本文为社区首发签约文章，14天内制止转载，14天后未获授权制止转载，侵权必究！
举杯邀明月，对影成三人。
前言
《假如把网络原理倒过来看，从无到有，全部都明晰了（上） 》
上篇畅聊到，从核算机之间的互联到网络之间的互联，到你现在阅读的这篇文章呀，可是由许多互联设备组成的，并且还在日益增多。
从物理层到数据链路层
也从上篇咱们从发明一个核算机网络，你会去怎样规划？，追溯到核算机网络互联的实质便是通讯问题，所以从物理层处理运用何种信号来传输比特的问题。
再从物理设备中的集线器，聊到二层的交换机，二层所指的是数据链路层。
但为什么要运用数据链路层，数据链路层又是怎样构成的？ 咱们还没有聊过；所以咱们深化数据链路层一探终究。
什么是数据链路层？
什么是链路?
在聊数据链路层前，先知道什么是链路，然后什么才是数据链路层？
所以镜头拉回到上篇中咱们所说的，在开端从一个核算机到另一个核算机的一段是一条物理线路，所以开端网络中的结点是核算机，而后来网络结点从集线器，交换机到路由器等等。
所以从核算机之间的互联到集线器，再从集线器到交换机 ，而后到路由器。你会发现网络的一个规律，网络经过不同的结点，将掩盖到更大的规划。
（网络像生物出于本能的演化相同，将触角伸向每个间隔）—— 《假如把网络原理倒过来看，从无到有，全部都明晰了（上） 》
什么是数据链路层？
所以物理链路能够说是经过各种传输介质和相应通讯构成的物理线路。
但数据链路则是在物理层之上，在通讯双方在需求进行数据通讯时，在设备和相应的通讯效果下树立的逻辑链路（也能够说是一条虚拟链路）。
所以，浅显说物理链路是硬件，而数据链路是软件（如协议的完结）
那为什么要有数据链路层，数据链路层又是怎样构成的？
为什么要有数据链路层？
数据链路层是怎样构成的其实仅仅果，为什么要有数据链路层才是因，所以咱们直指，为什么要有数据链路层？
咱们知道物理层处理了运用何种信号来传输比特的问题，也便是处理了设备之间的通讯问题，但通讯并不像幻想中那么简略，物理层所做的仅仅接纳一个原始比特流，并企图将它传递给方针机器，所以物理层没有处理比特传输呈现过错的问题。
例如通讯中的信道上存在搅扰。“怎样知道一组数据开端和这组的结束呢？”
所以咱们能够从数据链路层是怎样构成的？找到为什么要有数据链路层的答案。
数据链路层是怎样构成的？
帧
所以为了处理上面这个问题，数据链路层提出了将比特封装成一个新的数据链路层上的传输单位，帧。
只需在接纳端收到物理层上交的比特流后，将前后别离添加首部和尾部做符号，那么就能够从收到的比特流中识别这一组的开端和结束。 如下图所示：
在上图中，还能够看到帧在链路层中都规矩了所能发送的帧长度上限，最大传送单元MTU决定的。
当数据组成的文本文件时，是由可打印的ASCLL码所组成，所以帧定界能够运用特别的帧定界符。
操控字符SOH（Start Of Header）放在一帧的最前面，表明帧的首部开端。另一个操控字符EOT（End Of Transmission）表明帧的结束
那么问题又来了，当数据中的某个字节的二进制代码刚好和SOH或EOT这种操控字符相同怎样办呢？
也便是说二进制中刚好夹杂着有00000100标识着EOT，将被接纳端过错地解释为 “传输结束” 的操控字符，而在这以后面的数据因找不到“SOH”被接纳端当作无效帧而丢掉。
数据链路层就会过错地“找到帧的鸿沟”，把部分帧收下（误认为是个完好的帧），而把剩下的那部分数据丢掉。
这种情景往往会严峻搅扰到帧的分界，所以，为了处理这个问题，发送方的数据链路层在数据中忽然呈现的每个标志字节的前面刺进一个特别的转义字节(ESC)。
因此，只需看它数据中标志字节的前面有没有转义字节，就能够把作为帧分界符的标志字节与数据中呈现的标志字节区别开来。
过失检测
处理了上面怎样标识每一帧的起始和结束位置之后，又面临新的问题。
接纳到的比特的值或许现已产生改变，或许少于、等于或者多于发送的比特数量。发送端发送比特1，而接纳端收到比特0，接纳端无法知道接纳的是否正确？
