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信息通过什么路径从一台计算机传输到另一台计算机上?

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请记住,在TCP和IP中,数据被分解成小数据包,通过各种中间计算机,直到抵达目的地。每个数据包都通过自己的路径从某个网站的服务器传输到你的计算机或手机上。那么这些路径是怎样的呢?

为了测试这些路径,我们使用了一个名为“traceroute”的Mac/Linux工具,它显示了一个示例数据包从你的计算机传输到指定网站的路径。我们当时在美国华盛顿特区,准备查一下到加州大学洛杉矶分校的网站“ucla.edu”的路径。加州大学洛杉矶分校的服务器在洛杉矶,所以在这个测试中,我们想知道:通过互联网,从华盛顿到洛杉矶传输数据要通过什么路径?

通过测试结果,我们可以看到数据传输的路径。示例数据包由一台计算机转发给下一台计算机。这很像邮寄的包裹通常会在中间邮局中转,或者乘坐飞机时转机一样。

请注意,数据包并没有直穿整个国家。它必须沿着物理光缆传输(我们将在最后一节讨论),因此它必须遵守地理的限制。有趣的是,如果你将一个包裹从华盛顿特区邮寄到加州大学洛杉矶分校,运送包裹的路径可能与传送此示例数据包的路径类似!

值得注意的是,每个数据包可能通过不同的路径。有时数据包会在世界各地流转,在到达目的地前可能经过了各种曲折的路径。

你想自己试试吗?若想使用在线的traceroute工具查看数据包是如何从该工具所在服务器传输到你选择的网站上的,你只需要提供一个IP地址。你可以提供自己的IP地址,或者尝试一些示例地址,如“23.4.112.131”(位于美国马萨诸塞州的mit.edu)或“216.58.219.206”(位于美国北加利福尼亚州的google)。

我们讨论了信息是如何在互联网上从一台计算机传输到另一台计算机的。但是信息又是如何从一台计算机实际传输到另一台计算机上的呢?请继续读下去。



为什么一位华尔街交易员要凿穿阿勒格尼山脉来搭建一条笔直的光缆?


在2008年,一位名叫丹尼尔·斯皮维的华尔街交易员在芝加哥南环路和新泽西州北部之间搭建了一条几乎笔直的、长达1 327千米的光缆。芝加哥南环路是芝加哥证券交易所的所在地,新泽西州北部就在纽约市外,纳斯达克的服务器就在那里。斯皮维严格要求连接两地的光缆必须是笔直的,这使得工人们只能在宾夕法尼亚州的阿勒格尼山脉中开凿隧洞,而不能选择一些施工简单得多,但稍微有些迂回的路线。这条笔直的光缆造价是多少呢?3亿美元。

为什么会有人如此痴迷于搭建一条直线光缆呢?

网络光缆

首先,让我们谈谈为什么光缆很重要。每当信息通过IP在互联网上传输时,它都要通过长长的地下光缆。互联网的传输介质并不是参议员特德·史蒂文斯所说的管道,而是光缆!

你可能从互联网服务提供商那里听说过光纤接入服务。光纤由纯玻璃制成,比头发丝还细,是透明的。如果你站在由数千米厚的固体光纤玻璃构成的“海洋”上,你可以清楚地看到“海底”。

我们知道计算机是使用1和0来存储数据的,这就像我们使用26个英文字母存储文字一样。当计算机使用TCP、IP和HTTP/HTTPS将数据发送到另一台计算机时,就需要在光缆上传输这些由1和0组成的数据。计算机把“0”和“1”转换成光亮的变化。“1”可能意味着灯亮了一小会儿,“0”可能意味着灯在同样长的时间内是不亮的。然后这些由亮或不亮组成的闪光通过光缆传输。由于光纤是由透明玻璃制成的,因此信息的传输速度快得不可思议,几乎达到光速的2/3。

由此可以看出,尽管你感觉信息似乎如魔法般在互联网上传播,但它实际上是通过长长的地下光缆传输的。因为两点之间最短的距离是直线,所以利用最直的光缆传输数据的人,他的上网速度最快。我们都喜欢网速快,但有谁会痴迷到凿穿阿勒格尼山脉呢?让我们来一探究竟。

高频交易

许多高频股票交易商通过互联网在美国两大股票交易中心——纽约证券交易所和芝加哥证券交易所之间进行快速交易。高频交易商利用这两个证券交易所之间的微小股价差异,例如,在纽约以1美元的价格买进一只股票,在芝加哥以1.01美元的价格卖出,每天可完成数万次或数百万次赚取微小利差的操作。这个过程被称为“套利”。套利机会转瞬即逝,为了得到套利机会,必须有闪电般的互联网速度。竞争是如此激烈,交易商不惜为了几微秒(百万分之一秒)的优势而战。

这些高频交易商需要尽可能快的互联网速度,这样才能在利润丰厚的交易中击败竞争对手。由于信息在互联网上传输要使用长长的光缆,因此高频交易商要选择尽可能直的传输路径。

这又让我们回到了这个问题:为什么交易员丹尼尔·斯皮维不惜花费巨款搭建一条几乎笔直的光缆呢?这是为了最大限度地提高两个证券交易所间的网速,这将有助于为高频交易获得优势。这条光缆比之前的纪录保持者要直得多——利用斯皮维的光缆在纽约和芝加哥之间传输测试信息只需13毫秒,比之前的纪录整整快了3毫秒。高频交易商愿意为这一微小的速度优势花大价钱,从首批签约使用这条光缆的200家高频交易商总共支付了28亿美元就可以看出这一点。

还记得我们之前所说的可以2/3光速的速度传输信息的光缆吗?但这对于一些交易员来说仍然太慢了。2014年,一家公司开始试验巨型激光发射枪,这可以在纽约和芝加哥之间隔空传送信息。由于光在空气中的传输速度比在玻璃中传输的速度快,因此通过巨型激光发射枪实现的信息传输速度会比光纤传输快得多,而且这一传输速度几乎不可能被超越。

但至少就目前而言,光缆仍然是主要的数据传输介质。只要我们还在用光缆,就会有像丹尼尔·斯皮维这样疯狂的华尔街交易员。

读书笔记



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[1] https://cholula.




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