谁向 Internet 服务提供商 (ISP) 提供 Internet 服务？

Question

我最近一直在想 Internet 的基础设施究竟是如何运作的。

我知道我有一个 Internet 服务提供商 (ISP) 为我提供 Internet 连接。

但我不知道的是：谁为 ISP 提供 Internet？ 谁提供给他们？是否有一个永无止境的循环最终将我们所有人联系在一起？

Answer 1

我如何弄清楚互联网的基础设施？

假设我们不了解Internet的历史，也无法访问任何可以解释这一点的在线资源。那么，了解互联网基础设施是如何构建的唯一方法就是回到根源。使用现有协议来发现我们的互联网是如何构建的。

具体来说，Internet 控制消息协议或 ICMP 定义了 Echo 请求和 Echo 回复。通过每次迭代将 IP 数据包的生存时间增加 1，您可以找到通往目标的路径上的每个下一跳。这允许您获取您和目标之间的跃点列表，即经典的traceroute。

在 Windows 上，您可以使用tracert; 在 Linux 和 Mac OS X 上，您可以使用traceroute.

所以，让我们做一个从比利时到美国的 traceroute；Stack Exchange 看起来是一个不错的目标。

Tracing route to stackexchange.com [64.34.119.12] over a maximum of 30 hops:

  ... redacted ...

  5    10 ms    12 ms    12 ms  te-3-3.car2.Brussels1.Level3.net [212.3.237.53]
  6    11 ms    11 ms    15 ms  ae-0-11.bar2.Brussels1.Level3.net [4.69.148.178]
  7    20 ms    13 ms    15 ms  ae-7-7.ebr1.London1.Level3.net [4.69.148.182]
  8    16 ms    16 ms    18 ms  vlan101.ebr2.London1.Level3.net [4.69.143.86]
  9    83 ms    84 ms    87 ms  ae-44-44.ebr1.NewYork1.Level3.net [4.69.137.78]
 10    84 ms    93 ms    97 ms  ae-71-71.csw2.NewYork1.Level3.net [4.69.134.70]
 11    87 ms    96 ms    83 ms  ae-2-70.edge1.NewYork1.Level3.net [4.69.155.78]
 12    84 ms    93 ms    84 ms  gig2-0.nyc-gsr-b.peer1.net [216.187.123.5]
 13    87 ms    84 ms    85 ms  gwny01.stackoverflow.com [64.34.41.58]
 14    87 ms    82 ms    87 ms  stackoverflow.com [64.34.119.12]

有趣的是，我们现在知道比利时、伦敦和纽约都连接到Level3。Level3 可以看作是 ISP 到 ISP，它们只是将多个 ISP 互连。这是它如何连接的图片：

中国，让我们向相反的方向走！我能找到的第一件事是搜索引擎百度。

Tracing route to baidu.com [123.125.114.144] over a maximum of 30 hops:

  ... redacted ...

  5    12 ms    10 ms    12 ms  ae0.anr11.ip4.tinet.net [77.67.65.177]
  6   167 ms   167 ms   167 ms  xe-5-1-0.sjc10.ip4.tinet.net [89.149.185.161]
  7   390 ms   388 ms   388 ms  as4837.ip4.tinet.net [77.67.79.150]
  8   397 ms   393 ms   397 ms  219.158.30.41
  9   892 ms     *      392 ms  219.158.97.13
 10   407 ms   403 ms   403 ms  219.158.11.197
 11   452 ms   451 ms   452 ms  219.158.15.5
 12     *      434 ms   434 ms  123.126.0.66
 13   449 ms   450 ms   450 ms  61.148.3.34
 14   432 ms   433 ms   431 ms  202.106.43.66
 15   435 ms   435 ms   436 ms  123.125.114.144

好吧，关于那里的中国 ISP 的信息不多，但我们至少找到了Tinet。这是他们网站的精美图片，显示了他们如何与各种 ISP 连接：

他们只是在他们所服务的世界的相关部分拥有一团跳跃，并且在端点连接到 ISP。他们有一堆啤酒花的原因是为了可靠性，因为当一些啤酒花脱落时......