所以就有了误码率BER（Bit Error Rate），是传输过错的比特占所传输比特总数的比率。
而数据链路层广泛运用了循环冗余检验CRC（Cyclic Redundancy Check）的检错技能。
这是过失检测中最基本的一种，比特过失，而另一种是咱们知道在数据链路层，接纳端会把接纳到的数据以帧为单位。而帧也会呈现过失，也便是帧丢掉、帧重复或帧失序 的状况。
为了处理帧的过失，增加了帧编号、承认和重传机制。
在传输进程中，假如发送方收到了关于某一帧的承认，那么它就知道这顿现已安全地抵达了。相反，假如是否定意味着传输进程中产生了过错，所以这帧必须重传。
可是重传也有明显的问题，假如有帧重传屡次（也有发送屡次的状况），那么接纳端也会屡次接纳到同一帧。所以为了避免产生这样的问题，就给帧分配编号（序号），这样接纳端就能够依据帧的编号来区别原始帧和重传帧。
到这儿，你会发现数据链路层在做的作业是在物理层之上操控数据的传输，所以除了物理线路以外，在数据链路层还必须有通讯协议来操控这些数据的传输。
什么是协议？
所以咱们提出了协议， 其实协议在物理层早就有了，当你回过头你会发现在 物理层数据 与 电信号交换其实也是一种协议（互相都恪守着一套规矩）。
物理层的协议处理的是通讯，但数据链路层的协议是由于物理层中的硬件来自各个不同的设备厂商，而各个不同的厂商你做你的设备，我做我设备，导致了各种不兼容的费事和扑朔迷离。
所以设备厂商按照协议来制造生产它的网络设备，那么这些不同的网络设备之间就能够构成互操作，就说我的网卡跟你这个网卡，虽然咱们出身不同，来自于不同的厂商，可是，只需恪守相同的标准，咱们就能够作业。
有了协议的呈现，网络又能够进一步规划化。
PPP 协议
目前运用得最广泛的点对点的数据链路层协议中的PPP（Point-to-Point Protocol）协议，也便是一对一衔接的核算机协议。
数据链路层是在物理层的上一层，所以实质上数据链路层便是物理链路+协议。
把完结操控数据运送的协议的硬件和软件加到链路上就构成了数据链路。
所以从数据链路层再到网络层
可是从数据链路层，到实践场景中的网络环节又新一轮的扑朔迷离，由于网络中心有各式各样的线路和分叉路口，假如一个设备的数据要传输给另一个设备，就需求在各式各样的途径和节点进行挑选。
IP地址的由来
在上一篇中，咱们提到过为什么有了 MAC地址 还需求 IP地址？ 也引聊过IP地址，即互联网协议地址，所以IP地址归根到底也是个协议。
（上篇文摘放在这儿，就不再赘述，感兴趣的朋友能够回顾或者没看过的同伴能够也能够看看的。）
为什么有了 MAC地址 还需求 IP地址？
国际存在着各式各样的网络，它们运用着不同的硬件设备。而假如要是这些相互不同的网络要互相通讯，那么就意味着要面临由于不同硬件设备而带来的硬件地址转换上的杂乱作业。
所以由用户或设备主来完结这项作业几乎是不或许的事。但假如能够让全部用户或者设备主共同恪守一种一致的方法，那么就能够把这个杂乱问题处理了。
—— 《假如把网络原理倒过来看，从无到有，全部都明晰了（上） 》
所以衔接到互联网的各类主机只需具有一致的IP地址，它们之间的通讯就像衔接在同一个网络（虚拟互连的网络）上那么简略便利。
IP地址正是网络层的柱石。
那IP地址都是由什么构成的？
关于IP地址构成，其实你再熟悉不过，经过以点分隔的4组数字，例如：
10.16.x.x
你看，就能够标识一个服务器的IP地址。
而咱们运用最广泛的是IPv4地址，也便是互联网通讯协议第四版，由 32 位正整数表明，在核算机中就以二进制的方法处理。
不过，人们为了便利回忆选用了点分十进制的符号方法，也便是将 32 位的IP地址 以每 8 位为组，共分为 4 组，每组以 “.” 隔开，再将每组转换成 十进制。如下图所示。
而将二进制的32位做核算，也意味着 IP 地址最大值只答应 43亿 台核算机衔接到网络。
