從一個網路到網路的網路
到目前為止，繞送感覺像是一個單一、整齊的問題。在前一個階段，你看著像 OSPF 與 RIP 這類協定，在一張網路圖上算出最小成本路徑——每台路由器都合作、誠實地分享自己的視野，並且對一個目標有共識：用最省的方式把每個封包送到目的地。這在單一組織內部運作得很漂亮，因為一個組織擁有每一台路由器，能命令它們乖乖配合。但網際網路斷然不是單一個組織。它是由數萬個各自獨立經營的網路鬆散結成的聯邦，這些網路分屬公司、大學、政府與內容供應商，他們彼此並不信任，也不共享單一個目標。
所以網際網路有兩層繞送，不是一層。在每個組織自家的網路內部，先前那個合作式、最小成本的故事仍然成立：那是域內繞送（intra-domain routing），屬於內部閘道協定的地盤。但封包一旦需要從一個組織跨入另一個組織，一個截然不同的遊戲就開始了。牽涉到的這些網路由不同的當事人經營、各有各的利益，沒有人會把自己內部的地圖誠實地公布給競爭對手。這第二層——在獨立網路之間繞送——叫做域間繞送（inter-domain routing），而要理解它，得先從替這些塊本身命名開始。
自治系統：一塊、一個擁有者、一套政策
那些各自獨立經營的塊，每一個都叫做自治系統（AS）。一個自治系統是一群在單一管理控制之下的網路與路由器，對網際網路的其餘部分呈現出一套一致的繞送政策。你家的網路供應商是一個 AS。一所大型大學是一個 AS。Google、Cloudflare、Netflix 各自經營一個或多個。它的定義就藏在名字裡：這個系統是自治的，意思是它自己決定內部繞送怎麼運作，而且關鍵在於——它自己決定要、與不要替誰載運流量。把每個 AS 想成一個主權國家，有自己的內部道路網，也有自己的邊境政策，規定要讓哪些鄰國的卡車過境。
因為網際網路需要明確無歧義地指稱每一個 AS，所以每一個都拿到一個全球唯一的號碼，也就是它的自治系統號碼（ASN）。這些號碼由配發 IP 位址區塊的同一批區域註冊機構發出。最初 ASN 是一個 16 位元的號碼，把全世界封頂在 65,536 個，但就像位址一樣這證明太少了，於是格式被加寬到 32 位元，挪出了數十億的空間。ASN 之於一個網路，就像區碼之於一個地區：一個簡短、官方的標籤，讓其他所有人都能毫無歧義地談論「AS15169」（那一個是 Google 的）。當我們畫出網際網路的結構時，那些點是以 ASN 標示的 AS，而它們之間的線，是商業關係。
為什麼這一層講的是金錢，不是距離
這裡是整個階段裡最大的一個心態轉變。在一個 AS 內部，繞送在最佳化一個數字：挑出總成本最小的那條路徑。在 AS 與 AS 之間，沒有一個共享的成本可以最小化，因為每個 AS 都是一門獨立的生意，而替別人載運流量是要花真金白銀的。所以域間繞送在最佳化的，是完全不同的東西：政策與經濟。一個 AS 問的不是「到這個目的地的最短路徑是哪條？」它問的是「我願意把這段流量透過我哪一個鄰居送出去，而哪條路徑替我賺最多或省最多錢？」最短的那條路徑，常常不是被選中的那條。
那些金錢關係有幾種標準款式。最重要的是供應商—客戶關係：一個較小的 AS 付錢給一個較大的，讓後者替它把流量載往、載回網際網路的其餘部分，這叫做購買中轉（transit）。在一段供應商—客戶關係裡，客戶付錢，而作為回報，供應商承諾代它抵達各處。另一種常見款式是對等互連（peering）：兩個規模大致相當的 AS 同意直接交換彼此客戶之間的流量，通常是免費的，因為這替雙方都省下了為那段流量付錢給供應商。網際網路的整個形狀都從這兩種關係裡掉出來，而下一篇會把那個形狀畫得更細。
BGP：把自治系統黏合起來
如果每個 AS 都把自己的內部地圖保密、只想遵循自己的政策，那它們在邊界上用什麼語言交談？答案是邊界閘道協定（BGP），這個單一的協定撐住了整個網際網路。BGP 是一個 AS 告訴鄰居「這些前綴我到得了，而且這裡是封包要抵達那裡會經過的 AS 序列」的方式。鄰居收下這份資訊，套用自己的政策來決定喜不喜歡它，如果喜歡，就把一個更新過的版本傳給自己的鄰居。讓這套機制在各處運轉，於是一個前綴接一個前綴地，每個 AS 都學會了如何抵達其他每一個。
BGP 是一種路徑向量（path-vector）協定，這個詞值得拆開來看。前一個階段的距離向量協定，宣告的是一個目的地加上一段距離（「X 我到得了，成本 4」）。BGP 改成宣告一個目的地加上沿途整串 AS 的清單（「前綴 X 我經由路徑 AS65010、AS65020、AS65030 到得了」）。那串明列出來的清單——也就是 AS 路徑——一次做了兩件事。它讓一個 AS 能夠藉由檢視一條路線究竟跨越了誰的網路來套用政策；它也立刻防止了迴圈：如果一個 AS 看到自己的 ASN 已經在路徑裡，它就知道接受這條路線會繞成一個圈，於是把它丟掉。不必數到無窮大，不必猜測距離，就只是一份可讀的清單，列出鏈條裡有誰。
A BGP route advertisement, in plain words: Prefix: 203.0.113.0/24 (a block of addresses) AS-PATH: 65030 65020 65010 (read right-to-left: who to traverse) Reading it: "To reach 203.0.113.0/24, send the packet toward me, and it will pass through AS65020, then AS65010, which owns the block." If AS65030 ever sees 65030 already in an AS-PATH it receives, it drops that route -- the path would loop back through itself.
