讲给前端的网络安全（2）： 互联网的构成

// 每日前端夜话 第441篇
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上次讲到了浏览器在网络层面上发生的事，这次对互联网的结构做一些介绍。

• 讲给前端的网络安全（1）：浏览器与网络的那些事

网络资源分配

在解互联网之前，要先了解网络资源是怎么分配的。

根据 APNIC 的这张图可以看到，分配网络资源的最高机构是 IANA（Internet Assigned Numbers Authority），是总管网络资源的机构，IANA 会下放资源给相对应的 RIR（区域互联网注册管理机构），世界上共有五个 RIR，分别是：

• AfriNIC
• ARIN
• APNIC
• LACNIC
• RIPE

这样单位会再下放给 NIR（National Internet Registry），比如中国大陆的 CNNIC，NIR 再下放给 ISP，也就是你的网络服务供应商，比如移动、联通等，ISP最终分配给终端用户。很容易看出，整个网络资源分配是一个树状的结构

互联网（Internet）

先看一下这张图，看不懂没关系，稍后会用这张图讲解一些互联网的基本概念

自治系统，ASN（自治系统号）

自治系统的英文简写为 AS（Autonomous System），是组成一个网络的基础单位，基本上是一个组织或一种特定用途会成立一个自治系统。每一组系统会都有自己的编号，需要向网络管理组织申请（RIR，LIR，NIR）。

在上面那张图中，一个颜色的云就是属于一个自治系统，而同一个自治系统内会包含许多设备。用蓝色线与橙色线连起来的东西就是路由器，它们可能是家用路由器，也可能是更高规格的边界路由器。

边界路由器

路由表 (Routing Table)

假如 AS1 最左上角的那台电脑的 IP 是 1.1.1.1，AS5 最左下角的电脑 IP 是2.2.2.2，当 1.1.1.1 想与 2.2.2.2 通信时，1.1.1.1 这台电脑首先会把数据包发往与他连接的一台路由器，而这台路由器上有一张神奇的表告诉数据包应该怎样往 2.2.2.2 走。

而这张表就叫路由表，路由器会根据这张表来转送数据包，而路由表有多种生成方式，等下会介绍一些生成方式。

数据包在同一个 AS 内一路转发后，将会到达 AS1 的边界路由器，在这里将数据包转交给 AS5 的边界路由器，AS5 的路由器也会根据它们自己的路由表进行转发。最终将数据包包送到 IP 为 2.2.2.2 的这台电脑。

EGP（外部网关协议）

EGP 是不同的 AS 之间所传递的路由的协定，而传递的路由信息最终会被汇聚在路由器中，形成一张最佳的路由表。目前广泛使用的 EGP 协议为 BGP，AS 之间就是用这个协议来传递彼此的路由。以后我会专门写一篇文章来介绍 BGP 这个协议。

IGP（内部网关协议）

IGP 指的是同一个 AS 中的交换路由的路由协议，目前常见的有 OSPF，EIGRP 等，同样也是交换路由表用的。

AS角色关系

AS 根据他们与其他AS的关系，可能会有多个称谓，我们就用这以下这张图来解释

假设这里有六个 AS，而我们为 AS 2，我们接收了AS 3，AS 4，AS 1的路由，并把 AS 3 与 AS 4 连同自己的（AS 2）的路由一起输出给 AS 1，AS 3 与 AS 4 需要通过AS 2 才能连上 AS 1、AS 5、AS 6 内的电脑，这时就有好几种 AS 角色关系出现：

• Customer AS AS 2 为 AS 1 的 Customer AS，因为 AS 2 必须通过 AS 1 将他的路由信息转发给给其他 AS，且流量必须通过AS 1 才能连到其他 AS，这个动作被称作 Transit，我们可以说 AS 1 给AS 2 提供 Transit 服务。同理， AS 3 与 AS 4 也是 AS 2 的 Customer AS；AS 5 与 AS 6 也是 AS 1 的 Customer AS。
• Upstream AS Upstream AS 与 Customer AS 是相反的概念，只是看待角色关系的方向不一样而已，Upstream 顾名思义就是上游。当一个 AS 能够提供的连接越多，也就有更多的机会成为别人的上游。比如 AS 2 就是 AS 3 与 AS 4 的上游 AS
• Peering Peering 简单来说就是两个 AS 之间互相连结，让对方可以连到你底下的网络资源。假设 AS 3 与 AS 4 之间的连接不想经过 AS 2 帮他们 Transit，那么 AS 3 可以与 AS 4 加入一条链接，互相 Peering 彼此，让对方可以直接连到自己底下的资源

这几种角色关系可以同时存在

AS 分类

根据上面介绍的 AS 角色关系，基本上可以将现有的 AS 分为三类，这三类的定义非常简单

1. Multi-homed AS：指连接了其他多个AS的AS
2. Stub AS：又叫 Single-homed AS，根据上面介绍的 Multi-homed AS，不难看出是只连接一个 AS 的 AS
3. Transit AS：使其他 AS 连到另一个 AS 的 AS，听起来有点拗口，上图中 AS 3 要连到 AS 4 需要经过 AS 2，而 AS 2 在这里就是一个 Transit AS

AS 分级

基本上我们将 AS 分为三个等级，也就是 Tier 1~3。互联网从整体来说大致表现为一个树状结构。

• Tier 1：T1 等级的 AS 与其他 Tier 1 呈现 Full Mesh 的连接情况。
• Tier 2：T2 等级提供 Transit 服务给其他AS，同时也会向 Tier 1 AS 寻求并使用 Transit 的服务。
• Tier 3：AS 的最底层，单纯使用别人提供的 Transit 服务。

网络基础建设

Internet Exchange 简称 IX，AS 可以在这里方便的连接其他 AS，可以到 PeeringDB 这个网站去查看，目前中国大陆在上面登记的 IX 有这些：

基本上整个中国的网络都会在这几个地方连接起来。

小结

从整体而言，组成互联网的最小单位是自治系统，而互联网路由器的功能主要为以下两点：

1. 交换路由信息
2. 根据路由表转发数据包