第三十一章 筱琳的网络模型 2
（本章硬核向警告，看不下去的可以转跳到下一组括号……）43gwF
其实，早在筱琳研究人类互联网的发展历史的时候，筱琳就有了对目前的通讯网络进行一次重构的想法，不过在那个时候，原始的通讯网络暂且还可以满足筱琳的需求，所以增强通讯网络的优先级不是很高。43gwF
不过此次的中继站被毁的事件却让筱琳改变了自己的想法——筱琳重新重视这个原始的通讯网络了。43gwF
就如之前所说的，筱琳目前构建的通讯网络是一个以无线电波为唯一信息媒介的网络系统，除了“巨树基地”和“红石基地”中唯二的基站以及各个单位所代表的终端之外，整个网络系统之中所有的中继站都是平级的。43gwF
从基站或者终端发出的信号会在中继站之间不断的传递，而中继站会在将这些信号传递到下一个节点之前，对接收到的信号进行一次判断，以确保通讯信号不会在中继站之间产生震荡。43gwF
其实，这种对通讯信号进行判断的方式代表着一种很原始的通讯协议，但由于缺少系统性的架构，这个原始通讯协议能够发挥的作用也就仅限于此了。43gwF
与这个原始的通讯网络不一样，筱琳此次建立的通讯网络需要兼容未来的发展，起到一个坚固的基石作用，所以即便很多的通讯概念目前还不需要考虑，但是筱琳依旧将其作为一种规范，添加到了通讯网络的构成之中。43gwF
作为筱琳体系中的标准规范，新的通讯网络参考了人类的网络通信模型，整个通讯网络将会在五个分工合作的模型层上进行设计，这五个模型层分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。每个模型层各司其职，确保了数据传输的准确性和高效性。43gwF1
而在这五个模型层中，二进制数据不再是最基本的数据单元了，每一个模型层都有着属于这个模型层的数据单元（数据包），或许这些数据单元彼此之间有所联系，但这些数据单元在各自的模型层中都是不可分割的基本单位。43gwF
物理层代表了通讯网络的实体部分，物理层的基础数据单元是二进制数据（bit），整个物理层都是建立在数据导线与物理机等硬件设施上的。在筱琳此前的原始通讯网络中，物理层是通讯网络的主体部分，而在新型的通讯网络中，物理层成为了和其他四个模型层相互平行的一个组成部分。43gwF
不过，即便筱琳将通讯网络划分为了五个模型层，但是在印刷电路生产中心正式建成之前，通讯网络的物理层依旧是筱琳设计的重点，原因很简单，其他四个模型层都对硬件性能有着一定的要求，而目前还无法生产高性能电路的筱琳根本不可能将宝贵性能浪费在对着四个模型层的精密设计上……43gwF
根据计划，新型网络协议的物理层将会兼容两种通讯协议——端对端的物理协议，以及广播式的物理协议。43gwF5
在这其中，广播式的物理协议很好理解，筱琳此前的通讯网络就是以一种广播式物理协议作为实现方式的，在广播式的物理协议里，一个公共通信可以连接多个物理机，所以就如此前的中继站一样，多层传递的广播式物理协议犹如一摊在地上展开的水一样，通讯信号很快就可以遍布整个网络系统。43gwF
与广播式物理协议相对应的，端对端的物理协议要求一个公共通信只能和一个物理机进行对接——相比起广播式物理协议，端对端物理协议的实现比较复杂，一个从物理机发出的公共通讯需要经由一个记录了每个物理机属性的“节点”，然后由这个“节点”将通讯转发给目标物理机，发出通讯的物理机不能直接和目标物理机进行对接。43gwF
在人类文明之中，这个负责对接的“节点”被称之为路由节点，这个名称来自于“最短路径计算”一词，至于这些中继器到底该如何实现对接工作，就需要在其他的四个模型层中，由具体的下层协议进行实现了。43gwF
除此之外，物理层还会制定数据通讯的方式——通讯信号到底是单工通信、半双工通信还是全双工通信，这些都是由物理层决定的，即便其他的四个模型层可以将全双工通信退化为单工通信或者半双工通信，但是在原则上，这四个模型层都不应该干涉这个过程。43gwF
而在以硬件为载体的物理层之上，是通讯网络的数据链路层——和物理层以二进制数据为基本数据单元不一样，数据链路层的基本数据单元是数据帧。43gwF
