Печать страницы - Как устроен Internet

Навеяно вот этой темой
http://jumpgate-evolution.ru/forum/index.php?topic=239.0
А также по просьбе кой кого ;)

Так и быть, попытаюсь на пальцах обьяснить как работает Интернет :)
Надеюсь это покажется кому то интересным, а возможно даже полезным.
По скольку мой рассказ ориентирован на старшеклассников и первокурсников гуманитарных ВУЗов, прошу академический состав нашего коммунити простить мне "киноляпы", которые я непременно буду вынужден допустить.
Я делаю это сознательно, для упрощения понимания сути :)

Итак. Сферический конь в вакууме... Не, не то, стоп. А то как то уж больно из за куста получается :)
Cупер-пупер-мега-сервер. Во! это ближе ;D
Вобщем устанавливаем сервер на северном полюсе, подключаем к нему двух клиентов. Одни из которых находится в Мурманске, а второй в Антарктиде. Подключение клиента к серверу осуществляем одним куском чудо-кабеля, который благодаря подпитке святым духом не имеет ни потерь, ни затуханий, ни помех. Кабель прокладываем по поверхности земли, причём строго по ровной линии. Ура! заработало! :)

Теперь о том, что есть пинг.
Пинг есть время за которое "сигнал" проходит от клиента к серверу, обрабатывается там и возвращается назад к клиенту.
Набираем ping супер-пупер-мега-сервер, и чешем репу в недоумении...
Почему то в Мурманске у нас пинг 13ms, а в Антарктиде больше 130ms.
Вроди и сервер мега-пупер, и кабель чудо, а пинг разный.

А дело вот в чём. Не то чтобы уж очень, но всёж таки давно, жил был пацан один. Альбертом его звали. Странным он был, коноплю не курил, дискоклубы не посещал, падонкаффскога языка не знал и тд. Ботаник вобщем.
И вот вечно ему на месте не сиделось, была у Альберта тяга странная. Хлебом его не корми, а только дай теории всякие по толкать, да законы разные по открывать...
Ну и наоткрывал он их хучу туеву. А народец то вокруг тёмным был, взял с дуру, да и согласился, что мол классно чешет Альберт, так и быть согласны с его теорией. А то уж больно голову он грузит. И записали всё в талмуды, и стали по ним жить. И были счастливы, во всяком случае пока ездили на конях, летали строго с веху в низ, почту передавали голубями, а звонили исключительно в рельсу.
Эх, и не знали мужики тогда, что из за легкомыслия их, мы теперь без сервера рискуем остаться... :)

Итак. Благодаря Энштейну и не подумавшим мужикам, мы теперь загнаны в жесткие рамки. А именно, никакой сигнал, ни в какой среде (будь то радиоэфир, металлический проводник, или оптоволокно) не может распространятся со скоростью превосходящей 299 792 458 м/с.
Для упрощения расчётов берём 300000 км/с
Расстояние от полюса до Мурманска, если не ошибаюсь около 2500км. Опять же упростим, будем считать что 2000км. От полюса до Антарктиды 20000км.
Считаем Мурманск. 2000/300000*2=0,013 (13 милисекунд)
Считаем Антарктиду. 20000/300000*2=0,133 (133 милисекунды)
Вопросы? Предложения?

Но то так по чудо-кабелю, и без учёта времени которое необходимо серверу для того что бы обработать запрос и ответить. В реальности же всё несколько печальней.
Вот мы и подошли к тому, чтобы узнать, что из себя представляет и как работает интернет.

Вобщем я обещал на пальцах, значит на пальцах и продолжу.
Если провести определённые аналогии то можно сказать, что интернет имеет пенную структуру. Что бы это представить, налейте немного шампуни в ванну с водой и хорошенько размешайте, чтобы получить неоднородную пену. В результате мы видим перед собой мыльные пузыри разных размеров, которые касаются друг друга. Если посмотреть внимательно то можно заметить, что каждый из пузырей имеет не одинаковое количество "соседей". Некоторые из них могут иметь связь с десятком, а то и сотней соседей, а некоторые прикасаются всего к какому то одному. Также можно заметить, что некоторые пузыри постепенно меняются в размерах. Одни увеличиваются, другие уменьшаются, теряют связь с кемто из своих соседей и обретают новые связи. Некоторые лопаются, а освободившееся место тут же занимают другие пузыри... Вобщем думаю, пену все видели.

