Internet 因特网的一些概念

计算机网络

第一个计算机网络出现在1950年代和1960年代。它们通常在组织内，例如公司或实验室内。用于人或计算机之间进行信息交换，以及共享资源，比如共享打印机。这些相对较近的计算机之间的网络称为局域网 Local Area Networks LAN。
局域网的范围小到同一房间的两台计算机，大到校园或公司的数千台计算机。已经开发了需要LAN技术，但最著名和最成功的技术，是Xerox PARC在1970年代初开发的以太网 Ethernet，至今仍在广泛使用。
最简单的形式是将一系列计算机连接到一条通用以太网电缆，当计算机之间进行数据交换时，它会通过电缆将数据作为电信号发送。当然，因为电缆是共享的，所以连接到网络的中的任何计算机都可以看到传输，我们不知道数据的目的地是哪儿，为了解决这个问题，以太网为每台计算机提供了唯一的介质访问控制地址 Media Access Control Address，也就是我们常说的MAC地址，该唯一地址插入通过网络传输的任何数据的标题之前，因此计算机在侦听电缆信号时可以通过查看标头中的地址即可处理数据。
这种方法总称为载波侦听多路访问 Carrier Sense Multiple Access CSMA，在这种情况下载体是传输数据的共享传输介质，在以太网下，它是铜线，在Wifi下，它是携带无线电波的空气。载波可以传输数据的速度成为带宽 Bandwidth。

由于电缆是共享的，随着接入的设备增加，两台计算机同时写入数据的可能性也会增加，这称为冲突 Collision，数据令人困惑，就像两个人在同时通话一样。好在，因为计算机可以侦听到电缆上信号来检测到这种碰撞。
最简单的解决方案是，停止传输，等待，然后重试。但由于其他计算机也尝试这个操作，然后大家一起沉默，再一起重试，导致依旧崩溃。所以不同计算机对这个操作采用不同的延时时间，但是也不会解决所有问题，所以每次等待时间开始成指数增长比如，2，4，8，16秒，被称为指数退避。
但无论如何在接入设备的上升下，这样的做法也是不合适的。没有一条共享的以太网电缆可以解决整个大学计算机，为了减少冲突并提高效率，必须减少给点共享载波上的设备数量，比如讲设备分层不同域，通过交换机 Switch进行共享，在同一域下数据交换不会占用到其他域的载波资源。对于因特网 Internet来说，就是较大的网络将较小的网络连接在一起。

以上数据是直接交换，另一个获取数据的方式是交换消息 Message Swithing，类似于邮政，消息通过多个站点到达，而不是点对点交换。消息通过路径（站点）的次数称为跳数。

每个数据包都包含网络上的目标地址，因此，路由器知道将其转发到何处，此格式称为Internet Protocol IP，产生于1970年代。每个连接到网络的计算机都有一个IP地址，例如172.16.10.24。
当数百万台计算机都在在线进行数据交换时，瓶颈可能会在几毫米内发生，路由器可以实现快速可靠的交付，试图不断保持平衡，成为拥塞控制。有时候，同一条消息会被分解成多个数据包，并散布在不同的网络中，以不同顺序，不同方式到达，为了解决这个问题有一些协议可以通过IP解决，例如TCP/IP。
现代互联网的运作方式是将数据切分成小包，然后沿着具有可用容量的灵活路径进行传递，即高效且具有容错性。这种路由方法称为分组交换 Packet Switching。这个方法还具有良好的分散性，没有中央或单点故障。

因特网

上面说过因特网 Internet就是较大的网络将较小的网络连接在一起。比如您的计算机现在就已连接到称为Internet的大型分布式网络。

这里有一个小知识，互联网≠因特网。因特网于1969年诞生于美国。它的前身“阿帕网”( ARPAnet)是一个军用研究系统，后来才逐渐发展成为连接大学及高等院校计算机的学术系统，现在则已发展成为一个覆盖五大洲150多个国家的开放型全球计算机网络系统，拥有许多服务商。因特网并不是唯一的互联网络，比如军事系统的网络也是互联网络，但是并不能之间从因特网对其进行访问。这样便十分明确了，因特网只是最大的互联网。
国际标准的互联网写法是internet，因特网是Internet。

比如现在要从简书上获取这篇文章，首先要连接进入局域网 LAN，然后连接到广域网 Wide Area Networks，路由器是由互联网提供商 Internet Service Provider ISP，可能是由电信，移动等公司运营，最后到达您的电脑。
最初，它是将本地路由器连接到整个城市的更大的WAN，可能会有多个跃点，最终连接到Internet的骨干网。骨干网由巨大的路由器组成，它们之间有非常高的带宽连接。

Internet中的数据以数据包的形式交换，该数据包必须符合称为Internet Protocol IP的标准。原理和邮政系统发送邮件一样，每封邮件都有易于阅读且唯一的地址，并且邮件的大小和重量都有限制，如果违反此规定，将无法通过邮政系统发送。IP数据包也是如此，但是IP是一个非常低级的协议，数据包的报头中没有很多目标地址，接收的计算机并不知道更多的东西，比如不知道是谁发的，是来自哪个应用的。

