DOUG LLOYD: Wenn Sie beobachtete, unseren Internet Primer Video, Ich habe ein bisschen ein Cliffhanger indem er über das Internet und wie es ist ein System der Protokolle. Nun, lassen Sie uns über das zu sprechen ersten dieser Protokolle, tatsächlich besteht aus dem Internet. Und interessanterweise ist es sogenannte Internetprotokoll, die wir in der Regel beziehen sich als IP. Also das Internet, wie ich schon sagte, ist ein Verbundnetz, ein Internet, Das ist wirklich nur mehrere Netzwerke miteinander verwoben und Vereinbarung irgendwie um miteinander zu kommunizieren. Was ist das irgendwie ich rede? Nun, dies ist das Internet-Protokoll. Diese bestimmt, wie Informationen von Punkt A nach Punkt B übertragen Und das ist eine Art von Bedingung Verbinden des Netzwerk des Internets ist die Zustimmung zu diesem folgen Protokoll, wenn Informationsbedarf um von Punkt A nach Punkt B bewegt werden, 

Also ganz am Ende, dass Internet-Video-Primer, Ich zeigte dieses Bild was das Internet war. Und in einem kleinen Maßstab ist dies tatsächlich wohl ziemlich genau. Dies könnte, wie drei Netzen tatsächlich miteinander reden. Aber es ist ein wenig irreführend. Und der Grund, es ist ein bisschen irreführend ist because-- wenn ich lediglich die Anzahl der Netze für Der Einfachheit halber hier und wir uns von allem anderen zu befreien und gerade auf dem networks-- konzentrieren Es ist ein wenig irreführend, weil es bedeutet, dass alle drei Netzwerk eine Verbindung zueinander. 

Eine mit beiden verbunden ist. Zwei auf drei verbunden ist. Und drei ist mit einem verbunden ist. Und wenn ich darüber zu sprechen eine Verbindung hier, ich bin sprechen von einem physischen, Kabelverbindung. Wir verfügen über WLAN. Aber es ist wirklich unpraktisch für Daten drahtlos zu übertragen über einen großen Maßstab. Und so an einem gewissen Punkt, wir wirklich vertrauen auf verdrahtet technology-- Telefonleitungen, LWL-Kabel, verschiedene Technologien die physisch eine Verbindung Punkt A nach Punkt B. 

Und auf einem kleinen Maßstab, wie this-- dies genau zu sein, sondern als das Bild bekommt einen wenig größer, lassen Sie uns jetzt vorstellen, wir haben sechs verschiedenen Netzwerken. Wenn das wahr ist, haben wir jetzt so etwas wie dies für jedes Netzwerk Zu jeder anderen Netzwerk verbunden sein. Und wenn Sie, jedes Netzwerk zu suchen fünf Pfeile mit diesem verbunden. Also alles miteinander verbunden ist mit jedem anderen Netz. 

Wir haben nur sechs Netze hier, und bereits an, wie viel Verkabelung aussehen wir haben, richtig zu beschäftigen? Und das Internet besteht aus viel mehr als sechs Netzen. Wir können uns nicht leisten, jeden Draht Netzwerk miteinander Netz, zumal einige diese Netze umspannen Ozeane, nicht wahr? Wenn wir versuchen, eine Verbindung herstellen ein Netzwerk, in Asien oder in Europa, wir werden zu müssen umspannen einen ganzen Ozean. Wir werden zu müssen, benutzen Drähte an einem gewissen Punkt, aber wir wollen das minimieren Anzahl der Drähte wir tatsächlich nutzen. Wir wollen nicht, um eine Nachricht Millionen Drähte über den Ozean, weil sie Millionen kosten Dollar pro Kopf hinlegen. Und so schnell, wären wir nicht in der Lage sein, , das Internet mehr leisten. So haben wir zum anderen haben Weg für jedes Netzwerk um zu jedem anderen sprechen Netzwerk oder sonst wir haben Teile des Internet die getrennt werden von anderen Stücken des Internets. Und das ist nicht, was wir wollen. Aber wir wollen nicht zu haben, sie alle miteinander verdrahtet. 

