手機上網刷視頻的工作原理

你現在刷到的這條短視頻,其實就存儲在服務商的數據中心,更具體的說它是存儲在數據中心內的固態硬盤中,固態硬盤位於服務器內,在我們刷視頻時,服務器就能響應我們的請求,將短視頻傳送出去,有個問題,視頻到底是怎麼傳送到我們手機或電腦的呢,解決這個問題有一個簡單的辦法,那就是使用衛星,視頻數據通過數據中心發送到衛星,然後衛星再將數據轉發到我們的手機, 但是這種傳輸方式有個很大的問題,衛星到赤道的距離爲3.5萬公里,來回的數據傳輸超過7萬公里,這會造成非常大的數據延遲, 如果使用衛星不行,那又該怎麼解決呢,答案就是使用光纖,這些光纖網絡通過陸地和海洋遍佈全球,從而實現全球互聯, 你的手機可以通過蜂窩數據或者WiFi路由器連接到互聯網,但最終背後還是連接到光纖電纜網絡,光纖電纜由數千根纖維樹組成,每根纖維樹的直徑和人的頭髮絲一樣細,光纖以光爲載體來傳遞信息,這也決定了光纖的傳輸速度會非常快, 我們現在來看一個實驗,這是一個三角形棱鏡,當光穿過棱鏡時,會發生光的折射,現在我們通過摻雜,來實時的提高玻璃的折射率,隨着摻雜越來越多,光纖會不斷的向棱鏡表面靠近,當所有雜質都射進去後,光會突然以純反射的形式返回到棱鏡裏面,這種現象被稱爲全內反射,而光纖就是根據全內反射來傳輸光信號的,光纖的內部是一根高折射率的圓柱形玻璃, 外部是一根低折射率的玻璃包裹,當光以高於臨界角的角度射入時,就會發生全內反射,最後外部再加上一層保護層,這樣一來,光就能實現遠距離傳輸了,但是這個距離也不是無限遠,超過100公里後,由於各種損耗,光信號就會發生衰減, 所以在光信號傳輸一定距離後,就需要通過放大器對光信號進行增強,然後再繼續進行光信號傳輸,問題是這些光信號,是如何在茫茫人海中找到我們的手機或電腦的呢?這就要說到一個重要概念,那就是IP地址,無論是服務器,計算機或者手機,它們都有一個IP地址作爲唯一標識,IP地址類似於你的家庭地址,有了這個地址,任何信息都可以準確地郵寄到家,你可以很容易在你的電腦, 或者手機上查看到設備的IP地址,另外我們刷短視頻的服務器也有一個IP地址,通過這個IP地址你可以訪問任何你有權限訪問的信息,但是由於IP地址不好記憶,所以這就需要用到另外一個東西,那就是域名,域名便於記憶,並與IP地址是相對應的,所以我們在訪問網站時都是使用域名,問題是通過域名,是怎麼找到對應服務器IP的呢? 這就又要用到一個新東西,那就是DNS,DNS相當於我們的電話本,通過域名就能查找到對應的IP,互聯網的服務提供商,會管理這個DNS服務器,當手機或者電腦訪問域名時,短視頻的APP或者瀏覽器會向DNS服務器發送請求,獲取對應的IP地址後,瀏覽器或者APP會將請求轉發到對應數據中心的服務器, 一旦服務器收到數據請求,就會將你刷到的視頻轉化爲0和1的二進制數據,這些二進制數據接着又會被分成不同的數據包,每個數據包包括序列號,服務器和手機的IP地址等信息,然後這些視頻數據就會通過光纖進行傳送,每個數據包都能獨立地選擇可用的最佳路由, 如果你是通過手機的蜂窩網絡進行聯網,那麼數據包會先發送到信號塔,然後信號塔以電磁波的形式發送到你的手機,最終一個完整的短視頻就呈現在你的手機上了,如果你的手機或者電腦是通過WiFi聯網的,那麼數據會通過光纖直接傳輸到你家的路由器,路由器將這些光信號轉換成電信號,手機或者電腦在連上WiFi後,你就能愉快地刷上短視頻了。