232=42949672962^{^{32}} = 4294967296
但在现在不仅核算机有IP地址，手机等需求联网的电子设备都配了IP地址，那么就存在一个很明显的问题是IPv4在以比规划时估计更快的速度耗尽。
这也是从分类网络、区别子网，无类别IP和终究决定从头规划基于更长地址的互联网协议的诱因。
IP 地址的发展史
从分类IP地址->子网的区别->超网的诞生
分类IP地址
在互联网起初，IP 地址很充足，而为了便于办理，所以在起初的阶段运用了分类IP地址。
分类IP地址由 网络号（标识哪个网络） 和主机号（标明在哪台主机）组成。
IP地址 = {网络号,主机号}
网络号 用来担任标识该 IP 地址是归于哪个网络的。而 主机号 则担任标识不同的主机。
所以由网络号和主机号组成的IP地址也被称为两级IP地址。
经过网络号在最前面指明 IP 地址的类别。IP地址分为五类，别离 A类、B类、C类、D类、E类。能够依据IP地址中从 第1位 到 第5位 的比特来区别。如下图所示。
而被分类IP地址优点很明显，例如，你让剽悍的种子去你的小区找你玩，你告诉我你住8楼的88号房，但小区可不止一栋楼，且每栋楼层高的都有8楼；那你不便是忽悠剽悍的种子吗？所以假如你给小区的每栋楼标识A、B、C栋后，就能很快知道你地点位置。
所以IP分类后经过网络号和主机号，能够让路由器还是主机更好的解析到一个IP地址。例如，只需判别 IP 地址的第一位是否为 0，假如为 0 则是 A 类地址，第二位是 0，则是 B类地址，以此类推。如下图所示。
分类地址的简略明了、让交换机选路简略（浅显说便是更快的找到你）。
但 A、B、C类有个问题，便是IP地址空间的利用率很低，所以不能很好的与实际网络匹配。
并且分类地址，在不管哪一类地址，网络号和主机号所占的长度都是固定不变的，只需你承认了这个网络号，那便是固定长度的。 这样用起来就很不灵活，并且也直接导致了IP地址资源的浪费。
例如，假如企业或单位在挑选 A 类地址运用时，网络可衔接的主机数就超过千万规划，真实是太多。而就算 B 类地址，它包括的最大主机数量也超 6 万多台主机放在一个网络下面，大都企业也达不到这个规划。至于 C 类地址又真实太少，只需 254 个，考虑未来或许扩容，也不愿意运用。
并且咱们也知道跟着从PC端再到移动端，联网设备规划递加，IPv4在以比规划时估计更快的速度在耗尽。
所以咱们不得不为此用新的方法来处理。
子网掩码
所以提出子网的区别，来处理IPv4地址的问题，但在说子网区别前，咱们知道在分类IP地址后，IP让路由器选路更简略，所以新要处理IP地址的方法，既要能处理IPv4不行运用的问题，也要能统筹分类IP地址让选路更简略的优势。
所以为了能更便于查找路由表选路，就先有了 子网掩码，掩码望文生义是掩盖掉主机号，也只需网络号。
子网掩码 只需将 IP地址 按位核算 AND，就可得到网络号。
在还没区别子网时，相同也能够运用子网掩码。因此，默许子网掩码和某个不区别子网的IP地址AND，就应当能够得出该IP地址的网络地址来。这样就能够不用查找该地址的分类位也能知道这是哪一类的IP地址。
例如，A 类地址的默许子网掩码是255.0.0.0；B 类地址的默许子网掩码是255.255.0.0；C 类地址的默许子网掩码是255.255.255.0。
如下图所示（三类IP地址的网络地址和相应的默许子网掩码）。
现在互联网的标准规矩：全部的网络都必须运用子网掩码，同时在路由器的路由表中也必须有子网掩码一栏。假如一个网络不区别子网，那么该网络的子网掩码就运用默许子网掩码。
区别子网
接着来到区别子网，区别子网是将所属的物理网络区别为若干个子网。所以能够看到，区别子网是一个单位内部的作业。在这单位以外的网络看不见这个网络内部是由多少个子网组成，所以对外仍是一个网络。
在上面咱们知道能够经过子网掩码区别出网络号和主机号，而上子网掩码还有一个效果，那便是区别子网。