Und das ist, wo Router kommen zurück ins Spiel. Wir können Router in der folgenden Weise zu benutzen. Was ist, wenn anstelle von jedem Netzwerk physisch zu jeder anderen Netzwerk verbunden ist, wir hatte diese Vermittler Stücke, in denen die Netze angeschlossen wurden zu diesen Vermittlern, die sind auf wenige Netze angeschlossen. Anstatt also mit einem bis zu verbinden zwei, drei, vier, fünf, sechs, vielleicht eines eine Verbindung zu einem Router, was vielleicht verbindet ein oder zwei von denen, Netzwerke, aber auch möglicherweise Verbindungen zu anderen Router, die auch wird auf diese anderen Netzwerken zu verbinden. 

Und die Router-Job ist-- es Informationen enthält genannt Routing-Tabelle dass bestimmt, wo zu tun Ich gehen, wenn ich sehe, eine bestimmte IP-Adresse? Wenn ich eine IP-Adresse Ausgangs sehen mit vier, ich werde diesen Weg zu gehen. Wenn ich gesehen, IP-Adresse, beginnend mit 12, ich werde diesen Weg zu gehen. Wir wissen nicht verbunden werden müssen physikalisch-Netzwerk Nummer vier oder Netzwerknummer 12 in diesem Beispiel. Wir wissen nur, allgemein wo wir gehen wollen. Und wenn man darüber nachdenkt, ist diese Art der ähnlich dem Konzept der Rekursion dass wir, wenn gesprochen wurden wir darüber reden in C. Ich werde nicht, Sie zu verbinden genau dort, wo Sie wollen, um zu gehen. Ich werde einfach Sie einen Schritt zu bewegen näher an, wo Sie hinwollen. Und ich werde jemand anders behandeln lassen Lösung der Rest des Problems. Ich werde einfach dieses kleine Stück zu lösen das Problem und verzögern den Rest davon an jemanden. So Routing-Informationen ist eigentlich Art ähnlich wie Rekursion. Wenn es das ist ein Konzept, das Sie verstehen, Na ja, vielleicht, daß Analogie würde helfen. 

Werfen wir also einen Blick auf Diese Vernetzung beispiels wieder und nehmen an, dass wieder, wir werden die gleichen sechs verwenden Netzwerke, eins bis sechs. Also lasst uns einfach sagen, dass jeder IP-Adresse auf einem Netzwerk beginnt mit einem Punkt etwas. Und wir sagen, dass es eine andere Sache, handelt davon, wie alle Systeme verbunden sind, um ein Netzwerk. Wir kümmern uns nur um den Anschluss alle diese Netze zusammen in einem Internet. Also jedes Gerät, das ist verbunden, um ein Netzwerk eine IP-Adresse, die mit beginnt ein Punkt und dann drei weitere Zahlen. 

Dies ist eine Verallgemeinerung wie die Dinge wirklich funktionieren. Es ist schon ein bisschen genauer als dies. Aber das sollte Ihnen ein allgemeine Vorstellung davon, was das Internet Protokoll tatsächlich tut. Das war also das Diagramm wir vorher hatten. Dies war das System, war nicht nachhaltig. Sogar sechs, könnte dies in Ordnung sein. Aber wenn wir 10 oder 20 oder 50 zu erhalten, sind wir gehen zu lügen, eine Menge Drähte. Und 50 ist nach wie vor auch nicht sogar die Spitze des Eisbergs in Bezug auf die Anzahl von Netzwerken haben wir. So ist dieses Modell nicht nachhaltig. Wir können nicht mit diesem Stick. 

Lassen Sie uns also, statt anzunehmen Dieses Modell, wo wir loswerden aller Leitungen zwischen dem Netzwerke und wir Router hinzufügen. Also diese gelben Kästchen stellen Routern. Und ihre Aufgabe ist es, zu bewegen Informationen in der Regel näher an, wo es soll gehen. Und vielleicht sind die Verbindungen dass diese Netzwerke haben. Und vielleicht sind die Tabellen , die in den Router eingebaut sind. 

Wenn wir also einfach durch einen Blick zu starten an Netz ein, beispielsweise im Grunde, was sie sagt, ist, wenn Die ich je eine Adresse sehen, dass nicht mit einem one--, das, was ist zu starten Das Ausrufezeichen einen oder der Knall da, nicht one-- Ich werde um es zu übergeben aus, um einen Router. Und von dort der Router kann eine Entscheidung treffen. Der Router sagt, wenn ich sehe, eine einmalige, ich bin gehen, um den Netzwerk Nummer eins zu bewegen. Das ist der grüne Pfeil Richtung links aus dieser oberen linken Feld. 

