围内提供Internet 商业服务的网络。

随着我国国民经济信息化建设的迅速发展，我国也积极参与了国际下一代互联网的研究和建设。2000年，中国高速互联研究试验网络(NSFCNET）开始建设。NSFCNET采用密集波分多路复用技术，已分别与CERNET、CSTNET、Internet2和亚太地区学术网（APAN）互联。2004年1月，中、美、俄环球科教网络(GLORIAD)开通

中、美、俄环球科教网络由中国科学院、美国国家科学基金会、俄罗斯部委与科学团体联盟共同出资建设。以芝加哥为起点，穿越大西洋抵达荷兰的阿姆斯特丹，然后继续往东经莫斯科和俄罗斯科学城，穿越西伯利亚，进入中国到达北京，再经过中国香港，穿越太平洋，经过西雅图，最后回到芝加哥，形成一个贯通北半球的闭合环路。该网络采用光纤传输，目前的传输速率可达2.5Gbit/s，随着网上科教应用的发展，传输速率将进一步提升到10Gbit/s。