全球IP地址被各大運營商、大型企業瓜分一空。比如這個202.108.22.5就被聯通集團搶到了。當然搶IP地址不是一個一個搶的,而是一段一段搶的。比如聯通可能搶到了202.108.0.0/16這一大段IP地址。202.108.0.0/16代表的意思是,以202.108開頭的任意IP地址,也可以寫成202.108.X.X以方便理解。其中,“X”代表從0到255的任意數字。
蘋果公司搶到了17.0.0.0/8,代表17.x.x.x,這個號段一共包含1600萬+多個全球IP地址。
各大運營商搶到了自己的IP號段,需要用BGP為這些IP號段鋪路了。聯通用BGP分別告訴中國電信、中國移動,自己所有的IP號段,其中包含有202.108.0.0/16。當然電信、移動也會用BGP告訴彼此自己所有的IP號段。當然還要國外的運營商交換彼此的IP號段,這樣才能構成全球互聯網。
這些秘密交易(運營商之間的BGP路由交換),通常發生在聯通與電信的核心網里。核心網是每個運營商的一級網絡。核心網會通過長途傳輸網下聯各大省公司(二級網絡),省公司再下聯市一級,市公司下轄區、縣、數據中心。與此相對應,202.108.0.0/16這個號段也會被層層分割,一直分到數據機房。
一個小例子
當中國電信網絡里出現一個目的IP= 202.108.22.5的報文,由于202.108.22.5位于IP號段202.108.0.0/16內,電信知道需要將報文扔給聯通的網絡(電信與聯通會有互聯光纖)。于是IP報文從電信網絡進入聯通網絡。
聯通網絡如何知道202.108.22.5隸屬于北京聯通?
聯通集團,會將202.108.0.0/16這個大號段(包含65536個IP),細分為多個IP號段,分給直轄市、省公司。
北京是大直轄市,分得比較多,假如分得了202.108.16.0/20(共包含4096個IP)。這個號段最小的IP = 202.108.16.0,大的IP= 202.108.31.255。很顯然202.108.22.5屬于這個號段。
202.108.16.0/20被分到北京聯通公司,北京聯通下轄多個區、多個數據中心。202.108.16.0/20被層層分割,202.108.22.5這個IP被分配給北京聯通某數據中心,恰巧被百度租下,配置在服務器上。
全球IP在互聯網上的位置,在互聯網用戶訪問它們之前已經早就被互聯網知曉。互聯網耐心等待著來自用戶的IP報文,萬事俱備,只欠用戶IP報文的到來了。
不是IP報文進入互聯網之后,互聯網再去查詢IP地址在哪里。不是這樣的,那多慢啊,黃花菜都要涼了。讀者一定要清晰這一點,互聯網早就準備好了,隨時為用戶IP報文服務。
電信的用戶老王電腦上的IP報文(目的IP = 202.108.22.5 )是如何到達北京聯通機房,并最終到達百度服務器?
報文開頭說計算機其實并不知道202.108.22.5的位置在哪里,這句話不是非常準確。為什么這么說呢?每一臺連接互聯網的計算機都有一條神奇的路由0.0.0.0/0 指向運營商。
這條神奇的路由,包含所有的IP地址,自然也包含202.108.22.5。所以老王的計算機會將IP報文扔給運營商。通常用戶發給運營商IP報文的方向為上行(upstream),用戶接收運營商IP報文的方向為下行(downstream)。
IP報文(簡稱網絡流量),網絡流量是一個沒有生命的快遞包裹,外包裝上寫有收件人IP地址= 202.108.22.5。快遞包裹既然沒有生命,進入互聯網之后被動接受路由服務,直到到達終點。
電信的接入網收到老王的IP報文,接入網也不知道終點的準確位置,但是接入網也有同樣神奇的路由 0.0.0.0/0,指向更上一級網絡。于是,IP報文繼續上行到上一級網絡。這種層層上行的游戲一直繼續上演,直到IP報文到達電信的核心網。
電信核心網不是摸魚的,它知道202.108.22.5在什么位置,因為它有一條指向聯通網絡的路由202.108.0.0/16,于是將IP報文扔給聯通核心網。
聯通核心網收到IP報文,一查路由表,202.108.22.5匹配到202.108.16.0/20,指向北京聯通路由器。將IP報文下行扔給北京聯通。
北京聯通繼續查自己的路由表,匹配到202.108.22.0/24路由,指向某區數據中心。將IP報文下行扔給某區數據中心路由器。
數據中心路由器收到IP報文之后,也查路由表,找到一條路由 202.108.22.4/31恰好匹配202.108.22.5,指向百度服務器,將IP報文扔給百度服務器,IP報文終于到達了終點。
總結
? IP報文從老王計算機發出,到達電信核心網之前,稱為上行。上行通常只能使用0.0.0.0/0路由。采用的是模糊查找。
? IP報文從電信核心網到達聯通核心網,使用BGP路由,稱為交換。采用的是比較清晰的查找。
? IP報文從聯通核心網,層層下行,路由越來越清晰,越來越逼近終點。采用的是越來越清晰的查找。
新聞標題:計算機以什么方式在如此多的設備中定位并連接到此IP所在的計算機?
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