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The Internet: Packets, Routing and Reliability

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    網際網路:封包、路由和可靠度
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    嗨,我是 Lynn
    我是Spotify的軟體工程師
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    我常常理所當然地認為網際網路是相當可靠的
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    網際網路有著令人驚訝的龐大資訊量,
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    如何能讓讓每一份資料都可靠地傳送給你呢?
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    假定,你想從 Spoify 播放一首歌曲
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    這看起來,好像是你的電腦直接連到 Spotify,
    而且 Spotify 用專線將歌曲傳送給你
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    不過,事實上,網際網路不是這樣的。
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    如果網際網路是由直接、專屬的連線所構成,
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    隨著數以百萬的使用者加入,這樣的方式是行不通的。
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    特別是無法保證每一條線路、每一台電腦,在任何時間都是正常的。
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    在網際網路上,資料多是以較不直接的方式來傳送的。
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    很久很久以前,在 1970 年代初期...
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    Bob Kahn和我(Vint Cerf),開始著手「網際網路」的設計
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    Bob和我有了這個責任和機會,來設計網際網路的協定與架構
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    因此,我們持續參與著網際網路的發展與演進,直到現在也還是如此。
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    資訊從這台電腦傳送到另一台的方式是非常有意思的。
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    它不需要走固定的路線
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    事實上,這個路線在電腦與電腦通訊的過程中,可能是會改變的。
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    網路上的資訊,是以資訊「封包」,在電腦之間來往
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    封包在兩地之間傳送的方式,就很像你搭車從甲地到乙地
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    根據交通擁塞與路況,
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    每一次,你都可能(或被迫)選擇不同的路線,來抵達同一個目的地。
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    此外,就像你使用汽車運送各式各樣的東西
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    許多種類的數位資訊都能用 IP 封包來傳送,但也有些限制
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    舉例來說,如果你要將太空梭由建造的地方移到發射基地
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    太空梭無法裝進一台卡車,所以要將它拆解,並用一群卡車運送
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    卡車們可以用不同的路線、也可能在不同的時間,抵達目的地
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    不過,只要所有的零件都抵達了,你就可以重新組裝回完整的太空梭,來準備發射
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    在網際網路上,也有類似的運作細節。
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    如果你想要把一張很大的圖片寄給朋友或上傳到網站
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    圖片可能是由數以千萬的位元(1 與 0)組成,
    太龐大而無法用一個封包來傳送
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    由於是電腦上的資料
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    發送圖片的電腦
    能夠很快將圖片拆分到數百或數千的更小的封包
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    與汽車或卡車不同的是,這些封包沒有司機
    也無法選擇路徑
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    每個封包都具有「從何處來」、「到何處去」的網路位址
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    在網路名為 「路由器」的特殊電腦
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    就像是交通管理員,
    它會維持讓封這ㄒㄧ包順暢地在網路上移動
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    如果有一條路線是擁塞的,
    個別封包可能會用不同的路線傳輸
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    這些封包可能會在些微不同的時間抵達目的地,甚至缺乏前後次序
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    我們來了解一下
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    作為網際網路協定的一部分,
    每一台路由器保存著許多用來傳送封包的路徑
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    它會根據封包終點的 IP 位址,
    替每一份資料片段選擇最便宜的可用路徑
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    這裡的便宜並不意味著成本,
    而是時間和非技術的因素(政治因素、公司之間的關係)
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    往往,傳送資料的最佳路線,不一定就是最直接的那條
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    當路徑有所選擇時,這讓網路變得能夠容忍錯誤
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    這表示,即便發生了非常嚴重的錯誤,網路依然可以持續傳送著封包
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    這就是網際網路的關鍵原則的根基:可靠性
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    如果你想要取得一些資料,但不是所有資料都送達,會怎麼樣呢?
  • 4:08 - 4:15
    你想要聽一首歌,但要如何100%確定所有資料都送達,
    讓歌曲能夠完美播放呢?
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    來介紹你的最新的最好的朋友:TCP (傳輸控制協定)
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    TCP 管理著所有封包資料的傳送與接收
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    你可以把它視為有保障的郵遞服務
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    當你在設備上要求一首歌曲,Spotify會將歌曲分拆為許多封包來傳送
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    當封包抵達時, TCP 會完整清點,
    並且回覆確認每一個收到的封包
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    如果全部封包都有,TCP 就會簽收這次配送,
    你的要求就完成了
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    如果 TCP 發現有些封包遺失了,就不會簽收
  • 4:54 - 4:59
    否則,歌曲就不會好聽,歌曲的某些部分可能會消失
  • 4:59 - 5:03
    對於每一個遺失或不完整的封包, Spotify 將會再次傳送
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    當 TCP 確認某首歌曲的眾多封包都配送了,
    你的歌曲就會開始播放
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    關於 TCP 與路由器系統的優點是具有可擴充性。
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    無論是 8台 或 80億台設備,都可以運作
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    事實上,因為「容錯」、「冗餘」的特性,
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    當我們加入更多的路由器,網際網路就會變得更為可靠
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    另外很棒的一點,我們可以在不中斷任何人使用的狀況下,來增強和擴展網際網路
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    網際網路是由幾十萬個網路與數十億台電腦與設備實際連結所組成
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    這些組成網際網路的不同系統,之所以能互相連結、溝通、一起運作
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    是因為對於資料在網際網路上如何傳送,有認同的標準
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    網際網路上的電腦設備、路由器,都協助著所有封包能夠到達目的地
  • 5:57 - 6:00
    在目的地,如果有必要的話,
    封包就會依照順序再次重新組裝
  • 6:01 - 6:07
    這些狀況,每天都會發生數十億次,不論你和他人發送著Email
  • 6:07 - 6:09
    瀏覽著網頁
  • 6:09 - 6:11
    視訊聊天、使用行動APP
  • 6:11 - 6:15
    或是感測器或設備在網路上彼此溝通的時候
Title:
The Internet: Packets, Routing and Reliability
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Video Language:
English
Duration:
06:26

Chinese, Traditional subtitles

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