子网区别实践上是将主机地址分为两个部分：子网网络地址和子网主机地址。
没有子网区别的IP地址是这样的：
IP地址 = {网络号,主机号}
子网区别后的IP地址是这样的（从两级IP地址变为三级IP地址）：
IP地址 = {网络号，网络，主机号}
如下图所示：
不过，区别子网虽然在一定程度上缓解了互联网在发展中遇到的困难，但IPv4的问题还任重而道远。
B类地址在1992年已分配了近一半，眼看很快就将悉数分配结束。
也便是说，跟着时间的流逝，终究整个IPv4的地址空间将悉数耗尽。
无类别地址 CIDR
接着来到了，无类别地址，全称是 Classless Inter-Domain Routing，简称 CIDR。从名称能够看出来，它便是用来处理分类地址的问题的。
无类别地址有着不同的表明形式，192.0.0.1/n，它的表明方法是在IP地址加上斜线，而N指的是它网络地址的规划。
如下图所示，比方 192.x.x.1/25，这种地址便是 CIDR表明形式，其间 /25 表明前 25 位是网络号，剩下的 8 位是主机号。
那么咱们怎样判别无类别IP是不是同一个网络的IP地址呢？
如上图所示，只需比较前25位，就能够发现它是是不是同一个网络下。也便是说它的网络地址前25位咱们把它转换为二进制以后看到前25位是这样的，那么便是同一个网络。
无分类的方法呈现后，意味着不再有分类地址的概念。但咱们知道 IPv4 的地址是 32 位的，能够供给约 42 亿个地址，可是早在 2011 年 IPv4 地址就现已被分配完了。
所以，终究决定从头规划基于更长地址的互联网协议。
IPv6
所以 要处理 IP 地址耗尽的问题，最（简略粗犷）底子的方法是选用基于更大地址空间的新版本 IP 协议，即IPv6。
IPv6 带来更大的地址空间，选用 128 位地址，让IP地址多如沙粒子，约340亿个。
2128=3402823669209384634633746074317682114562^{^{128}} = 340282366920938463463374607431768211456
IPv6 的地址是128位的，这可分配的地址数量是大的惊人，IPv6 声称能够确保地球上的每粒沙子都能被分配到一个 IP 地址。
IPv6 不仅仅仅仅可分配的地址变多了，它还有非常多的亮点。
但 IPv6 除了有更多的地址之外，还有更好的安全性和扩展性，说简略点便是 IPv6 比较于 IPv4 能带来更好的网络体会。
以及，IPv6 可主动装备，即能够完结主动分配IP地址，也便是即插即用。IPv6 去掉了包头校验，并且简化了首部结构，减轻了路由器负荷，提高了传输的性能。IPv6 还有应对假造 IP 地址的网络安全功用以及避免线路偷听的功用，也就提升了安全性。
ARP 协议 & RARP 协议：这粗活让我来
IP地址让网络层简略易用，它们之间通讯就像衔接在同一个网络（虚拟互连网络）上那么简略便利。
可是这些东西并不是提出一个IP地址的中心层就能够处理的，发送和接纳所需的方针地址，也便是 MAC地址（硬件地址）到网络上需求解析的 IP地址（网络地址），或者 IP地址来到详细主机时需求解析成 MAC地址。这种粗活还是得有人来干，所以就来到 ARP协议 和 RARP协议。
ARP协议：地址解析协议
当在网络层中传输数据的时，需求承认源 IP 地址和方针 IP 地址后，就会经过主机的路由表承认下一跳。直到从网络层抵达详细主机时，下一层便是数据链路层，所以咱们还要知道下一跳的 MAC 地址（硬件地址）。
所以， IP 地址 经过 ARP 协议 解析到详细主机MAC 地址的协议，被称为ARP（Address Resolution Protocol），地址解析协议。
ARP协议担任把 IP 地址解析为（MAC）硬件地址。
那 ARP 是怎样知道方针 MAC 地址的？
简略地说，当主机需求找出这个网络中的另一个主机的物理地址时，它就能够发送一个ARP恳求报文，恳求和呼应的两种类型包来承认 MAC 地址。
