焦點熱門:真能重啟“互聯(lián)網(wǎng)”？你看懂流浪地球了嗎

2023-02-17 17:34:43|

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最近大火的電影《流浪地球 2》，各位粉絲有沒有看過??？

(資料圖片)

其中最令人驚心動魄的片段要數(shù)“重啟互聯(lián)網(wǎng)”了。

在影片中的“重啟互聯(lián)網(wǎng)”，重啟的是位于中國、日本和美國的互聯(lián)網(wǎng)根服務(wù)器，恢復(fù)全球互聯(lián)網(wǎng)，保證分散在全球各地的上千臺行星發(fā)動機成功并網(wǎng)。

即使是 5G 沖浪的小編看到“重啟互聯(lián)網(wǎng)”、“根服務(wù)器”這一段也有諸多疑問。

激情二刷終于搞懂，在這里小編為大家答疑解惑~

什么是根服務(wù)器？

在現(xiàn)實中，根服務(wù)器全名叫根域名服務(wù)器（root name server），它主要用來管理互聯(lián)網(wǎng)的主目錄，提供頂級域名解析服務(wù)。

如果全球互聯(lián)網(wǎng)是座超大型圖書館，那么根服務(wù)器就是管理整個圖書館書籍的查詢系統(tǒng)，通過根服務(wù)器我們就能在茫茫書海中快速找到《流浪地球》這本小說。

目前全球有 13 個 IPv4 根服務(wù)器，1 個為主根服務(wù)器在美國，其余 12 個均為輔根服務(wù)器，其中 9 個在美國，3 個分別在英國、瑞典和日本。

每天主根服務(wù)器列表會被復(fù)制到分布在全球各地的 12 個輔根服務(wù)器上。

Tips
通常我們理解的服務(wù)器是某一臺主機，其實這 13 個根服務(wù)器是指 13 個根服務(wù)器的 IP 地址。我們訪問某個根服務(wù)器并不是訪問某一臺具體的主機，而是分布在全球各地擁有這個 IP 地址、內(nèi)容相同且同步更新的多臺服務(wù)器。
通過查閱影片中關(guān)于世界觀設(shè)定的資料，電影里根服務(wù)器并不是單指根域名服務(wù)器，而是同時擁有根域名服務(wù)器功能和骨干路由器功能的集合體。

根服務(wù)器是如何工作的？

這座龐大的“圖書館”的查詢系統(tǒng)是如何工作的？

茫茫書海，如何快速找到一本《流浪地球》？

我們要先從域名系統(tǒng)（DNS，Domain Name System）講起，計算機在網(wǎng)絡(luò)上進行通訊時只能識別 IP 地址（如：123.123.123.123），全球大約有 43 億個 IPv4 地址，如此多的 IP 地址我們肯定是記不住的。

于是我們將難以記憶的 IP 地址關(guān)聯(lián)到一組有意義且方便記憶的字符上，這組有特殊意義的字符就叫做域名。

我們采用一個數(shù)據(jù)庫來管理域名和 IP 地址的對應(yīng)關(guān)系，這個數(shù)據(jù)庫就是域名系統(tǒng)（DNS）。

在我們上網(wǎng)時，DNS 自動把我們的域名“翻譯”成對應(yīng)的 IP 地址，域名和 IP 地址間的翻譯轉(zhuǎn)換過程稱為域名解析，關(guān)于 DNS 的詳細介紹請戳《什么是 DNS？》。