一身兩用的 BGP：邊界之內與跨越邊界
BGP 其實戴著兩頂帽子。當一個 AS 裡的路由器對另一個 AS 裡的路由器講 BGP，那是外部 BGP（eBGP），也就是真正的跨邊界對話，政策與經濟在此施行。但有一個更微妙的問題：一旦一個 AS 從外面學到一條路線，這個 AS 內部的每一台路由器也都需要知道它，否則封包可能抵達一台不知道下一步要往哪送的邊界路由器。所以同一個協定被用第二種方式來跑——內部 BGP（iBGP）——用來在單一 AS 內部的路由器之間搬運那些從外部學來的路線。BGP 標準用一個名字稱呼這兩種款式，但它們之間的政策規則差異很大。
這個區分很重要，因為 iBGP 跟先前那個內部協定做的是不同的工作，而且共存。內部閘道協定（像 OSPF）算出如何讓封包跨越內部道路網、從 AS 的一邊走到另一邊。疊在它上面的 iBGP，散布的是「有哪些外部目的地存在、該從哪個邊界出去」這項知識。所以封包在一個 AS 內部的旅程是：iBGP 告訴入口路由器「這個前綴的出口是邊界路由器 B」，而內部協定算出抵達邊界路由器 B 真正逐跳的路徑。兩個協定，兩個問題：iBGP 回答「我該從哪扇門離開？」內部協定回答「我怎麼走到那扇門？」
一條路線如何被選中，以及 BGP 為何脆弱
一個 AS 常常會聽到好幾條通往同一個前綴的不同 BGP 路線，每個鄰居一條，而它必須挑一條。它把這些路線跑過一份固定的屬性排序，而這個順序揭露了優先次序。第一個、也最有力的是本地偏好（local preference）：一個 AS 純粹基於自己的政策理由設定的數字，通常用來偏好較便宜的出口（讓流量先走免費的對等互連連結，再走付費的供應商連結）。只有當本地偏好打平時，才退回去比較最短的 AS 路徑長度——這是 BGP 最接近在乎距離的時候，而它數的是 AS 跳數，不是英里或毫秒。在清單裡更低的位置，坐著 MED（多出口判別值），那是一個鄰居可以送來的提示，用來把你推向它某一個入口點而非另一個。
現在把整幅畫面拼起來。那些跑完整 BGP、對網際網路上每一個目的地都備有一條路線、完全不持有任何預設路由的路由器，住在所謂的無預設區（default-free zone）裡。一台位於無預設區的路由器不能聳聳肩說「我不知道，往上游送」；它必須真的知道一條通往現存每一個前綴的路徑。今天那大約是一百萬個前綴，一張逐年成長的表，而要讓它在全球各地保持一致，是一場在彼此不信任的當事人之間持續進行、極其微妙的協商。
那場協商正是 BGP 之所以以脆弱著稱的原因，本階段最後一篇會把這個主題完整探討。有三種失敗形狀反覆出現。一條不穩定的連結可能造成路由抖動（route flapping），一個前綴被宣告、被撤回，一再反覆，而每一次變動都向外擴散，逼得全球的路由器重新計算。一個設定錯誤或一個攻擊者可能造成劫持（hijack），一個 AS 宣告一個根本不屬於它宣告的前綴，把全世界的流量拉向自己。而當一個 AS 不小心把它本來只該自己用的路線重新宣告出去、接下了一段它從未答應提供的中轉時，就發生了洩漏（leak）。統合起來的教訓令人清醒：傳統的 BGP 大致上信任鄰居告訴它的話，所以單一一則壞掉的宣告，就能擾亂遠方的流量。把網際網路黏合在一起的那層膠水，反過來說，大部分是靠善意撐著的。