这个报文包括了发送方的 MAC地址 和 IP地址 以及接纳方的IP地址。由于发送方不知道接纳方的物理地址，所以这个查询会在网络层中进行播送。
而当同个链路中的全部设备收到 ARP 恳求时，就拆开 ARP 恳求包中内容，假如 ARP 恳求包中的方针 IP 地址与自己的 IP 地址一致就将自己的 MAC 地址加入 ARP 呼应包返回给主机。
而调用ARP的杂乱进程都是由核算机软件主动进行的，所以对用户来说是看不见这种调用进程。
有把 IP 地址解析为（MAC）硬件地址的协议，天然也需求把MAC地址解析为IP地址的协议。（说到底，网络通讯是双向的进程，怎样来的，也是怎样回）
RARP 协议：反向地址解析协议
RARP 反向地址解析协议，全称（Reverse Address Resolution Protocol），望文生义，ARP 协议是已知 IP地址求 MAC地址，那 RARP 协议则相反，它是已知 MAC 地址求 IP 地址。
那RARP又是怎样知道方针 IP 地址的？
当服务器上注册了设备的 MAC地址。会将这个设备接入到网络，所以：
该设备会发送我的MAC地址，等待呼应我的IP地址恳求音讯。
RARP协议接到这个恳求音讯后会返回MAC地址和IP地址呼应给这个设备。
终究，设备经过 RARP 就能够收到的应对信息，来设置自己的 IP地址。
ICMP：互联网操控报文协议
ICMP 全称是Internet Control Message Protocol，也便是互联网操控报文协议。
那便是操控报文协议，其操控是怎样表现的呢？
咱们知道网络数据在杂乱的网络中传输，不免就会遇到各种问题。
所以在 IP 通讯中假如某个 IP 包由于某种原因未能抵达方针地址，那么这个详细的原因能够 由 ICMP 担任通知。
所以ICMP协议能够在呈现问题时做出音讯来呼应，以及陈述遇到了什么问题后来调整传输策略，抵达操控整个局势。
所以，ICMP 的功用包括：承认 IP 包是否成功送达方针地址、陈述发送进程中 IP 包被扔掉的原因，以及改善网络设置等。
ICMP 大致能够分为两类,一类 查询报文类型，用于确诊的查询音讯。 另一类 过失报文类型，用于通知犯错原因的过错音讯。 如下图所示。
所以，ICMP协议用于在IP主机、路由器之间传递操控音讯，实践上便是过失操控协议；能够说，弥补了IP协议没有过失纠正机制以及过失陈述的缺憾。
与此同时，ICMP 答应主机或路由器陈述过失状况和供给有关异常状况的陈述。
到此，从物理网络到虚拟互联的网络
到此，从物理层到数据链路层，再到网络层；你会发现，从数据链路层起，到网络层，已构建起了所谓逻辑互联网络也便是虚拟互联网络。
虚拟互联网络让各种本来是客观存在的异同的物理网络，可是经过数据链路层，网络层，协议等就能够使这些不管形状，性能等各异的网络看起来好像是一个一致的网络。
也便是当你衔接上网时，当和网上的主机进行通讯时，就好像在一个单个网络上通讯相同，你看不见它们互连各网络的详细异构细节。
所以跟着网络触及每个角落时，你也能经过网络，跨越物理空间的限制，来到每个角落。
这让我想起了之前畅聊过的 《我从冯·诺依曼核算机体系，追溯到了JVM，全部原来如此！》 其间的一段话，操作体系的实质是将物理资源给虚拟化。
也便是怎样将实际的物理资源（CPU、内存、磁盘）虚拟化成一台能被你经过盯着屏幕、敲着键盘、划着鼠标就能操控实际的物理资源。 ——《我从冯·诺依曼核算机体系，追溯到了JVM，全部原来如此！》
从那时起我在想，元国际是不是从操作体系的虚拟化开端的呢？
所以假如咱们的核算机（手机、电脑等）是一个个的虚拟国际，那网络便是这个虚拟国际的路，而路的效果便是衔接。
路既是实际国际能进行自由络绎的地基，虚拟国际上的路也是如此。
不过，只需路作为衔接还不行，国际这么大，你会呈现找不到抵达地点意图地的路。所以在网络上假如有像实际中的寄快递还是打出租车，只需你说出你要抵达意图地，就能够将你或者你的物品送达你的意图地；
