互联网基础架构的运作方式

连接到Internet的每个设备都是网络的一部分，即使你家中的那个。或示例，您的计算机可能使用电缆或光纤调制解调器连接到互联网服务提供商（ISP）。在工作中，您的设备可能是局域网（（局域网），但是您的互联网连接由您的雇主的ISP提供。连接计算机后，它将成为雇主网络的一部分。然后，ISP可以连接到较大的网络。互联网只是网络网络。

大型通信公司有自己的专用骨干，，，，与Internet的始终连接具有足够的带宽，可以使许多人同时使用该连接。在每个地区，一家公司都有一个本地办公室，该办公室将本地房屋和企业连接到其主要网络。这里令人惊讶的是没有集中式网络。流量从点到点传播，如果一台计算机退出网络，则组成数字文件的数据包被路由到另一台计算机。文件按预期到达，您永远不会注意到流量模式的变化。

这是一个例子。想象一下，公司A是一家小公司，其办公网络与服务器和网络打印机建立。想象B公司是公司ISP。B公司在主要城市建造或租赁办公空间，以存储其服务器和路由设备。B公司是如此之大，以至于自己运行光纤建筑物之间的界线使它们都相互联系。

在这种安排中，A公司的所有客户都可以互相交谈，B公司的所有客户都可以互相交谈，但是两家公司的网络没有链接。两家公司都可以在内部进行沟通，但两家公司都无法与其他公司进行交流。因此，公司A和公司B都同意与互联网访问点，或IXP，在各个城市。现在，这两个公司的网络可以使用Internet相互连接。

此示例显示了两个公司的网络如何相互交流，但是这两家业务只是一个特写示例，显示了他们的两个网络如何加入庞大的互联网。要了解这些相互联系的网络的外观，请看一下Barrett Lyon'sOPTE项目，这努力创建不断发展的互联网管道地图。

所有这些网络都依赖于IXP，骨干和路由器互相交谈。这个过程令人难以置信的是，一条消息可以留下一台计算机并中途旅行世界各地通过几个不同的网络，并在一秒钟内到达另一台计算机！

这路由器确定在哪里将信息从一台计算机发送到另一台计算机。路由器是专门的设备，可将您的消息以及其他所有Internet用户的速度发送到数千条途径的目的地。路由器有两个独立但相关的工作：

在执行这两个作业时，路由器在处理两个单独的计算机网络方面非常有用。它加入了两个网络，将信息从一个网络传递到另一个网络。它还可以保护网络彼此之间，以防止一个人的流量不必要地溢出到另一个。不管附加了多少个网络，路由器的基本操作和功能保持不变。由于互联网是一个由无数较小的网络组成的巨大网络，因此其使用路由器是必需的。

这国家科学基金会（NSF）创建了1986年的第一个高速骨干。nsfnet， 那是个T1线那连接170个较小的网络一起运行1.5 Mbps（百万位每秒）。IBM，MCI和MERIT与NSF合作创建了骨干，并于次年开发了T3（45 Mbps）骨干。

骨干是互联网连接，与从您家到拐角处的中央办公室的连接相比，交通范围更多。在互联网的早期，只有最大的电信公司才能处理这种带宽。

如今，越来越多的公司运营着自己的高容量式骨干，并且所有公司都在世界各地的IXPS上互连。这样，互联网上的每个人，无论他们身在何处以及他们使用哪个提供者，都可以与地球上的其他所有人交谈。整个互联网是人们之间巨大的，庞大的协议，以自由交流。

互联网上的每台机器都有一个唯一的识别号码，称为IP地址。IP代表互联网协议，那是两个协议之一计算机用来通过Internet进行通信。另一个是传输控制协议，这两个通常称为tcp/ip短语中的一个。协议是想要使用服务与该服务连接的人的预定方式。“某人”可能是一个人，但更多地是像网络浏览器这样的计算机程序。