DNS 具有多層次結(jié)構(gòu)，劃分如下：

域名 DNS

服務(wù)器說明根域根域名

服務(wù)器域名系統(tǒng)的最上層。

下層的某個 DNS 服務(wù)器無法解析某個域名時，從根域服務(wù)器逐層向下找，一定能找到對應(yīng)的 IP 地址。頂級域頂級域名

服務(wù)器由因特網(wǎng)域名與地址管理機構(gòu)（ICANN）進行管理，某個國家或者組織使用的名稱類型。例如：

域名	DNS服務(wù)器	說明
根域	根域名服務(wù)器	域名系統(tǒng)的最上層。下層的某個 DNS 服務(wù)器無法解析某個域名時，從根域服務(wù)器逐層向下找，一定能找到對應(yīng)的 IP 地址。
頂級域	頂級域名服務(wù)器	由因特網(wǎng)域名與地址管理機構(gòu)（ICANN）進行管理，某個國家或者組織使用的名稱類型。例如：國家頂級域名：.uk：英國.jp：日本.cn：中國。國際頂級域名：.com：企業(yè)、.edu：教育機構(gòu).gov：政府機構(gòu).mil：軍事部門.net：網(wǎng)絡(luò)運行服務(wù)機構(gòu).org：非盈利性組織
二級域	權(quán)威域名服務(wù)器	頂級域名之下的域名。在國際頂級域名之下，表示域名注冊人在網(wǎng)上的名稱，例如：.zte、.163。在國家頂級域名之下，表示注冊企業(yè)類別的符號，例如：.com、.edu、.gov、.net。
子域名（三級域及以上級別域）	/	隸屬于二級域。不需要通過管理域名的機構(gòu)注冊，可以用來表示二級域管理員提供的服務(wù)。.www：普通網(wǎng)站.mail：郵箱。

看完這些專業(yè)的術(shù)語，是不是還有一點迷惑呢？

小編還是用圖書館來“舉栗”吧！

根域服務(wù)器管理圖書館內(nèi)中文區(qū)、英文區(qū)等各個區(qū)域。

頂級域服務(wù)器管理中文區(qū)內(nèi)的科幻區(qū)、歷史區(qū)等各個區(qū)域。

權(quán)威域名服務(wù)器管理科幻區(qū)內(nèi)所有書架里的書籍。

當我用計算機接入互聯(lián)網(wǎng)時，因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供者（ISP，Internet Service Provider）就會為我這臺計算機分配一個本地域名 DNS 服務(wù)器的 IP 地址。

這個 DNS 服務(wù)器不屬于以上結(jié)構(gòu)，卻可以把我的 DNS 請求轉(zhuǎn)發(fā)到以上介紹的層次結(jié)構(gòu)中。

在我瀏覽網(wǎng)頁時，我的計算機首先會向本地域名服務(wù)器發(fā)送 DNS 請求，如果沒有查詢到目標 IP 地址，本地域名服務(wù)器就會請求根域服務(wù)器迭代查詢目標 IP 地址。

就好比，我要在圖書館借閱一本《流浪地球》。

如果我曾經(jīng)借閱過，我就會知道這本書在圖書館里的哪個位置，到達圖書館直接找到它，開心地閱讀。

如果沒有借閱過，我不知道這本書在哪里，到達圖書館后可以通過圖書館里的查詢系統(tǒng)依次找到中文區(qū) → 科幻區(qū) →《流浪地球》的位置，最后開心地閱讀。

根服務(wù)器我國到底有沒有？

讀到這里，聰明的小伙伴可能有疑問了：前面講到過目前全球有 13 個根服務(wù)器，并且唯一的一個主根服務(wù)器在美國。

電影中卻有 3 個根服務(wù)器且分布在中日美，這跟現(xiàn)實對照不起來??！

別急，讓小編我細細講來。

互聯(lián)網(wǎng)通信離不開 IP 協(xié)議，目前被廣泛使用的 IP 協(xié)議是 IPv4，作為一個長度為 32bit 的地址，小編掐指一算，IPv4 最多可以有 43 億個不同的地址。

IPv4 地址看著挺多，但實際上早就在 2019 年就已經(jīng)被使用殆盡了，為了解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，現(xiàn)在正在推行替代 IPv4 的下一代 IP 協(xié)議 —IPv6。

基于全新技術(shù)架構(gòu)的全球下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）根服務(wù)器測試和運營實驗項目 — “雪人計劃”在 2015 年 6 月 23 日正式發(fā)布。

“雪人計劃”由我國下一代互聯(lián)網(wǎng)工程中心領(lǐng)銜發(fā)起，2017 年 11 月 28 日，在與現(xiàn)有 IPv4 根服務(wù)器體系架構(gòu)充分兼容基礎(chǔ)上，已在全球完成 25 臺 IPv6 根服務(wù)器架設(shè)，IPv6 根服務(wù)器分布情況參見下表。