（寄快递和打出租车实质上相同的，只不过前者送的是物品，而后者送的是人）。
而路由器则是组成IP网络最主要的选路设备。
路由器的构成：快递站点
IP地址指出地点何处，路由则是怎样抵达该处。—— 《假如把网络原理倒过来看，从无到有，全部都明晰了（上） 》
咱们知道，整个的路由器结构可区别为两大部分：转发和路由操控。
转发的设备从集线器、交换机，再到路由器。在上篇中咱们知道路由器是三层设备（对应OSI网络模型在网络层）。
从核算机到核算机的衔接，再到网络和网络之间的衔接则是经过路由器，所以让衔接的规划更广依靠的便是转发。
正如有了各层的各司其职，路由器能够只依据意图站的IP地址的网络号进行路由挑选。所以担任IP数据的选路和转发都是路由器。
路由挑选
也知道每台路由器中都保护着一张路由表，所以在路由表中最重要的是意图网络地址（也便是IP地址）和下一跳地址。
如下图所示，路由操控表中记载着网络地址与下一步应该发送至路由器的地址。
在发送数据时，首先要承认数据首部中的方针地址，再从路由操控表中找到与该地址具有相同网络地址的记载，依据该记载将数据转发给相应的下一个路由器。
不过，转发和路由挑选有着区别，转发是路由器把收到的IP数据从路由器的端口转发到另一个端口。所以，转发所涉及到的，只不过是一个路由器。但路由挑选所涉及到许多路由器，由于路由表是许多路由器协同作业的结果。
路由挑选协议：静态和动态路由挑选
从上面咱们知道，假如没有这些路由表就无法转发数据包，IP数据包便是无头苍蝇，不知道该到哪里去。
那么问题来了，路由器是怎样生成路由表的呢？
其实方法不外乎两种，一种是 人工设置或者 另一种主动获取，前者是静态路由协议，而后者是动态路由协议。
静态路由是明确知道某个IP地址段的方向，然后人工设定该路由表。 而动态路由是选用动态路由协议获取路由信息。常用的动态路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
静态路由也叫做非自习惯路由，其特点是简略和开销较小，但不能及时习惯网络状况的改变。 关于很简略的小网络，能够经过用人工装备路由。
动态路由也叫做自习惯路由，其特点是能较好地习惯网络状况的改变。因此，动态路由挑选适用于较杂乱的大网络，但资源开销也比较大。
所以静态路由在简略且特别的场景才经过人工装备，更多且巨大的网络体系依靠的动态路由。
动态路由算法协议：怎样更低本钱和更快的把快递送到？
所以当你翻开一颗剽悍的种子的这篇文章时，到能看到文章里的文字，图片等信息，这期间就络绎过了许多条路。
由于在网络上任何两台核算机之间的途径可不止一条。那么用什么方法来挑选“本钱更低，更快途径”呢？
关于路来说，平整、最短且不拥挤、不收或者少收过路费的办理完善路是最佳途径。
而在路由协议中，也有对途径的衡量指标，如路由跳数、路由本钱等，都是寻觅最佳路由衡量标准。
不同的路由协议对“路由本钱”界说不完全相同，它们都会界说自认为合理的“本钱”。但它只会挑选本钱低的链路，不会挑选本钱高的链路。
路由协议能够分为内部路由协议和外部路由协议，其间内部路由协议有RIP、OSPF归于，外部路由协议有BGP。
RIP：间隔向量协议
RIP（Routing Information Protocol）归于内部网关协议，也是较为简略的基于间隔向量算法的路由协议（向量指既有大小又有方向的量）。
RIP 协议是以间隔的单位是跳数。跳数是指所经过的路由器的个数。
而每经过一个路由器，跳数就加1。RIP协议认为好的路由便是它经过的路由器的数目少，即“间隔短”。
RIP答应一条途径最多只能包括15个路由器。因此“间隔”等于16时即相当于不可达。
所以，RIP协议期望尽或许少经过路由器将数据包转发到方针。
但RIP协议有着很明显的问题，假如当有两条路由跳数相同，也便是间隔相同远，那么它只会选其间一条，这种会显得过于板滞；比方本钱低的链路由于某些原因呈现拥塞，路由器却一直对那条本钱高的链路“视若无睹”。哪怕这条链路正处于闲暇状况。
