日报标题：一串「0」和「1」是如何在网线里奔跑的？
车小胖，网络主治大夫，专治疑难杂症
这个问题让我仿佛看到自己年轻时候的影子，所以我想郑重地回答这个问题。
时间追溯到 2001 年，做硬件的组长和我一起调试数字地图系统，控制系统与数字地图系统用一根电缆相连接，控制系统负责发送指令，地图系统负责接收指令，并根据指令的具体内容“放大、缩小、Zoom、加载航线、去除航线”等等，做具体的动作。
比如放大的指令代码“0x85”，发出去之后，数字地图就会放大地图，有时放大指令发送了，可地图系统却没有动静，这时就需要排查了，最有效的排查工具就是组长的“示波器”，示波器的探针连在电路板接收、发送引脚，就会清晰地看到波形，组长把波形用二进制写下来：“10000101”，然后对我说，看来你的指令发送出来了，指令是十六进制的“0x85”，看来是地图系统没有处理，接下来进一步排查不表。
看组长娴熟的排查手法，内心充满着很多好奇，整天跟在组长屁股后头，看他怎么解决问题的。那时恰好在学 OSI 参考模型，我就问组长，
第一个问题：组长，为何我的指令数据“0x85”在线路上裸奔，没有一点数据链路层的协议头？
组长说：因为是点对点连接，这边发，对方接，无需华而不实的头部，对方接收到指令之后，只要明白指令的具体含义就 OK！这样实现起来简单明了。
第二个问题：组长，那如果我发送指令数据很快，会不会造成指令信号的重叠，相互干扰？
组长：我们使用的 RS-232 串行接口，默认有一个发送速率，9.6Kbps，两端需要速率匹配才能正常工作，假如这里两端都是 9.6Kbps，如果发送端的程序，比如这里的控制系统想发 15Kbps 的数据，可以把这个 RS-232 接口模块看成一个小蓄水池，一根进水管，流入速率 15Kbps，一根出水管，流出最大速率 9.6Kbps，很显然有 5.4Kbps 的水不能及时排出，留在蓄水池里（硬件缓冲内存），但这个蓄水池很小，总有盛满的时候，如果进水管不停、或者降速，则多余的水会溢出蓄水池！（数据丢弃）
所以控制系统最终能发多快的数据，最终是由硬件的发送速率限制的，硬件在发送数据时，信号与信号之间，是有间隔的，否则接收方无法分辨是一个信号、还是多个信号，既然有间隔，信号在线缆上的传输速率完全相同，所以不会造成信号重叠、干扰！
还要补充一点，发送方硬件即使知道有很多数据在排队发送，但是一秒钟能发多少位的数据是有上限的。
突然想到了高速公路的车流，高速公路入口涌入过多的汽车，高速公路的流速就会显著下降。可信号却不是这样的，只要信号发送到线路上，它的流速是恒定的，接近光速。通俗的话来说，要么不发，要发就是光速，网络的拥堵不是发生在出水管，而是发生在蓄水池！而高速公路因为没有蓄水池，只有依靠降低流速来容纳更多的车辆。
第三个问题：组长，访问美国的网站，数据在线路上，是不是也是 0、1 组成的大段的波形？这些波形之间是否也有间隙？我听到一个新名词：路由器，那路由器如何处理这些波形？使得这些 0、1 波形最终到达终点？
组长：是的，其实互联网上的原理和我们这个系统很相似，用户的数据是以一串的 0、1 二进制波形发送到线路上，这些波形之间是有间隙的，比如我们实验室的以太网上的波形（以太帧），帧与帧之间是有分隔的，这样接收方就可以将两个分隔的帧独立处理。
说到路由器，你最近不是在看网络的书的吗？路由器是用来帮用户 IP 包寻找目的地在哪里的！
比如上文路由器接到一个以太帧，经过路由器网卡处理，路由器就会看到一串 0、1 组成的字符串，如果这个字符串只是指令代码“0x85”，没有其他的了，那路由器如何知道这指令代码“0x85”是去往何处的呢？
这里如果在“0x85”前有地址信息，类似信封上的收件人地址一样的信息，路由器就不会懵逼了，路由器根据收件人地址，查询地址就可以发给更靠近目的地的下一跳路由器了，下一跳也是采用类似的办法，直到最终找到收件人，然后就可以将指令代码“0x85”转交给收件人！
用来容纳收件人地址的就是 IP 头，收件人地址对应的就是目的 IP 地址，那就是如下方式：IP + “0x85”
看出来了没有，有了这个 IP 头，假设目的 IP= “8.8.8.8”，我们就可以将这个指令代码，跨国太平洋光缆发往美国。如果愿意，可以将目的 IP 修改成任何公网 IP 地址，可以将指令代码“0x85”发到互联网世界上的任何一个角落。
而没有这个神奇的 IP 头，我们只能将指令代码“0x85”在两台物理直连的设备之间传输，物理局限性太大。
补充一点，不要忘记，IP 是 Internet Protocol 的缩写，IP 使得互联网成为可能。
车小胖望着组长儒雅而淡然的面孔，内心有一个想法，如果有一天有人问我同样的问题，我会把组长的答案原封不动地分享给他！