Wenn ich einen two-- Das ist der Pfeil Art Überschrift nach oben rechts in Richtung die lila network-- wenn ich sehe, eine IP-Adresse ausgehend von einer zwei, Ich werde auf die zwei Netzwerk gehen. Wenn ich sehe, ein Drei ein vier, fünf, oder ein six-- das ist, dass roter Pfeil herauskommt von oben links router-- Ich bin nicht drei, vier, fünf oder sechs verbunden. Aber ich kenne jemanden, oder ist , die ist ein wenig näher an es. Also ich werde einfach sagen, jedes Mal, wenn ich sehe, eine IP-Adresse beginnend mit drei, vier, fünf, oder sechs, ich bin nur gehen, um es zu dieser Router zu senden. Also werde ich es ein wenig näher zu bewegen, wo es soll gehen und lassen dass Router mit dem Problem umgehen. 

Und wie Sie, wenn Sie können see-- wollte hier anhalten und trace-- Sie können zu jedem anderen Zeitpunkt zu bekommen das Netz aus, wo immer Sie sind. Alle sechs Netze können noch eine Verbindung zu jedem anderen Netz aber sie sind nicht physisch mehr verbunden ist. Sie sind nun diese Zwischenschritte. Nun, natürlich gibt es eine Kompromiss aus Geschwindigkeit, nicht wahr? Wenn man direkt war zu sechs verbunden ist, würden wir nicht haben, um durch zwei gehen Router auf dem Weg. So können wir in der Lage, das zu bekommen Verbindung ein wenig schneller. Aber vielleicht Kompromiss ist es wert, oder? Wenn es geht, so teuer sein im Hinblick auf die tatsächlichen Kosten, Dollar und Cent, physisch Draht all diese Netzwerke miteinander, vielleicht ein bisschen ein Verlangsamung der Geschwindigkeit ist OK. Wir tolerieren können, dass. 

Also noch einmal, in diesem Beispiel haben wir gerade waren reden, keiner der Netze direkt miteinander verbinden alle. Es könnte been-- haben vielleicht in diesem Beispiel könnten wir es gemacht haben, so dass vielleicht vernetzen eins und zwei waren direkt miteinander verbunden. Und das wäre OK. Einige Netzwerke sind physikalisch mit anderen Netzwerken verbunden. Aber sie sind nicht alles miteinander verbunden. Sie verlassen sich auf die routers-- in diesem speziellen example-- um die Kommunikation zu verteilen von Punkt A nach Punkt B. Auf in geringem Umfang zur mögen, was wir über hier-- sprechen diese Konfiguration tatsächlich könnte mehr als nur ineffizient mit direkten Verbindungen. Aber im großen Stil, können wir skaliert das System viel besser. Es ist wirklich zu reduzieren unsere Kosten für die Netzwerkinfrastruktur an zwischengeschaltete Router, deren Aufgabe haben ist es für den Verkehr vom Sender verschieben an den Empfänger, von Punkt A zu Punkt B, im Gegensatz zu jeder Verdrahtung zusammen. 

Werfen wir also einen Blick auf ein Beispiel für Informations Reisen mit diesen Internet-Protokoll. Lassen Sie uns sagen, dass ich körperlich bei IP 1.208.12.37 entfernt so dass ich irgendwo existieren auf der einen Netzwerk. Und ich möchte, um eine Nachricht zu schicken Ihnen. Und du bist auf der fünf Netzwerk 5.188.109.14. Ihre IP-Adresse speziell nicht Rolle, aber in diesem besonderen Beispiel wir über dieser Verallgemeinerung sprechen was das Internetprotokoll ist alles etwa. Du bist auf der fünf-Netzwerk, und ich bin auf der einen Netzwerk. Wie Sie sehen können, sind wir nicht miteinander verbunden haupt. 

