Как интернет действительно работает?

Question

Я видел много информации о протоколах / уровнях TCP / IP, DNS, LAN, VPN, схемах NAT, SSL / TLS / и т.д. И т. П., Которые, я бы сказал, более "ориентированы на пользователя" аспекты работы интернета. Но, как я ни стараюсь, трудно понять, как на самом деле работает Интернет (его "внутренние" части и т.д.).

Несколько примеров вопросов, чтобы показать, что я имею в виду под этим ...

• Когда я отправляю сообщение на компьютер через Интернет, где (в каких местах / организациях и где физически) проходит сообщение, пока оно не достигнет пункта назначения?
• Зачем мне нужен интернет у провайдера? Почему я не могу просто подключиться к интернету?
• Что составляет "основу", основное ядро Интернета, и как это работает? Может быть, это секрет?

Так...

1) Как на самом деле работает интернет; что заставляет его "вращаться"?

2) Можно ли найти более полезную информацию об этих вещах в Интернете, и если да, какие есть хорошие ресурсы для этого?

Answer 1

Интернет - это сеть сетей.

Допустим, у вас есть сеть из 10 систем, каждая с IP-адресом, а у Тома была сеть, а у Алисы была сеть. Вам понадобится отдельное соединение с Томом и Алисой, чтобы поговорить с обоими, и связанные с этим расходы.

Теперь предположим, что Том связан с Алисой, а вы - с Томом, а Том позволяет вам подключиться к Алисе через него - это пиринг.

Представьте, что вам нужно подключиться к сотне разных людей по отдельности. У вас не может быть межконтинентальных сетей точка-точка, поэтому у вас есть серия соединений с очень высокой пропускной способностью, которые очень дороги в обслуживании. Теоретически вы могли бы подключиться к основной магистрали или запустить свою собственную, но дешевле купить ее у реселлера, т.е. ISP. У интернет-провайдера также есть пиринговые соглашения (поэтому вам не нужно отдельно заключать соглашения с Томом, Алисой, Али, Иваном, Рави, Вандой ...).

Интернет работает, поскольку он связывает воедино эти разнообразные, совершенно отключенные сети. Практически каждая «сеть» - это AS, представляющий собой совокупность сетей.

Теперь, когда мы получили обзор, вы можете проследить маршрут, по которому вы идете на сервер с помощью tracert в Windows и traceroute в Linux. Каждый маршрут будет иметь прыжки внутри провайдера, до более крупного провайдера и до вашего конечного местоположения

geek@tamandua:~/pystatgrab-0.5/glances-1.1.3$ traceroute www.superuser.com
traceroute to www.superuser.com (64.34.119.12), 30 hops max, 60 byte packets
 1  menu (192.168.1.254)  7.264 ms  7.224 ms  7.192 ms
 2  bb219-74-xxx-x.singnet.com.sg (219.74.xxx.x)  17.088 ms  18.808 ms  20.773 ms
 3  202.166.xxx.xx (202.166.xxx.xxx)  22.701 ms  24.651 ms  26.585 ms
 4  xe-0-0-0-3000.qt-ar04.singnet.com.sg (202.166.121.129)  28.496 ms  30.633 ms  32.386 ms
 5  xe-8-3-0-0.qt-cr02.singnet.com.sg (202.166.126.209)  34.427 ms  36.272 ms  38.153 ms
 6  ae6-0.singha.singnet.com.sg (202.166.120.186)  40.136 ms  13.885 ms  13.848 ms
 7  ae5-0.beck.singnet.com.sg (202.166.126.41)  15.732 ms  12.018 ms  13.772 ms
 8  203.208.190.57 (203.208.190.57)  17.938 ms  17.923 ms  19.544 ms
 9  ge-1-0-0-0.sngc3-dr1.ix.singtel.com (203.208.173.134)  21.731 ms 203.208.171.213 (203.208.171.213)  23.515 ms 203.208.171.217 (203.208.171.217)  27.320 ms
10  ge-1-1-3-0.sngtp-dr2.ix.singtel.com (203.208.152.21)  29.300 ms  29.313 ms 203.208.171.197 (203.208.171.197)  31.083 ms
11  so-3-0-0-0.laxow-cr1.ix.singtel.com (203.208.151.222)  212.783 ms so-2-0-0-0.laxow-cr1.ix.singtel.com (203.208.151.86)  226.137 ms  202.607 ms
12  203.208.153.142 (203.208.153.142)  204.518 ms  208.651 ms ge-7-0-0-0.laxow-dr2.ix.singtel.com (203.208.183.158)  209.639 ms
13  peer1.com.any2ix.coresite.com (206.223.143.79)  197.931 ms  199.860 ms  213.576 ms
14  10ge.ten1-1.la-600w-cor-2.peer1.net (216.187.88.146)  203.925 ms  219.400 ms  221.328 ms
15  10ge-ten1-2.dal-eqx-cor-1.peer1.net (216.187.124.122)  266.703 ms  266.687 ms  268.531 ms
16  10ge-ten1-1.dal-eqx-cor-2.peer1.net (216.187.124.134)  282.273 ms  247.504 ms  249.410 ms
17  10ge-ten2-1.atl-telx-cor-1.peer1.net (216.187.124.118)  251.279 ms  253.250 ms  255.212 ms
18  10ge-ten1-1.atl-101mar-cor-1.peer1.net (216.187.120.226)  246.224 ms  262.020 ms  252.336 ms
19  10ge.xe-1-0-0.wdc-eqx-dis-1.peer1.net (216.187.115.37)  281.690 ms  269.931 ms  285.666 ms
20  10ge.ten1-2.wdc-sp2-cor-1.peer1.net (216.187.115.234)  287.404 ms  289.290 ms  291.204 ms
21  216.187.120.254 (216.187.120.254)  293.154 ms  295.091 ms  263.393 ms
22  10ge.xe-2-0-0.nyc-telx-dis-1.peer1.net (216.187.115.221)  265.291 ms  267.265 ms  282.774 ms
23  10ge.xe-0-0-0.nyc-telx-dis-2.peer1.net (216.187.115.182)  278.996 ms  267.974 ms  271.307 ms
24  oc48-po3-0.nyc-75bre-dis-1.peer1.net (216.187.115.134)  273.482 ms  275.482 ms  277.317 ms
25  gwny01.stackoverflow.com (64.34.41.58)  292.767 ms  294.730 ms  296.702 ms

