网络边缘与核心

网络边缘包括运行应用程序和产生流量的主机和接入网络，而网络核心是由路由器和链路组成的网状结构，负责在边缘之间传输数据包；它们共同描述了互联网的大规模结构。

Definition

网络边缘是终端系统和将它们连接到互联网的接入网络的集合；网络核心是数据包交换机（路由器）和链路组成的网状结构，用于互连这些接入网络并在终端系统之间转发流量。

Scope

本主题涵盖了网络结构分解为边缘和核心。在边缘部分，它处理终端系统（客户端和服务器）以及连接它们的接入网络——DSL、有线、光纤到户、无线和企业以太网。在核心部分，它处理互连的路由器以及互联网服务提供商和互联网交换点的分层结构。它不包括在核心内部运行的路由算法和转发机制，这些属于网络层领域。

Core questions

• 哪些终端系统和接入技术构成了网络边缘？
• 住宅、移动和企业接入网络如何将主机连接到互联网？
• 哪些设备和链路构成了网络核心？
• 互联网服务提供商如何分层组织和互连？
• 互联网交换点和对等互联在核心中扮演什么角色？

Key concepts

• 终端系统（主机）
• 接入网络（DSL、有线、光纤、无线）
• 网络核心
• 数据包交换机和路由器
• 互联网服务提供商（ISP）
• 一级、区域和接入ISP
• 互联网交换点
• 对等互联和传输

Key theories

边缘-核心分解

互联网被有效地划分为终端系统和接入网络的边缘（数据在此产生和终止），以及负责在边缘之间转发流量的路由器核心；这种框架阐明了应用程序、接入技术和转发的所在位置。

分层ISP结构和对等互联

核心被组织成一个松散的层次结构，由接入、区域和全球传输提供商组成，它们通过互联网交换点的传输和对等互联关系相互连接，这是一种自发形成而非集中设计的经济和拓扑结构。

Clinical relevance

边缘-核心视图是关于互联网接入和连接实际问题的基础：选择和配置宽带技术，理解瓶颈和“最后一公里”限制的产生位置，以及推断内容如何通过多层提供商到达用户。它构成了关于网络中立性、对等互联争议以及将内容和计算更靠近边缘放置的讨论框架。

History

早期的ARPANET有一个由少量接口消息处理器组成的小型核心，连接着少数主机。随着互联网在20世纪90年代商业化，互连的ISP市场取代了单一骨干网，形成了今天由全球传输提供商、区域网络以及边缘大量接入技术组成的分层结构，并通过互联网交换点连接在一起。

Key figures

• James F. Kurose
• Keith W. Ross
• Larry L. Peterson

Seminal works

• kurose2021
• peterson2021

Frequently asked questions

网络边缘和网络核心有什么区别？

边缘是终端系统所在以及数据产生和消费的地方，以及连接它们的接入链路。核心是路由器和高容量链路的内部网状结构，负责在边缘的不同部分之间传输流量。应用程序在边缘运行；转发在核心进行。

什么是接入网络？

接入网络是将终端系统连接到其提供商的第一个路由器的链路或链路集——例如DSL或有线线路、光纤到户连接、蜂窝链路或企业以太网LAN。它是主机与更广阔互联网之间的“最后一公里”。