为此，在IP之上已经开发了很多更高级的协议。最常见也是最简单的一种称为用户数据报协议 User Datagram Protocol UDP。

UDP

例如在UDP HEADER里增加了
端口，用于将数据送入对应的应用程序。
校验和，用于验证数据的准确性。

更多具体的IP协议，我会在接下来的学习中做出更为详细介绍的文章。

DNS

如果要使用计算机连接到网站，则需要IP和端口，IP Address:Port。例如39.156.69.79:80。
虽然这样可以让我们访问到具体的网站，但是那一长串的数字很难让人记住，而记住baidu.com显然要容易得多。因此，互联网上有一项特殊服务，可以将域名映射到地址，就像电话簿一样，你可以通过人名去取得他的号码。这个系统称为域名系统 Domain Name System DNS。
比如我们在浏览器中输入 baidu.com，将转到您接入的ISP提供的DNS服务器，并查询具体地址，如果存在，则返回具体的IP地址。
在超过3亿个注册域名数据下，为了让DNS更易于查找和管理，并不是将其存储在一个大列表中，而是将其以树 tree的数据结构储存。

顶级域 Top Level Domains TLD位于顶部，例如.com .gov .net 。
二级域 Second Level Domains，例如 baidu.com 。
子域 Sub-Domains Of Parent，例如 www.baidu,com。
上面所说的3亿个注册域名只是二级域，而不是子域。

OSI模型

我们传输数据的电信号或是无线电信号，都处于物理层 Physical Layer。
类似的底层协议，介导MAC地址，冲突检测，指数退避和对物理层的访问是数据链路层 Data Link Layer的一部分。
而往上的网络层 Network Layer是交换器和路由工作的地方。
而前面讨论过的UDP协议或是TCP协议则处于传输层 Transport Layer，负责计算机之间传输点对点的数据，并且在可能的情况下执行诸如错误检测和恢复之类的任务。
并且我们在会话层 Session Layer也使用了UDP和TCP等协议来打开连接，传递信息，关闭连接，这称为会话 Session。

上面是开放系统互联 Open System Interconnection OSI模型的最低五层，这是用户划分所有其他网络进程的概念框架。每个阶段都有很多问题和解决发难需要担心，因此不可能构建一个庞大的网络实施方案。
在此之上还有表示层 Presentation Layer和应用层 Application Layer，我会在之后网络模型的课程中进行深入讨论。

World Wide Web

万维网 World Wide Web WWW，人们常把万维网和互联网混为一谈，但是WWW与Internet不同。
互联网是为所有其他应用程序承载数据的主要通道，WWW是世界上最大的程序，它是一个庞大的分布式应用程序，可在全球数百万台服务器上运行，可以使用Web浏览器的特殊程序来访问它。

WWW或Web的基本构建块是单个页面，我们浏览页面会通过点击超链接 Hyperlinks，例如文本或是图片跳转到另一页，这些超链接形成了一个庞大相互联系的信息网络，WWW因此得名。
包含超链接的文本被称为超文本 Hypertext，网页是如今最常见的超文本文档类型。为了确保页面链接在一起，每个超文本页面都需要一个唯一的地址，在网络上，这被制定为同一资源定位符 Uniform Resource Locator URL,例如www.baidu.com/index。
例如我们在浏览器中访问www.baidu.com/index，会先用www.baidu.com从DNS获取IP，然后和这台运行Web服务器的计算机建立TCP连接，Web服务器的标准端口为80，会连接到这台计算机的80端口然后请求index超文本资源，为此，它需要使用适当命名的超文本传输协议 Hypertext Transfer Protocol HTTP。
HTTP的规范首次创建于1991年，在HTTP 0.9中具有 GET 请求的命令，因此我们将 GET/index 命令发送到服务器，该命令以原始ASCII文本发送到Web服务器，Web服务器以我们请求的网页超文本作为响应然后由我们的浏览器解释并显示在屏幕上。
新版本的HTTP添加了一个状态码，作为响应的前缀，例如200代表成功，404代表未找到，500代表错误。

由于无法指定纯文本文件中的超链接或是其他信息，我们需要开发一种可以带有标记超文本元素的文本，为此，开发了超文本标记语言 Hypertext Markup Language HTML。HTML的第一个版本创建于1990年，仅提供了18个标记页面的HTML命令。

WWW的诞生
1990年，伯纳斯-李开发了超文本传输协议(HTTP)，超文本标记语言(HTML)，统一资源标识符(URL)，第一款Web浏览器和服务器，以及第一批网页。
其中，第一幅网页在1991年8月6日上线，目前我们仍可以通过其原始URL访问。但当时，它仅限于CERN的用户。这幅网页的内容很简单，就是解释什么是万维网。
1991年8月23日，CERN以外的用户被邀请访问这些网页，意味着万维网正式诞生

网络中立 Network Neutrality，是将Internet上的所有数据包都视为相同的原则，例如数据包中无论是电子邮件或是流媒体视频都没关系，他们都必须遵循相同的速度和优先级。