В данном случае я получаю четыре прыжка от местной биржи singtel (XE), девять переходов к маршрутизаторам singtel, названным в честь пива, 11 переходов к их обмену LA (laxow), переданным одноранговым узлом 1 в LA через одноранговый узел 1 в Нью-Йорке. Наконец, провайдер в прыжке 25 может передавать наш трафик на серверы Stack Overflow. Наш трафик с Stack Overflow, в данном случае, проходит через 25 подключенных сетей, пока не попадет на серверы Stack Overflow.

Singtel - это AS для наших целей, как и peer 1.

Эти маршруты определяются BGP между сетями (чтобы я мог подключиться от сингтела к одноранговому узлу 1 LA) и IRP внутри AS.

Гипотетически вы МОЖЕТЕ запустить свой собственный AS, заключить собственные пиринговые соглашения и так далее, но это будет очень дорого

Answer 2

Вот мнение очень высокого уровня.

Интернет - это, по сути, всемирная группа сетевых компьютеров, для облегчения огромного объема трафика, передаваемого через эти сети, правительства и частные компании прокладывают огромные кабели между странами, эти основные кабели являются «основой» Интернета. Изредка корабль может тянуть якорь над одним из них и повредить или, возможно, даже сломать его, если это произойдет, это может привести к серьезным сбоям в конкретной стране.

Чтобы подключиться к этой магистрали, вам нужно заплатить плату владельцу кабеля, и вам нужно оборудование, это крупные расходы, порядка сотен тысяч, если не миллионов долларов, если у вас лично были деньги, вы мог подключиться без интернет-провайдера. Большинство людей считают более выгодным платить небольшую ежемесячную плату, хотя.

Всякий раз, когда вы отправляете информацию через Интернет, у информации есть пункт назначения, например, URL. Сетевое оборудование считает, что очень трудно направить сообщение (разбитое на «пакеты») на текстовый адрес, поэтому сетевое оборудование, называемое маршрутизаторами, хранит внутренние списки URL-адресов, соответствующие нумерованным адресам, например IP-адрес, например: 203.35.57.110. Это называется DNS (система доменных имен), существуют различные уровни DNS-серверов, и если DNS-сервер не может найти IP в своем собственном DNS, он запрашивает своего «родителя».

Эти адреса обычно делятся на диапазоны по странам, например, 203.xxx - это Австралия. Не все сети знают каждый IP-адрес, они знают только очень маленький список адресов, достаточный для направления любого пакета, который попадает на их пути.

Пример: вы хотите открыть домашнюю страницу суперпользователя.

1. Вы вводите superuser.com в свой браузер и нажимаете ввод.
2. Ваш компьютер просматривает внутренний DNS для superuser.com и преобразует его в IP-адрес, если он не находит его в своем DNS, он запрашивает DNS у вашего интернет-провайдера и так далее, пока не получит IP (64.34.119.12).
3. Ваш компьютер просит маршрутизатор вашего Интернет-провайдера отправить пакеты запроса на 64.34.119.12
4. Маршрутизатор вашего интернет-провайдера просматривает таблицы маршрутизации, чтобы увидеть, куда он должен отправить ваш запрос, он видит, что 64.xxx находится за пределами своей локальной сети, и поэтому он не может отправить его напрямую, поэтому он отправляет запрос маршрутизатору более высокого уровня.
5. Это продолжается и продолжается до тех пор, пока пакет не достигнет маршрутизатора, который знает, что этот IP-адрес находится где-то в США, поэтому он затем отправляет пакет на ближайший маршрутизатор в США, о котором он знает.
6. Маршрутизатор США видит, что следующий номер в IP-адресе - 34, и если он знает, что это где-то на восточном побережье, значит, он отправляет его в этом направлении.
7. Где-то вниз по линии маршрутизатор видит, что IP-адрес выделен конкретному провайдеру, поэтому он отправляет его этому провайдеру.
8. Маршрутизатор в ISP видит, что IP-адрес является его собственным, и точно знает, на какую машину его отправлять.
9. Принимающая машина получает запрос и видит, что вы запросили домашнюю страницу, поэтому собирает данные и отправляет их вам.
10. Процесс начинается заново.

Все это происходит в считанные миллисекунды.

Это просто упрощенный общий обзор, IP-адреса могут быть распределены по-разному, очень крупная компания или военная организация могут владеть всеми 125.xxx.xxx.xxx, но небольшая страна может быть распределена только 275.24.xxx.xxx.