数据包、路由器和你的数据走过的路径

上一课追踪了一次点击从你的 Mac 到网站的全过程。这一课会放慢“建立连接”这一步：什么是数据包、路由器如何决定把它发往何处，以及你自己该如何观察这条路径。

你的信息，被切成碎片

你通过互联网发送的任何信息都不会整块传输。正如 Cloudflare 学习中心所解释的，数据在离开你的设备之前会被拆分成叫作“数据包”的小片段，再由接收方重新拼接起来。这被称为“分组交换”：由于来自许多不同计算机的数据包可以共用同一批线路和设备，数十亿台设备才能在同一网络上同时交换数据，每个数据包都是独立转发的，抵达的顺序也未必和发出时一致。

路由器：每一跳都要做一次决定

数据包不会直接抵达目的地。它会从一个路由器传递到下一个路由器，每个路由器都会自行决定接下来该发往哪里。Cloudflare 把路由器的工作描述为读取数据包的“包头”——也就是标明目的地的那部分——然后与路由表进行比对，就像列车乘务员查看车票来判断乘客该去哪个站台一样。路由表可以手动设置（静态路由），也可以随情况变化自动更新（动态路由），就像地图应用会自动绕开拥堵路段一样。一台路由器每秒要为来自许多不同发送者的数百万个数据包，重复这一判断数百万次。

由于互联网是由许多独立运营的网络组成的，一次到网站的连接通常要跨越好几个网络：你的家庭或办公网络、你的 ISP、一个或多个中转网络，最后才是托管该网站的网络。没有任何一方拥有整条路径，也没有任何一家公司能看到全部过程。

自己观察这条路径：traceroute

macOS 自带一个能显示这一跳一跳旅程的工具。Cloudflare 学习中心解释说，traceroute 的原理是发送生存时间（TTL）逐渐递增的数据包，这样沿途的每个路由器都会依次回传一条简短的错误消息，暴露自己的身份。最终得到的结果，就是一份列出你的数据包经过了哪些路由器、每一跳花了多长时间的清单。

$ traceroute 1.1.1.1

Cloudflare 自己的文档中展示的一次到 1.1.1.1 的真实追踪，大致会先经过你家里的路由器，再经过 ISP 内部的一两跳，然后是一个或多个你从未听说过的网络，最后才抵达目的地。有些跳数会显示三个星号（* * *）而不是时间：这通常只是说明某个路由器被配置为不响应 traceroute，而不是出了什么故障。

跨越海洋：你从未见过的电缆

对于跨洲连接，数据包很可能在途中经过一条海底光纤电缆。国际电缆保护委员会（ICPC）是一个由政府和电缆所有者组成的组织，成立于 1958 年，该委员会指出，这些电缆运送国际语音和数据流量的成本比卫星更低、也更可靠：一通原本需要往返数万公里、经卫星中转的通话，现在可以沿海床点对点直接传输。ICPC 表示，这类电缆中的一对光纤如今能承载相当于 1.5 亿路同时通话的数字化容量，而每条电缆通常会捆绑好几对这样的光纤。由于故障或船锚都可能切断电缆，该行业依靠在任意两个地区之间建立多条独立路线，而不是仅靠一条线路。