真能重启“互联网”？你看懂流浪地球了吗

最近大火的电影《流浪地球 2》，各位粉丝有没有看过啊？

其中最令人惊心动魄的片段要数“重启互联网”了。

在影片中的“重启互联网”，重启的是位于中国、日本和美国的互联网根服务器，恢复全球互联网，保证分散在全球各地的上千台行星发动机成功并网。

即使是 5G 冲浪的小编看到“重启互联网”、“根服务器”这一段也有诸多疑问。

激情二刷终于搞懂，在这里小编为大家答疑解惑~

什么是根服务器？

在现实中，根服务器全名叫根域名服务器（root name server），它主要用来管理互联网的主目录，提供顶级域名解析服务。

如果全球互联网是座超大型图书馆，那么根服务器就是管理整个图书馆书籍的查询系统，通过根服务器我们就能在茫茫书海中快速找到《流浪地球》这本小说。

目前全球有 13 个 IPv4 根服务器，1 个为主根服务器在美国，其余 12 个均为辅根服务器，其中 9 个在美国，3 个分别在英国、瑞典和日本。

每天主根服务器列表会被复制到分布在全球各地的 12 个辅根服务器上。

Tips

通常我们理解的服务器是某一台主机，其实这 13 个根服务器是指 13 个根服务器的 IP 地址。我们访问某个根服务器并不是访问某一台具体的主机，而是分布在全球各地拥有这个 IP 地址、内容相同且同步更新的多台服务器。

通过查阅影片中关于世界观设定的资料，电影里根服务器并不是单指根域名服务器，而是同时拥有根域名服务器功能和骨干路由器功能的集合体。

根服务器是如何工作的？

这座庞大的“图书馆”的查询系统是如何工作的？

茫茫书海，如何快速找到一本《流浪地球》？

我们要先从域名系统（DNS，Domain Name System）讲起，计算机在网络上进行通讯时只能识别 IP 地址（如：123.123.123.123），全球大约有 43 亿个 IPv4 地址，如此多的 IP 地址我们肯定是记不住的。

于是我们将难以记忆的 IP 地址关联到一组有意义且方便记忆的字符上，这组有特殊意义的字符就叫做域名。

我们采用一个数据库来管理域名和 IP 地址的对应关系，这个数据库就是域名系统（DNS）。

在我们上网时，DNS 自动把我们的域名“翻译”成对应的 IP 地址，域名和 IP 地址间的翻译转换过程称为域名解析，关于 DNS 的详细介绍请戳《什么是 DNS？》。

DNS 具有多层次结构，划分如下：

域名 DNS

服务器说明根域名

服务器域名系统的最上层。

下层的某个 DNS 服务器无法解析某个域名时，从根域服务器逐层向下找，一定能找到对应的 IP 地址。顶级域顶级域名

服务器由因特网域名与地址管理机构（ICANN）进行管理，某个国家或者组织使用的名称类型。例如：

看完这些专业的术语，是不是还有一点迷惑呢？

小编还是用图书馆来“举栗”吧！

• 根域服务器管理图书馆内中文区、英文区等各个区域。

• 顶级域服务器管理中文区内的科幻区、历史区等各个区域。

• 权威域名服务器管理科幻区内所有书架里的书籍。

当我用计算机接入互联网时，因特网业务提供者（ISP，Internet Service Provider）就会为我这台计算机分配一个本地域名 DNS 服务器的 IP 地址。

这个 DNS 服务器不属于以上结构，却可以把我的 DNS 请求转发到以上介绍的层次结构中。

在我浏览网页时，我的计算机首先会向本地域名服务器发送 DNS 请求，如果没有查询到目标 IP 地址，本地域名服务器就会请求根域服务器迭代查询目标 IP 地址。

就好比，我要在图书馆借阅一本《流浪地球》。

如果我曾经借阅过，我就会知道这本书在图书馆里的哪个位置，到达图书馆直接找到它，开心地阅读。

如果没有借阅过，我不知道这本书在哪里，到达图书馆后可以通过图书馆里的查询系统依次找到中文区 → 科幻区 →《流浪地球》的位置，最后开心地阅读。

根服务器我国到底有没有？

读到这里，聪明的小伙伴可能有疑问了：前面讲到过目前全球有 13 个根服务器，并且唯一的一个主根服务器在美国。

电影中却有 3 个根服务器且分布在中日美，这跟现实对照不起来啊！

别急，让小编我细细讲来。

互联网通信离不开 IP 协议，目前被广泛使用的 IP 协议是 IPv4，作为一个长度为 32bit 的地址，小编掐指一算，IPv4 最多可以有 43 亿个不同的地址。

IPv4 地址看着挺多，但实际上早就在 2019 年就已经被使用殆尽了，为了解决网络地址资源数量的问题，现在正在推行替代 IPv4 的下一代 IP 协议 —IPv6。

基于全新技术架构的全球下一代互联网（IPv6）根服务器测试和运营实验项目 — “雪人计划”在 2015 年 6 月 23 日正式发布。

“雪人计划”由我国下一代互联网工程中心领衔发起，2017 年 11 月 28 日，在与现有 IPv4 根服务器体系架构充分兼容基础上，已在全球完成 25 台 IPv6 根服务器架设，IPv6 根服务器分布情况参见下表。

巧了么这不是，根据“雪人计划”，3 个 IPv6 主根服务器分别架设在中国、美国、日本，真是科幻电影照进现实啦！

这么看来《流浪地球 2》目前是一部科幻片，在未来几十年后全球 IPv6 网络普及，IPv6 根服务器测试和运营实验顺利完成，我们会发现《流浪地球 2》其实是纪录片，嘻嘻~！

“重启互联网”究竟是重启什么？

根据影片里的设定，重启互联网应该是重启类似网络数据中心枢纽，但现实中的互联网是分布式、去中心化的。

要实现两地间网络互通，可以实施的中转方案众多（例如：从北京到广州，不仅可以直接连接，也可以从武汉或者成都中转）。

如果骨干网络中的某一设备坏掉了只影响局部网络，不会出现影片当中影响整个互联网的情况。

而且根服务器只是提供域名解析服务的，是互联网中的一环，不是影片中设定的代表整个互联网，DNS 在 GPRS 网络中的位置如下图所示。

所以现实中可以有“重启根服务器”却没有“重启互联网”这样的说法。

敲重点啦！

• 现实中根服务器是指根域名服务器。

• DNS 服务器对于终端用户来说就像电话号码本，方便记录联系方式，不用根服务器也可以正常上网。

• 目前全球有 13 个 IPv4 根服务器，其中 1 个 IPv4 主根服务器在美国。

未来全球有 25 台 IPv6 根服务器，其中 3 个 IPv6 主根服务器分别在中国、美国和日本。

好啦，关于《流浪地球 2》的一个小小疑问，小编已经搞懂了~

本文来自微信公众号：中兴文档 （ID：ztedoc）

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