当然这不是路由器的错，而是网络规划出了问题。
就像在实际国际中的城市交通里，也常遇这种状况，如穿插路口一方的车辆现已排起了长队，而另一方底子没有车辆却依然长期绿灯，这是由于红绿灯设置的时长不符合该穿插路口的实践状况。
网络规划师们早就意识到这个问题了，所以就来到了一下路由算法协议OSPF。
OSPF：最短途径优先
OSPF（Open Shortest Path First）。也是内部网关协议。OSPF选用的算法称为最短途径优先算法。
这种算法，把每一台路由器都作为 “根（ROOT）” 来核算其到每一个意图地路由器的间隔。
每一台路由器依据一个一致的数据库核算出网络的拓扑结构图，这个结构图类似于一棵树，也便是 “最短途径树”。如下图所示。
树结构让路由消耗的核算简化。根路由器能很快地把到任何意图地的路由上所遇到的路由器接口消耗加起来。
例如，从 路由器3 的视点。关于多于一跳的意图地，接口消耗相加在括号内。如下图所示（消耗汇总表）。
在上图中，还能看到有两条到网络IP地址为 193.1.6.0 的路由。其间一条途径含更少的跳数，却有高得多的消耗；由于 路由器2 和 路由器6 之间或许存在低速串行链路。
另一条路由有更多的跳数，但却有少得多的总消耗。在这种状况下，OSPF会扔掉高消耗的路由而运用低消耗的路由。
假如这两条路由具有相同的总消耗，OSPF则会在路由表中保护两条独立的表项，并在二者之间均衡负载。
RIP协议 & OSPF协议 的区别
所以，RIP协议要求途中所经过的路由器个数越少越好。 与之比较， OSPF协议能够给每条链路赋予一个权重(也能够叫做价值)，并一直挑选一个权重最小的途径作为终究路由。也便是说OSPF以每个链路上的价值为衡量标准，一直挑选一个总的价值最小的一条途径。
所以，RIP是挑选路由器个数最少的途径，而OSPF是挑选总的价值较小的途径。
AS：自治域
而当这些内部网络终究构成了规划非常大的网络时，假如让全部的路由器知道全部的网络应怎样抵达，则这种路由表将非常大，处理起来也太花时间，协议都跑不过来。
并且许多不同的单位或许不愿意外界了解自身网络的布局细节和所选用的路由挑选协议（这归于内部的作业），但同时还期望衔接到互联网上。
就像在地球上也被区别成若干个不相同的“国家”相同。而每个国家都有自己一套钱银，语言，文明，政治（办理标准和路由策略）。而这些网络被称为自治域或自治体系 （autonomous system），简称为 AS。
也便是说，单一组织或组织办理的一系列IP网络及其设备所调集便是AS。
那怎样在整个互联网中任何两个不同AS（自治域）内的主机找到对方呢？
这个问题就需求经过外部路由协议BGP来处理。
BGP：鸿沟网关协议
BGP（Border Gateway Protocol）不同于前面两个路由算法协议都是内部协议，而BGP归于外部协议。
BGP将不同的AS之间要想完结网络层的互通，就像即使每个国家都有自己一套钱银，可是能够约好以一套通用钱银标准，那么就能够进行交易。将各自不同独立的内部域，经过再外部界说一致标准就能够进行一致，那么就能够让任何两台相隔不同内部自治区域的主机都能找到对方。如下图所示。
终究
从上篇中，咱们就把核算机网络原理倒过来规划了一个网络雏形。再到中篇，畅聊到网络是怎样衔接更多人，容纳更多人的，以及网络是怎样互相进行通讯的。
所以能够幻想一幅这样的图像 从物理网络所构建起来的虚拟网路，是怎样低本钱，高效的衔接全部人，以及打破物理空间限制，抵抵达即使相距数万里之外的当地。
正如 凯文·凯利所说，科技是一部演化史。
此篇《假如把网络原理倒过来看，从无到有，全部都明晰了（中）》上篇和中篇现已完结，意味着还有下篇。
我是一颗剽悍的种子，怕什么真理无穷，进一寸，有进一寸的欢喜。感谢各位朋友的：关注、点赞、保藏和评论 ，咱们下回见！
创造不易，勿白嫖。
一颗剽悍的种子 | 文 【原创】