Also ich beginnen. Und ich möchte, dass Sie eine Nachricht zu senden. Und so ich irgendwie kommunizieren diese Botschaft an den Router. Der Router ist derjenige, tatsächlich hat die IP-Adresse. Und es ist in, wo suchen es soll gehen. Wir sind zu fünf Punkt etwas los. So, jetzt werde ich beginnen Verwendung my-- oder des Routers, vielmehr wird beginnen mit ihrer Router-Tabelle, um Informationen entlang weiterzugeben. Dafür sorgt, daß fünf nicht ein, so dass es sagt, ich werde es zu dieser Kerl übergeben. Dann hat der Kerl, eine Entscheidung zu treffen. Wo soll ich hin? Nun, es ist nicht eine einmalige, also bin ich nicht gehen, um zu dem einen Netzwerk. Und es ist nicht eine Zwei. Ich werde mich nicht zu bewegen an den zwei Netzwerk. Es beginnt mit einem Fünf. Ich bin nicht verbunden fünf, sagt dieser Router. Und so bin ich nur gehen, um es abgehen zu-- Ich werde diesen Weg zu gehen. Hier dritt und Vieren und Fünfen und Sechsen zu gehen. Und ich werde diesen Kerl mit ihr umgehen lassen. Ich werde es ein wenig näher zu kommen dorthin, wo es soll gehen. Ich weiß, es soll gehen in dieser allgemeinen Richtung. Aber vielleicht ist dieser Kerl kann damit umgehen. OK. So dass Kerl sieht. Er sagt, OK, diese IP- Adresse beginnt mit einem Fünf. Nun, ich bin drei und verbunden sechs, also kann ich die Nachricht nicht direkt erhalten wo es gehen muss. Aber das andere Router drüben, ich weiß, wenn ich senden Sie es Vieren und Fünfen, sie kann solche zu behandeln. 

So ist es übergibt sie zusammen auf den Weg. Und dann dieser Router sagt, gut, ich bin zu Netzwerken vier und fünf verbunden sind. Also, ja, ich kann Ihnen helfen. Ich werde Ihre IP-Adresse zu nehmen Dies beginnt mit einem fünf. Ich werde es auf den fünf Netzwerk geben. Die fünf Netzwerk wird einiges an Arbeit auf zu tun sein Ende und geben Sie die Nachricht an Sie. Und jetzt haben wir erfolgreich übermittelt eine Nachricht von mir um Sie mit dem Internet Protocol. 

Auch wieder, sehr für die Zwecke generali Zur Veranschaulichung, was passiert. Aber das ist ziemlich viel, wie das Internet-Protokoll arbeitet. Die Router wissen, in der Regel, wo es zu senden und es wird ein Schritt auf die Nachricht So bekommen sie näher und näher zu seinem Bestimmungsort, bis man Router physisch angeschlossen ist auf das Netzwerk oder das Adresse oder was auch immer in Frage und gibt es dort. 

Nun, im Allgemeinen, außer bei sehr, wirklich klein, kleine Nachrichten, es wird nicht um sie zu senden als eine große Menge Daten. Wenn ich Sie senden ein email-- eine sehr lange E-Mail, sagen-- es nicht zu gehen nehmen Sie das gesamte E-Mail, bündeln sie zu einem Ball oder ein Paket oder was auch immer, und senden Sie diese gesamte was sich im Netzwerk. 

Erstens, Senden von Informationen entlang des Netzwerks ist teuer. Es spielt addieren. Und je größer die Brocken, desto teurer es ist, jeden Schritt des Weges zu bewegen. Und wenn es irgendwie eine Verlangsamung und dann es gibt diese giant-- Art wie Wenn Sie auf der Autobahn Auto unterwegs und es gibt diese riesige LKW Art den Weg versperrt und Sie können nicht drum herum kommen entweder Spur, weil es Art auszubreiten. Es verlangsamt alle anderen sich dahinter. Aber kleine Autos, wenn sie waren alle Kleinwagen, sie könnten in der Lage sich zu bewegen ist, wenn das analog Art hilft ein bisschen. 

So ein großer Block im System wirklich langsam alle anderen nach unten. Und was IP tun wird werden diese Daten in Pakete aufgeteilt. Es wird dieses große E-Mail nehmen oder FTP-Transfer oder eine Dateiübertragung, oder vielleicht, ich mache ein Anforderung an einen Web-Browser denn ich möchte ein Bild von Katze. Und es geht um, dass zu nehmen Anfrage oder die E-Mail oder die Datei und brechen sie in viele Stücke und senden alle Teile separat. Also in der Tat, ich bin Füllen der Autobahn mit einer Menge von kleinen Autos, die alle zu bewegen, statt eines großen LKW, könnte, wenn etwas schief geht, drosseln den Datenverkehr für alle anderen. 

Ein weiterer Nebeneffekt dieser ist, wenn es eine Art von katastrophalen Versagen und etwas schief geht und das Paket wird fallen gelassen. Etwas ist ausgefallen und der Nachricht kann nicht übermittelt werden. Der Router vielleicht hatte zu viel Zeug los in. Es konnte nicht alles zu jonglieren. Und so ist es nur buchstäblich fallen lassen. Das ist eine Art der Analogie, nicht wahr? 