如果您重复几次，您就可以了解一切是如何连接的。

那么，有哪些网络层？

我们通过跟踪路由发现的巨大网络被称为第 1 层网络。

尽管没有权威定义参与 Internet 的网络层级，但最常见的第 1 层网络定义是无需购买 IP 传输或支付结算费用即可到达 Internet 上的所有其他网络的网络。

根据此定义，第 1 层网络是与其他所有第 1 层网络对等的无传输网络。但并非所有免中转网络都是一级网络。通过支付对等连接或同意和解，可以实现免传输。

Tier 2 和 Tier 3 网络的常见定义：

• 第 2 层：与某些网络对等的网络，但仍购买 IP 传输或支付结算费用以至少到达 Internet 的某些部分。

• 第 3 层：仅从其他网络购买传输以到达 Internet 的网络。

如果您从 Internet Backbone 页面点击进入第 1 层网络，您将获得当前第 1 层网络的列表：

• 来自美国的 AT&T
• 来自美国的 Cogent Communications
• Centurylink（前身为 Qwest 和 Savvis）来自美国
• 来自德国的 Deutsche Telekom AG
• 来自美国/意大利的 GTT（前身为 Tinet）
• 来自美国的 3 级通讯
• Telecom Italia Sparkle 来自意大利
• 来自西班牙的 Telefonica Global Solutions
• Verizon Business（原 UUNET）来自美国
• 来自瑞典-芬兰的 TeliaSonera 国际运营商
• 来自日本的 NTT Communications
• 来自印度的 Tata Communications
• 来自法国的橙子
• 来自美国的 XO Communications
• 来自美国的 Zayo 集团

不知道是否AOL Transit Data Network (ATDN)仍然是第 1 层网络。

等等，什么……什么是对等互连？

这些网络通过称为“对等互连”的过程相互连接。大多数流量需要通过至少两个不同的顶级网络才能到达目的地，并且这些网络通过对等互连安排进行桥接。这通常的工作方式是，协议的每一方都将承诺为其网络上的另一方路由 x 流量，反之亦然。在这些安排中通常没有货币交换，除非一方发送或接收的数据比另一方多得多。

大公司也可以安排自己的对等关系。例如，Netflix 将自己的对等互连和网络基础设施直接与多个第 1 层网络进行了安排，以便其流量既便宜又更接近美国每个流行的宽带 ISP 上的最终用户。

在 Peering 上查看此维基百科页面。

在这些页面上还有很多东西要阅读；这个答案给出了一个总体思路，发现所有细节留给读者作为练习。您可以在下面的评论中提出有关此主题的问题...

Answer 2

基本上就像汤姆描述的那样。笼统地说，有几个互联网骨干网相互连接。ISP 与这些互联网骨干网合作，然后向其用户出售带宽。没有人真正拥有互联网，因为它包括遍布各地的数百万台服务器。但是，有一些中央集线器（骨干网）可能会导致多个人与某些网站和服务器的 Internet 连接严重中断。基本上，如果科罗拉多州的主干网出现故障，它可以防止美国东海岸用户失去与西海岸服务器的连接。但是，他们仍然可以访问自己的东海岸服务器（假设在此示例中流量未通过科罗拉多州路由）。

如果您想知道为什么网页可能无法加载，并且您所在地区还有其他人抱怨同样的事情，那么我会查看互联网健康报告。

我刚拍了这张快照。看起来 Cogent 和 AT&T 之间存在高延迟，这可能会影响某些用户访问某些站点或延迟响应。

南方公园图片作为相关主题的乐趣抛出。

Answer 3

正如您从上面的图片中看到的，它更像是一个网格/神经网络形状，而不是一个“永无止境的循环”。有关连接如何工作的信息，请参阅：

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Network_topology#Decentralization
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Connectionless_communication

///

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Encapsulation_（网络）
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Protocol#Reliability
5. https://en.wikipedia.org/wiki/End-to-end_principle
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Packet_switching
7. https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_protocol_suite

通过以下方式提供给 ISP：

• https://www.ietf.org/
• http://www.iab.org/