和筱琳此前在原始通讯网络中，对通讯信号进行“修饰”以便中继站可以识别出这个信号是否被接收过有些相似，数据链路层的数据帧由帧头、有效荷载字段、帧尾这三个部分所组成。43gwF
数据帧的帧头中存储的是地址数据，通过这个地址数据，路由节点才可能知道这个数据到底需要发送给谁；有效荷载字段是网络层的组成部分；帧尾则标志着这个数据帧的结束。43gwF
根据筱琳制定的标准，进行通讯的两个物理机在数据通信展开的时候，需要建立数据链路的连接；在数据传输的过程中，通讯的双方要自觉维护数据链路；在通信结束的时候，通讯的双方要释放数据链路。维护这三个步骤的正确是数据链路层最主要的工作，在这个模型层，实现路由节点的实例是网桥。43gwF
数据链路层还保证通讯数据的正确性——以二进制数据为数据单元的物理层是不可能对通讯数据进行校验的，所以如果通讯信号出现了残破缺失，那么只有在数据链路层才能发现。除此之外，数据链路层还通过寻址协议保证每一份数据都能传送到正确的物理机上，通过认证协议确保了通讯的数据是安全的。43gwF
至于数据链路层继续往上，就到了模型层的网络层，这里的基本数据单元就是数据报了，和数据帧有些相似，数据报中除了有效荷载字段之外，还有着目标物理机的网络地址、有效荷载字段来源的网络地址，以及这个有效荷载字段在数据帧中所处位置标志，以确保在发生数据包出现丢失的时候可以立即检测并作出正确的应对。43gwF
网络层的主要功能是负责点对点的传输，在一个复杂的网络系统之中，通讯数据到底要经由哪些路径才可以抵达目标物理机？这个问题就是在网络层通过路径选择解决的，而且为了避免通讯网络中出现太多的数据包而造成网络阻塞，网络层还需要对流入某一路径的数据包数量进行控制。43gwF
在讲述物理层的时候就提到过，和物理机连接的路由节点需要承担寻找目标物理机的任务，在数据链路层中，与之相关的实例是网桥，而在网络层中，承担这个任务的就是路由器和网关了。43gwF
为了达成路由的功能，所有的路由节点根据寻址协议都应该要存储一个“路由表”——对于不同的路由节点，“路由表”的具体实现可能不同，但都应该可以正确寻地。43gwF
路由节点通过这个“表格”来匹配目标，如果“表格”中不存在目标物理机的地址，那么这个通讯就将被认定为无效通讯从而被立即废弃。43gwF
除了寻址协议之外，路由节点还需要遵守一个广播协议，这个协议允许物理机可以通过区域广播的方式将自己的地址保存在路由节点的“表格”中——不仅是最底层的路由节点，更上一级的、每一级的路由节点都应当遵守这些协议，以确保每一个新加入的物理机都可以在通讯网络中被找到。43gwF
和以上三个模型层一样，传输层和应用层都有着自己的主要任务和与之相对应的协议，以确保数据传输的高效性、正确性、安全性。43gwF
……43gwF6
（以下是通俗表达）43gwF1
就整体来看，筱琳的新型网络系统将会是一个存在明确通讯等级的树形结构，每一个终端都有些独属于自己的网络端口。43gwF
在通讯过程中，终端将会把自己的通讯信号传输给路由节点，路由节点解析在网络层中的数据包，通过对照自己的“表格”判断出这个通讯信号来自于何处，希望抵达何处。43gwF
如果目标不在这个“表格”的“管辖范围”之中，那么这个通讯信号就会被抛给上一级的路由节点，由上级路由节点进行“审判”。43gwF
如果这个目标在“表格”的“管辖范围”中，但路由节点没有在“表格”里找到对应的地址，那么这个通讯信号就将无效，路由节点会返回一个失败通知。43gwF
如果这个目标在“表格”的“管辖范围”中，而且路由节点成功在“表格”里找到对应的地址，那么路由节点就会把通讯信号转发到目标物理机上。43gwF
每一级路由节点所管辖的范围都不一样，最低级的路由节点可能可以被称之为“路由器”，而最高级的路由节点可能就会被称作“根服务器”——为了构建新型的通讯网络，筱琳首先要做的就是确定一个“根服务器”。至于这一个根服务器的选址……43gwF
43gwF10