寫在前面

我們總是在說TCP/IP協議。HTTP頭怎麼怎麼樣；TCP頭怎麼怎麼樣；IP頭怎麼怎麼樣；MAC頭怎麼怎麼樣。不過話又說回來，計算機網路的問題，大多都是問這些。深入瞭解這部分內容，的確是最優解。

不過作為德智體美勞全面發展的新時程式碼農，多瞭解一點，多學習一點。總歸是沒錯的。（不就是多掉幾根頭髮，怕啥！大不了用霸王）

今天，我們就來從英雄聯盟入手，聊一聊資料包是怎麼從我方水晶（我的計算機）到敵方水晶（目標計算機）的。

當然，如果不想看這些莫名其妙內容的小夥伴，可以直接拉到文章末尾看總結~

開搞

準備工作

首先來說，一般情況下，從應用層到鏈路層，我們逐層包裝了HTTP協議的內容，TCP協議的內容，IP協議的內容。此時到了鏈路層，準備封裝mac地址。

那麼這個時候我們需要通過ARP協議得到目標IP的mac地址。第一步，一定要判斷一下目標IP是否和自己是同一網段。

A-IP判斷：B-IP是否和自己是同一網段，使用的方式是自己的（A-IP）子網掩碼與B-IP的IP地址進行“與”（兩位同時為“1”，結果才為“1”，否則為0）運算。

如果是同一網段，那麼很舒服。直接區域網大吼一聲，這個誰知道這個X-IP地址的mac。X-IP所在的網口一看：哎呦臥槽，這不是叫我的麼？哥們，裡邊請裡邊請。

那麼這個包很順利的都進來了。那麼接下來就是我們熟悉的TCP/IP的反向解析的過程。

那如果不在同一網段呢？

讓我們先看一張圖：

進入聯盟的世界

是不是覺得走錯片場了？沒走錯、沒走錯，接下來就讓我，用這張圖，解釋資料包（英雄）將如何從我方水晶（我的計算機）到敵方水晶（目標計算機）。

假設我們是隨機英雄，遊戲載入完畢，英雄被建立出來（從應用層到網路層，層層包裝），來到了我方泉水（鏈路層）。

遊戲準備開始，呦，我們的英雄是個瑞雯。假設我們的瑞雯，出生就帶著一個目標：從上路攻入敵方水晶。

但是我們的瑞雯，只知道目標，其他啥都不知道！敵方上路怎麼走？我是新手，不知道啊。泉水商人是個戰爭販子，見多識廣，去問問他吧！

泉水商人看到瑞雯的目標，給瑞雯指了條明路：你去找我方上路高地塔。

我方上路高地塔，看到了瑞雯的目標說話了：不要慌，雖然我不知道敵方上路到水晶怎麼走，但是我知道我方上路門牙怎麼走。你從我這走，去它那準沒錯！

瑞雯拖著符文之刃，來到了我方上路門牙。我方上路門牙一看目標，瑞雯的目的是敵方水晶！我方上路門牙，輕蔑一笑：小姑娘，我勸你不要去找死。

瑞雯冷哼一聲：老孃，心悅會員666！此話一出，天也晴了，雨也停了，網路彷彿也很行了。

就這樣我們的瑞雯，左手人民幣，右手大帽子，一路殺到敵方水晶，順利完成目標。

正經的來一發

解析一些上述加粗的內容：

名詞	解釋
瑞雯：	這個就不多說了，我們的資料包。
目標：	也就是我們的目標IP。
泉水商人：	可以理解預設閘道器，當我們的資料包的目標IP不是源IP的同一網段時，這個包將交給預設閘道器，由它去處理。至於它怎麼處理，下文我們會提及。
上路高地塔、上路門牙：	他們二者可以理解為資料包在網路傳輸過程中如果跳轉的路由器。

說實話，用聯盟的例子，屬實可能有些不是很準確，不過大的框架用此還是可以解釋清楚的。接下來我們正經的來聊一聊這個過程~

其實這個過程完全可以通過一個圖解釋：

資料包離開被髮出前，需要先計算一下目標IP是否和自己是同一網段，這裡就倆種可能：是與否。 如果是同一網路，直接通過ARP協議（使用“吼”的方式，等待對方應答），得到目標所在的mac，封裝到資料包中，發過去即可。 如果不是同一網路，那麼就需要先通過ARP協議獲取到靜態閘道器的mac地址（同樣使用“吼的方式”），將包發給它，至於靜態閘道器怎麼找到目標地址，那就是靜態閘道器的事了。