Теперь о том, какое отношение всё это имеет к интернет.
Пузырь это AS (Автономная Система)
AS могут быть очень маленькими. В принципе для содержания простейшей Автономной Системы достаточно одного компьютера и одного канала связи с какой то, хотя бы одной AS. Также, Автономные Системы могут быть очень большими и сложными, имеющими в своём состава десятки, а то и сотни маршрутизаторов, и прочих ресурсов. А также огромное количество каналов связи со своими "соседями".
Суть всего этого сводится к тому, что также как пена состоит из пузырей, Интернет состоит из AS. И пока Автономная Система имеет связь с хотябы одной "соседкой", то пользователь подключеный к ней, может получить доступ к ресурсам, входящим в состав абсолютно любой другой Автономки, входящей в состав Интернет.
На сегодняшний день интернет состоит из порядка 50000 AS.

Теперь о том, как собственно пользователь этот доступ получает.
Мы помним, что пена не постоянна. Одни пузыри "ростут", другие лопаются, а связи между пузырями тоже не постоянны и тд.
Соответстенно для того, чтобы сигнал прошел из одной части ванны в другую, нужна цепочка пузырей, через которые этот сигнал достигнет цели. Это и есть маршрут. Но по скольку пена не статична, то и статических маршрутов в интернете практически не бывает. Соответственно маршрутизация между AS динамическая. Обслуживается она по средствам набора сетевых протоколов, основопологающим из которых является BGP (Бордер Гэтвэй Протокол). Хотя, наверное это я уже лишнее говорю.
Вобщем суть сводится к тому, что роутер(ы) Входящие в состав Автономки не знают где находится mail.ru. Они знают только то, кто из их соседей имеет возможность передать туда сигнал, и еще довольно много других данных. На основании которых происходит выбор, кому же из соседей этот сигнал отдать, для дальнейшей пересылки.
Маршруты эти в разный момент времени могут быть разными. Даже более того, сигнал от пользователя к серверу может идти по одному маршруту, а возвращаться совсем по другому.
На практике от Москвы до Ньюйорка около двадцати таких "пузырей-посредников". И естественно расположены они не строго по прямой линии. При таких условиях, не то что 20000км, а все 40000 намотать не проблема. А если "повезёт" то сигнал может пару раз вокруг земли обойти прежде чем достигнуть цели. Так что как не крути, а из Москвы в Ньюйорк пинга 10 не бывает, и быть не может :)
Фуух. Ну как, понятно обьяснил? :)

________________________________________________
Немного о размере пакетов и потерях информации. Вы вроде это тоже затрагивали.
Вообще, понятие пакет и его размер несколько растяжимое. Поскольку как минимум может относится к физическому, транспортному или логическому уровням, работы сети. И это разные пакеты, а их размеры разными мерами меряются :)
Но подозреваю, что на той лекции, которую проспал наш глубокоуважаемый и горячолюбимый Muteki, речь шла о MTU :)
Суть сводится к следующему. Информация передается пачками. После каждой пачки предаётся контрольная сумма. "Приёмник" получает пачку информации и высчитывает её контрольную сумму. Если результат его вычислений совпадает с той которую сообщил ему "передатчик" то информация считается принятой и "приемник" просит следующую пачку.
Если же во время передачи происходит сбой, и контрольные суммы не совпали, то пачка считается испорченной. И в этом случае приёмник просит чтобы передатчик послал эту же пачку еще раз.

Теоретически, чем больше размер этой пачки, тем больше передаётся полезной для получателя информации, и меньше системного "хлама".
Но вот беда, если такая пачка портится то её приходится целеком передавать заново. Соответственно, чем меньше размер пачки, тем меньше времени занимает ее ресент, но тем больше приходится передавать системной информации.
Вобщем на хороших линиях выгодней использовать большой размер MTU, a на плохих более рациональным оказывается маленький. Вот и вся наука в принципе :)

Jumpgate Evolution

Прочее => Свободное общение => Тема начата: Jon от 27 Июня 2009, 04:23:42