电影《流浪地球2》中的域名系统是怎么回事？

最近大火的电影《流浪地球2》，各位粉丝有没有看过啊？

其中最令人惊心动魄的片段要数“重启互联网”了。

在影片中的“重启互联网”，重启的是位于中国、日本和美国的互联网根服务器，恢复全球互联网，保证分散在全球各地的上千台行星发动机成功并网。

即使是5G冲浪的小编看到“重启互联网”、“根服务器”这一段也有诸多疑问。

激情二刷终于搞懂，在这里小编为大家答疑解惑~什么是根服务器？

在现实中，根服务器全名叫根域名服务器（rootnameserver），它主要用来管理互联网的主目录，提供顶级域名解析服务。

如果全球互联网是座超大型图书馆，那么根服务器就是管理整个图书馆书籍的查询系统，通过根服务器我们就能在茫茫书海中快速找到《流浪地球》这本小说。

目前全球有13个IPv4根服务器，1个为主根服务器在美国，其余12个均为辅根服务器，其中9个在美国，3个分别在英国、瑞典和日本。

每天主根服务器列表会被复制到分布在全球各地的12个辅根服务器上。

Tips

通常我们理解的服务器是某一台主机，其实这13个根服务器是指13个根服务器的IP地址。我们访问某个根服务器并不是访问某一台具体的主机，而是分布在全球各地拥有这个IP地址、内容相同且同步更新的多台服务器。

通过查阅影片中关于世界观设定的资料，电影里根服务器并不是单指根域名服务器，而是同时拥有根域名服务器功能和骨干路由器功能的集合体。根服务器是如何工作的？

这座庞大的“图书馆”的查询系统是如何工作的？

茫茫书海，如何快速找到一本《流浪地球》？

我们要先从域名系统（DNS，DomainNameSystem）讲起，计算机在网络上进行通讯时只能识别IP地址（如：123.123.123.123），全球大约有43亿个IPv4地址，如此多的IP地址我们肯定是记不住的。

于是我们将难以记忆的IP地址关联到一组有意义且方便记忆的字符上，这组有特殊意义的字符就叫做域名。

我们采用一个数据库来管理域名和IP地址的对应关系，这个数据库就是域名系统（DNS）。

在我们上网时，DNS自动把我们的域名“翻译”成对应的IP地址，域名和IP地址间的翻译转换过程称为域名解析，关于DNS的详细介绍请戳《什么是DNS？》。

DNS具有多层次结构，划分如下：

域名DNS

服务器说明根域根域名

服务器域名系统的最上层。

下层的某个DNS服务器无法解析某个域名时，从根域服务器逐层向下找，一定能找到对应的IP地址。顶级域顶级域名

服务器由因特网域名与地址管理机构（ICANN）进行管理，某个国家或者组织使用的名称类型。例如：域名DNS服务器说明根域根域名服务器域名系统的最上层。下层的某个DNS服务器无法解析某个域名时，从根域服务器逐层向下找，一定能找到对应的IP地址。顶级域顶级域名服务器由因特网域名与地址管理机构（ICANN）进行管理，某个国家或者组织使用的名称类型。例如：国家顶级域名：.uk：英国.jp：日本.cn：中国。国际顶级域名：.com：企业、.edu：教育机构.gov：政府机构.mil：军事部门.net：网络运行服务机构.org：非盈利性组织二级域权威域名服务器顶级域名之下的域名。在国际顶级域名之下，表示域名注册人在网上的名称，例如：.zte、.163。在国家顶级域名之下，表示注册企业类别的符号，例如：.com、.edu、.gov、.net。子域名（三级域及以上级别域）/隶属于二级域。不需要通过管理域名的机构注册，可以用来表示二级域管理员提供的服务。.www：普通网站.mail：邮箱。

看完这些专业的术语，是不是还有一点迷惑呢？

小编还是用图书馆来“举栗”吧！

根域服务器管理图书馆内中文区、英文区等各个区域。

顶级域服务器管理中文区内的科幻区、历史区等各个区域。

权威域名服务器管理科幻区内所有书架里的书籍。

当我用计算机接入互联网时，因特网业务提供者（ISP，InternetServiceProvider）就会为我这台计算机分配一个本地域名DNS服务器的IP地址。

这个DNS服务器不属于以上结构，却可以把我的DNS请求转发到以上介绍的层次结构中。

在我浏览网页时，我的计算机首先会向本地域名服务器发送DNS请求，如果没有查询到目标IP地址，本地域名服务器就会请求根域服务器迭代查询目标IP地址。

就好比，我要在图书馆借阅一本《流浪地球》。

如果我曾经借阅过，我就会知道这本书在图书馆里的哪个位置，到达图书馆直接找到它，开心地阅读。

如果没有借阅过，我不知道这本书在哪里，到达图书馆后可以通过图书馆里的查询系统依次找到中文区→科幻区→《流浪地球》的位置，最后开心地阅读。根服务器我国到底有没有？

读到这里，聪明的小伙伴可能有疑问了：前面讲到过目前全球有13个根服务器，并且唯一的一个主根服务器在美国。

电影中却有3个根服务器且分布在中日美，这跟现实对照不起来啊！

别急，让小编我细细讲来。

互联网通信离不开IP协议，目前被广泛使用的IP协议是IPv4，作为一个长度为32bit的地址，小编掐指一算，IPv4最多可以有43亿个不同的地址。

IPv4地址看着挺多，但实际上早就在2019年就已经被使用殆尽了，为了解决网络地址资源数量的问题，现在正在推行替代IPv4的下一代IP协议—IPv6。

基于全新技术架构的全球下一代互联网（IPv6）根服务器测试和运营实验项目— “雪人计划”在2015年6月23日正式发布。

“雪人计划”由我国下一代互联网工程中心领衔发起，2017年11月28日，在与现有IPv4根服务器体系架构充分兼容基础上，已在全球完成25台IPv6根服务器架设，IPv6根服务器分布情况参见下表。国家主根服务器辅根服务器中国13美国12日本10印度03法国03德国02俄罗斯01意大利01西班牙01奥地利01智利01南非01澳大利亚01瑞士01荷兰01

巧了么这不是，根据“雪人计划”，3个IPv6主根服务器分别架设在中国、美国、日本，真是科幻电影照进现实啦！

这么看来《流浪地球2》目前是一部科幻片，在未来几十年后全球IPv6网络普及，IPv6根服务器测试和运营实验顺利完成，我们会发现《流浪地球2》其实是记录片，嘻嘻~！“重启互联网”究竟是重启什么？

根据影片里的设定，重启互联网应该是重启类似网络数据中心枢纽，但现实中的互联网是分布式、去中心化的。

要实现两地间网络互通，可以实施的中转方案众多（例如：从北京到广州，不仅可以直接连接，也可以从武汉或者成都中转）。

如果骨干网络中的某一设备坏掉了只影响局部网络，不会出现影片当中影响整个互联网的情况。

而且根服务器只是提供域名解析服务的，是互联网中的一环，不是影片中设定的代表整个互联网，DNS在GPRS网络中的位置如下图所示。

所以现实中可以有“重启根服务器”却没有“重启互联网”这样的说法。敲重点啦！

现实中根服务器是指根域名服务器。

DNS服务器对于终端用户来说就像电话号码本，方便记录联系方式，不用根服务器也可以正常上网。

目前全球有13个IPv4根服务器，其中1个IPv4主根服务器在美国。

未来全球有25台IPv6根服务器，其中3个IPv6主根服务器分别在中国、美国和日本。

好啦，关于《流浪地球2》的一个小小疑问，小编已经搞懂了~