谁向互联网服务提供商（ISP）提供互联网服务？

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最近，我一直在想互联网的基础架构是如何工作的。

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

但是我不知道的是：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连接在一起？

internet internet-connection isp

— 詹姆斯·默兹
source

92

就像他们所说的，乌龟一直降下来

— Reid 2012年

10

在人生的大圆环中，我们都息息相关。

— Iszi 2012年

10

我以为这是个a脚的问题。.结果我错了。

— Irfan 2012年

17

我希望这并没有得到封闭。这是一个有趣的问题，绝非易事（不同于某些人似乎在想的）。

— sleske 2012年

16

请记住，有时是关于“法律的精神”，而不是“法律的信”。这个问题在开放式/非问题性方面有点问题，但看起来很合理，有一个可以回答的真实问题，而且写得很好。对我来说似乎合理。

— nhinkle

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我如何了解互联网的基础架构？

假设我们不了解Internet的历史，也无法访问任何解释这一点的在线资源。然后，了解互联网基础结构构建方式的唯一方法就是追溯其根源。使用现有协议来发现我们的Internet是如何构建的。

具体来说，Internet控制消息协议或ICMP定义了回显请求和回显应答。通过将IP数据包的生存时间每次迭代增加1，您可以找到目标路径上的每个下一跳。这样，您就可以获取到您的目标（经典的traceroute）之间的跃点列表。

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

因此，让我们做一条从比利时到美国的追踪路线；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的ISP，它们只是互连多个ISP。这是其连接方式的图片：

让我们走相反的方向，中国！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

嗯，关于那里的中国ISP的信息不多，但我们至少找到了Tinet。这是他们网站的漂亮图片，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散布着一堆跃点云，最终它们连接到了ISP。他们之所以会跳一跳是因为可靠性，因为有些跳会掉下来...

如果重复几次，您将了解所有连接的方式。

那么，那里有哪些网络层？

我们通过跟踪路由发现的巨大网络被称为第1层网络。

尽管没有权限来定义参与Internet的网络层，但是第1层网络的最常见定义是无需购买IP传输或支付结算费用就可以访问Internet上的其他所有网络。

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。但是，并非所有的免公交网络都是1级网络。通过支付对等费用或达成和解协议，有可能免于过境。

第2层和第3层网络的常见定义：

第2层：与某些网络对等但仍购买IP传输或支付结算费用以到达Internet的至少一部分的网络。

第3层：仅从其他网络购买中转权才能到达Internet的网络。

如果您从“ Internet骨干网”页面中单击进入第1层网络，则会获得当前第1层网络的列表：

来自美国的AT＆T

来自美国的Cogent Communications

美国的Centurylink（以前称为Qwest和Savvis）

来自德国的Deutsche Telekom AG

来自美国/意大利的GTT（以前称为Tinet）

美国三级通讯

来自意大利的Telecom Italia Sparkle

西班牙的Telefonica全球解决方案

美国的Verizon Business（以前称为UUNET）

瑞典Finind公司的TeliaSonera国际运输公司

来自日本的NTT Communications

来自印度的Tata Communications

法国橙

来自美国的XO Communications

来自美国的Zayo Group

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

等一下，什么是什么？

这些网络通过称为“对等”的过程相互连接。大多数流量都需要经过至少两个不同的顶层网络才能到达目的地，并且这些网络与对等安排桥接在一起。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，通常不会进行货币兑换，除非一方发送或接收的数据比另一方多得多。

大公司还可以安排自己的对等关系。例如，Netflix已直接与多个第1层网络一起安排了自己的对等和网络基础结构，以使其流量更便宜，并且更接近每个流行的美国宽带ISP上的最终用户。

请参阅Peering上的Wikipedia页面。

这些页面上还有很多东西要读。这个答案给出了一个总体思路，发现所有细节留给读者练习。您可以在下面的评论中询问有关此主题的问题...

— 塔玛拉·维斯曼（Tamara Wijsman）
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也许这也适合作为博客文章？

— Ivo Flipse 2012年

10

因为简短而简单绝不是一个选择：D出色的答案。+1

— Doomsknight

2

提及Internet交换点也许很有用？您确实指出，许多第2层提供程序都有对等安排，但没有提及他们实际如何进行对等安排。

— MSalters 2012年

@MSalters：稍后我将尝试进行调查，看看我能做什么。请注意，我没有写“对等”部分。nikcub非常慷慨，足以将其添加到答案中……:)

— Tamara Wijsman 2012年

2

总之，对于美国：电话公司。

— Joshua Drake 2012年

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基本上就像汤姆所描述的那样。概括地说，有几个相互连接的互联网骨干网。ISP与这些Internet骨干网一起工作，然后向其用户出售带宽。没有人真正拥有互联网，因为它到处都有数百万台服务器。但是，有一些中心集线器（主干网），它们可能导致几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发生故障，则可以防止美国东海岸的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路由）。

如果您想知道为什么网页可能无法加载，并且其他人在您所在地区抱怨同样的事情，那么我将查看互联网健康报告。

我只是拍了这张快照。Cogent和AT＆T之间似乎存在高延迟，这可能会影响某些用户访问某些站点或延迟响应。

在此处输入图片说明

SouthPark图片作为相关主题投入其中。

在此处输入图片说明

— 科瓦尔兹
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这是从“ Over Lodging”这一集开始，互联网中断了。没有人可以访问互联网，也没有人找到解决方案。上面的图像是引起问题的互联网“骨干”。然后，South Park通过使主干看起来像Linksys WRT54G路由器来嘲笑它。其中一个男孩拔下了插头，然后又插回去。互联网已恢复。

— kobaltz 2012年

6

从上图可以看出，它比“永无止境的环路”更像是网状/神经网络形状。有关连接如何工作的信息，请参见：

///

通过以下方式带到ISP：

— 阴谋技术
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3

互联网是网络的集合。大多数网络必须付费才能向其他网络发送或接收数据。即使“网络”只有一台计算机，这也包括您家中的网络。第1层网络彼此之间不必发送或接收数据，也无需付费。他们没有为发送/接收流量的特权付费的事实是（非正式地）定义了第1层网络的主要内容。

请注意，这些第1层玩家之间的法律协议通常规定，他们允许免费与他们发送/接收数据的任何网络都必须同意发送的内容不超过接收的内容。

— 莫齐斯
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我相信您在第一句话中要查找的短语是“ 一系列管道”。

— Nick Stauner 2014年

0

ISP和其他大型网络相互连接。互连有两种主要类型，“对等”和“运输”（这两者之间有一些不同）。

“对等”互连通常（但并非总是）“无结算”的（两个网络都不用为对方支付对方费用，尽管确实需要某种安排来支付物理连接费用）并且允许两个网络及其客户相互通信。。对等不是传递性的，如果A与B的对等方和B与C的对等方，则A无法获得到C的路由。

对等可以在两个网络之间的直接链接上或通过交换点进行。交换点在许多提供商之间提供了一个互连（几乎始终是一个以太网网络），从而使仅交换少量流量的提供商之间可以实现对等互连。如果两个提供商交换大量流量（如今每秒保持千兆比特流量），则直接连接通常更经济。

在“转接”互连上，存在提供商与客户之间的关系。中转提供商（收费）为中转客户提供整个互联网的连接。客户可以使用多个运输提供商进行冗余或提供较短的路线。

在树的顶部，有一些称为“第1层”网络的大型提供商。这些网络不会从任何人那里购买转机，而是它们会彼此对等。

— 塞洗
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