Es hat eine Menge Dinge, die bekam. Es Weitergabe von Informationen von Punkt A nach Punkt B. Wir sind nicht die einzigen zwei Menschen über das Internet, so hat es viel Verkehr zu verarbeiten. Und wenn es nicht genügend Hände und es nicht herausfinden können, was es tut, es könnte nur etwas fallen. So kann es etwas anderes zu tun. Es hat zu viel los. 

Wenn wir unsere Botschaft als eine riesige zu blockieren und das war, was wurde fallengelassen, jetzt haben wir, um die Nachricht erneut zu senden. Und wir sind jetzt möglicherweise verursacht Verkehrs erneut. Und wir Gefahr laufen, dass großen Block wieder fallengelassen. Aber wenn die Daten aufgeschlüsselt Pakete und wir fallen einer von denen, es ist viel weniger kostspielig zu senden, dass Paket noch einmal im Gegensatz an die ganze Sache noch einmal. So IP ist für immer verantwortlich Informationen von Punkt A nach Punkt B und brechen die Informationen in kleine Stücke so dass das Netzwerk nicht übermäßig besteuert. 

IP wird auch als ein bekannter verbindungsloses Protokoll. Es ist nicht unbedingt eine definierte Bahn vom Sender zum Empfänger, oder umge kehrt. Jetzt, in diesem Beispiel die wir gesprochen haben etwa, eigentlich gibt es nur einen Weg, Zu jedem Netzwerk. Also in diesem besonderen Illustration, es tatsächlich ist ein definierter Pfad von Punkt A nach Punkt B. Aber wir können das ändern, indem Sie gerade machen eine Änderung beider Router auf die durch das Hinzufügen dieser links Bedingung an die Router-Tabellen. 

Jetzt bemerken, dass aus die obere linke Router, es gibt tatsächlich zwei Arten umgehen mit vier oder fünf IP-Adresse. Es kann bis in den unteren linken gehen Router oder kann auf der rechten Seite zu gehen, nach rechts Router. Es hat mehrere Optionen. Und das ist eigentlich Art des Guten denn es macht unsere Netzwerk besser reagieren. 

Wenn für example-- es Art wie ein GPS. Wenn Sie jemals zuvor Fahren auf der Autobahn und plötzlich Ihr GPS warnt Sie, dass der Verkehr vor, Sie, es zu vermeiden, wenn Sie können möchten. Und so können Sie Ihre Route ändern. Und ein Router-Netzwerk, in Zusätzlich zu den Informationen sich Pakete dürfen zu gehen oder in denen Daten gehen sollte, es gibt auch eine Art dieser allgemeinen Puls über den Zustand des lokalen Netzwerkes. Was wird passieren, wenn ich senden es auf diesem Weg gegenüber diesem Weg? 

Und so im Licht der Schwerlastverkehr Situationen im Netz, vielleicht Dinge werden eine geroutet ineffizienter Weg oder ein allgemeiner ineffizienter Weg, denn wenn wir die normale Weise, es geht um eine Menge Verkehr. Die Autobahn ist komplett eingeklemmt. Also vielleicht, was wir tun ist stattdessen nehmen Nebenstraßen, die normalerweise würde zu nehmen viel mehr Zeit, aber niemand wirklich unter Verwendung dieser Nebenstraßen. Und so können wir Route unsere Pakete auf diese Weise. 

Also nicht jedes Paket von einem großen Teil der Daten vielleicht den gleichen Weg von zu nehmen der Anfang bis zum Ende. Und unser Netzwerk wird viel mehr reagiert wenn unsere Router-Tabellen erlauben es um mehrere Optionen für wohin sie gehen können. Wir sind nicht abhängig von dieser einen LKW bewegen aus dem Weg. Wir können an der Haltestelle auf der Autobahn nächste Ausfahrt und nehmen einen anderen Weg. Und so ist die Internet-Protokoll-Art der tut ein wenig, dass auch. 

Also das ist, die Grundlagen der das Internet-Protokoll. Aber es gibt eine weitere Problem mit, Deal, ist, was passiert, wenn wir fallen ein Paket? Woher wissen wir, wir gehen um dieses Paket erneut zu senden? Recht? Nun, Internet Protocol übernimmt keine Garantie Lieferung. Wir werden werden, abhängig auf einem anderen Protokoll mit dieser genannten befassen Transmission Control Protocol, TCP. Und wir sprechen über Transmission Control Protokoll im nächsten Video. Ich bin Doug Lloyd. Dies ist CS50.