典型的IP版本4（IPv4）地址如下：216.27.61.137。

为了使我们人类更容易记住，IP地址通常以小数为十进制格式表示点缀小数像上面的那个。但是计算机在二进制形式。查看二进制中的相同的IPv4地址：11011000.00011011.001111101.10001001。

IPv4地址中的每个数字序列称为an八位，因为以二进制形式查看时，每个位置都有八个位置。如果将所有位置添加在一起，则将获得32个，因为IPv4地址被视为32位编号。由于八个位置中的每个位置都可以具有两个不同的状态（1或0），因此每个八位位的可能组合总数为2⁸或256.因此，每个八位位组都可以包含零到255之间的任何值³²或可能的4,294,967,296独特的值！

在IPv4地址中近43亿可能的组合中，某些值仅限于用作典型的IP地址。例如，IP地址0.0.0.0保留用于本地网络上的机器，地址255.255.255.255用于广播。

尽管听起来有43亿个地址，但互联网的增长速度如此之快，以至于需要更新的128位地址系统来替换IPv4。互联网工程工作组（IETF）的专家开始在新系统上工作在1998年末。IP版本6（IPv6），该版本于2012年6月6日正式推出有340万亿的空间³地址，因此我们应该为所有设备有足够的空间。（目前。）仅仅是记录的IPv5从未正式采用作为标准。

如您所料，IPv6地址看起来与1970年代创建的IPv4有点不同。IPv6地址中的每个段使用四个数字，并由结肠分离。

一个示例如下：BA5A：9A72：4AA5：522E：B893：78DD：A6C4：F033。

由于IPv6使用十六进制符号，因此需要表示16个单独的数字。因此，除了零至九个数字外，字母A-F已起草站在两位数的数字上。

目前坚持使用IPv4，八位位集除了简单地将数字分开以外的目的。它们用于创建可以根据规模和需求分配给特定业务，政府或其他实体的IP地址类。八位字是分为两个部分：网络和主机。第一个八位用于识别计算机所属的网络。主机（有时称为节点）标识网络上的实际计算机。最后一个八位位显示主机段。有五个IP课程以及某些特殊地址。您可以在什么是IP地址？

当互联网处于起步阶段时，它由少数计算机和电话线连接的计算机组成。您只能通过提供要建立链接的计算机的IP地址来建立连接。例如，典型的IP地址可能为216.27.22.162。当那里只有几个主机时，这很好，但是随着越来越多的系统上网，它变得笨拙。

首先解决问题是一个简单的文本文件，称为由网络信息中心（NIC）维护的主机表，将名称映射到IP地址。很快这个文本文件变得如此大这太麻烦了。1983年11月，Paul Mockapetris向国际网络工作组提交了两个评论请求。RFC 882概述的概念域名系统（DNS），将文本名称映射到IP地址自动。RFC 883提出实施系统的方法。多亏了他和其他许多人的努力，因此，您只需要记住www.bjhyxc17.com，而不是一系列数字和标点符号，这就是HowStuffWorks.com的IP兴发首页x地址。

当您使用Web或发送电子邮件时，您会使用域名执行此操作。例如，统一的资源定位器（url）“ https://www.how兴发首页xstuffworks.com”包含域名Howstuffworks.com。此电子邮件地址也是如此：示例@howstuffworks.com。兴发首页x每次使用域名时，Internet的DNS服务器都会将人类可读域名转换为机器可读的IP地址。查看域名服务器的工作方式有关DNS的更多深入信息。

顶级域名，也称为第一级域名，包括.com，.org，.net，.edu和.gov。在每个顶级域中，都有大量的二级域列表。例如，在.com中有：

.com中的每个名称顶级域都必须是唯一的。最左侧的部分，例如“ www”，是主机名。它在域中指定特定计算机上的目录名称（带有特定的IP地址）。给定的域可能会包含数百万个主机名，只要它们在该域中都是唯一的。