停一停，聊一聊閘道器與路由器

閘道器

靜態閘道器：靜態閘道器是在作業系統啟動時，通過DHCP協議配置好的，預設閘道器的IP地址是192.168.1.1。

靜態閘道器就是閘道器，閘道器是它所屬的這個區域網對外進出的關鍵。

路由器

而路由器則負責連線多個閘道器，用於轉發資料包到某一個閘道器上，所以說路由器是管理閘道器的關鍵。

因此把閘道器比做路由器可能不是很恰當。二者並非是同一個東西：如果把整個計算機網路世界比做古代世界的話。那麼閘道器就像一個關卡，路由器則是一座城市。城池可以掌管多個關卡。關卡可以掌管多條官道。

如果我們想從許昌到長安，那麼這條路上，虎牢關和函谷關就可以稱之為閘道器，洛陽器就是路由器。許昌和虎牢關可以看做同一個區域網。

許昌的人想從這個區域網出去，必須要從虎牢關（預設閘道器）出發，而想要到長安城，虎牢關這個閘道器知道要轉發給洛陽城才行；洛陽作為路由器，通過自身的路由表，找到了長安的所在IP，需要轉發給函谷關這個閘道器。

因此資料包就到達了函谷關所管轄的區域網之中，最終送達到了長安。

我們的網路世界由路由器連線了一個有一個區域網，而閘道器則負責自己所管轄的一畝三分地（區域網）。

繼續資料包的旅程

靜態閘道器拿到資料包，繼續根據目標IP計算該怎麼轉發這個包。比如靜態閘道器知道這個目標IP應該有路由器4是轉發。那麼它會重新封裝mac地址，將包發給路由器4。那麼這裡可能有引出來一個疑問：網路這麼大，路由器們是怎麼知道某個IP是發給誰的呢？這裡就涉及到路由表以及路由協議了。

路由表

通過這張表，路由器知道進來的資料包該從那個網口（閘道器）出去。而這張表則是由路由協議生成的。

路由協議

路由可以分為：靜態路由和動態路由。靜態路由可以理解為我們自己去設定路由結構，從哪跳到哪，但是這個只適合於網路情況比較簡單的問題。

所以，這部分我們主要聊一聊動態路由。動態路由可以根據路由協議演算法生成動態路由表，隨網路執行狀況的變化而變...

我們的網際網路世界是一個複雜且多變的環境，如果抽象出來，可以看成一個圖的結構。那麼現在的問題對於路由演算法來說就變成了，從圖中找到目標的最短路徑。

這裡常見的有倆種：距離向量路由演算法、鏈路狀態路由演算法。

動態路由演算法 - 距離向量路由演算法：

基於 Bellman-Ford 演算法的。就是我們資料結構中。求圖的最短路徑的演算法。演算法的基本思路是，每個路由器都儲存一個路由表，每一行包含兩部分資訊，一個是要到目標路由器，從那條線出去 ，另一個是到目標路由器的距離。

因為篇幅原因，這部分內容暫時不做展開，如果有小夥伴感興趣，可以自行去了解呦。

動態路由演算法 - 鏈路狀態路由演算法

基於 Dijkstra 演算法，同樣是我們資料結構中的演算法。 每個啟動的路由器，都會先找到並計算出於自己臨近路由器的距離，然後將這個表廣播傳送給整個網路。最終每個路由器都會有整個路由結構。

因為篇幅原因，這部分內容暫時不做展開，如果有小夥伴感興趣，可以自行去了解呦。

再次繼續資料包的旅程

當我們的路由器擁有了路由表，那麼路由器就彷彿擁有了全世界，因此對於此時的計算機網路的世界來說，任何一個都路由到的IP地址，都是可以被訪問到的，無非是需要跳轉幾次個路由器而已。

當我們的資料包，每到達一個路由器時，路由器都會檢查這個包的目標IP，然後同自己的路由表內容進行配置，看一看應該傳送到那個閘道器上。

閘道器接到資料包，如果發現不是自己這個區域網的，那麼同樣它也會轉發給能夠結構的路由器，迴圈往復這個過程，直至到達目的地。

總結

一個資料離開網路卡，會有倆個出路，一個是廣播給同一個網段的某臺計算機；另一個出路是傳送給配置好的預設閘道器。而這個閘道器則會傳送對應的路由器，路由器通過自己的路由表確定下一條的閘道器。下一個閘道器，會檢視這個資料包是不是自己區域網內的IP，如果不是則傳送給能夠轉發出去的路由器。周而復始的執行這個過程。直到合適的閘道器接到資料，廣播給自己區域網內容的計算機。

尾聲

其實本篇內容，偏向於流程的梳理，因為計算機網路的世界本身就是以及極為龐大且複雜的學問，三言倆雨根本無法解釋清楚其中的複雜與智慧（說白了，就是我也不會）...因此，本文傾向於去通俗化的解釋這個流程。

如果有小夥伴感興趣，可以自行鍼對具體的內容，去學習更為專業的內容呦~

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