DNS服务器接受程序和其他名称服务器的请求，将域名转换为IP地址。当请求进来时，DNS服务器可以对其进行四件事之一：

假设您将URL www.bjhyxc17.com键入浏览器。兴发首页x浏览器与DNS服务器联系以获取IP地址。DNS服务器通过联系其中一个开始搜索IP地址DNS根服务器。这根服务器知道IP地址对于所有处理顶级域（.com，.net，.org等）的DNS服务器。您的DNS服务器询问www.bjhyxc17.com的根，并且根部说：“兴发首页x我不知道www.bjhyxc17.com的IP地址，但这是.com DNS Server的IP地址。”

然后，您的名称服务器将查询发送到.com DNS服务器，询问它是否知道www.bjhyxc17.com的IP地址。兴发首页x.com域的DNS服务器知道处理www.bjhyxc17.com域的名称服务器的IP地址，因此它返回了这些。兴发首页x

然后，您的姓名服务器与www.bjhyxc17.com联系DNS服务器，并询问它是否知道www.hows兴发首页xtuffworks.com的IP地址。它实际上确实如此，因此它将IP地址返回到您的DNS服务器，该服务器将其返回到浏览器，然后将其联系为www.bjhyxc17.com的服务器以获取网页。兴发首页x

进行这项工作的关键之一是冗余。每个级别都有多个DNS服务器，因此，如果一个人失败，还有其他可以处理请求的。另一个关键是缓存。DNS服务器解决请求后，它将缓存其收到的IP地址。一旦它已向任何.com域向root dns服务器提出了请求，它就会知道处理.com域的DNS服务器的IP地址，因此它不必再次向root DNS服务器询问该信息。DNS服务器可以为每个请求执行此操作，这缓存有助于防止事情陷入困境。

即使它们完全不可见，DNS服务器每天都处理数十亿个请求，并且对于互联网的流畅运作至关重要。该分布式数据库效果很好，而且日复一日地效果很好，这是对设计的证词。

Internet上的每台机器都是服务器或客户。为其他机器提供服务的机器是服务器。与这些服务连接的机器是客户。有网络服务器，电子邮件服务器，FTP服务器等，依此类推，以满足全球互联网用户的需求。

当您连接到www.bjhyxc17.com读兴发首页x取页面时，您是坐在客户机器上的用户。您正在访问HowStuffWorks Web服务器兴发首页x。服务器计算机找到您要求的页面并将其发送给您。进入服务器计算机的客户端具有特定的意图，因此客户将其请求定向到服务器计算机上运行的特定软件服务器。例如，如果您在计算机上运行Web浏览器，它将尝试与服务器计算机上的Web服务器进行交谈，而不是电子邮件服务器。

服务器具有不会更改的静态IP地址。另一方面，通过调制解调器拨号的家用计算机通常每次登录时都有ISP分配的IP地址。该IP地址在您的会话中是唯一的 - 下次您拨入时可能会有所不同。通过这种方式，ISP只需要每个设备的一个IP地址，而不是每个客户一个IP地址。

任何服务器都可以提供其服务使用编号端口- 服务器上可用的每个服务。例如，如果服务器计算机正在运行Web服务器和文件传输协议（FTP）服务器，则通常在端口80上可用Web服务器，FTP服务器将在端口21上可用。特定的IP地址和特定端口号。

客户端连接到特定端口上的服务后，它将使用特定协议访问服务。协议只需描述如何客户端和服务器将进行对话。Internet上的每个Web服务器都符合超文本转移协议（HTTP）。您可以通过阅读了解更多有关Internet服务器，端口和协议的信息网络服务器的工作方式。

网络，路由器，午睡，ISP，DNS和功能强大的服务器都使Internet成为可能。当您意识到所有这些信息都是在毫秒内发送到世界各地的！这些组成部分在现代生活中非常重要 - 没有它们，就不会有互联网。没有互联网，对我们许多人来说，生活确实会大不相同。

有关Internet结构和相关主题的更多信息，请查看以下链接。