DennyM

Как не вдаваясь в сетевые модели и технические подробности объяснить, что представляет из себя интернет? Недавно я столкнулся с подобным вопросом, и вот моя попытка на него ответить.

Исторический экскурс

Интернет можно считать одним из самых удачных примеров общественного блага созданного искусственным путём. Толчком же к его созданию косвенно послужил... запуск советского спутника в 1957 году. Министерство обороны США серьезно восприняло этот вызов и в итоге было создано управление перспективных исследований и разработок - АRРА (Advanced Research Projects Agency).

Важно отметить, что поначалу программное обеспечение вшивалось производителями компьютеров непосредственно в железо, ПК обслуживались операторами, а программисты поставляли свои программы операторам в виде перфокарт.

Сотрудники ARPA создали программное обеспечение для отображения результатов вычислений в графическом виде, фактически они создали операционную систему, позволяющую программистам напрямую общаться с ЭВМ - и это привело к настоящему инновационному взрыву.

Компьютеры стали доступны для куда более широкого широкого круга энтузиастов. В 1974 году появился набор для сборки персонального компьютера "Альтаир", что ещё больше популяризировало компьютеры. А спустя ещё два года юный на тот момент Билл Гейтс опубликовал сердитое письмо, адресованное "компьютерным этузиастам", в котором осуждал их за бесплатное использование интерпретатора Altair BASIC, являющегося частной собственностью его новой компании Microsoft.

В качестве лирического отступления стоит отметить, что в массе своей первопроходцы в сфере компьютерных систем отличались от юного Гейтса и придерживались определенной "хакерской этики", основанной на принципах свободы информации и неограниченного доступа к ЭВМ.

ARPA тем временем засасывало в себя как одиноких энтузиастов, так и крупные технические компании и институты.

Работа в ARPA кипела и в середине шестидесятых годов прошлого века сотрудники приступили к объединению разбросанных по стране вычислительных центров в единую сеть ARPANET, технологии в основе которой и послужили в итоге прекурсором к созданию современного интернета.

Первыми в сеть объединились четыре американских университета: Университет Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA), Калифорнийский университет Санта Барбара (UCSB), Университет Юты и Стэнфордский исследовательский институт (SRI, позже известный, как SRI International):

Связь осуществлялась по телефонным линиям через узлы коммутации пакетов IMP (Interface Message Processor) - специализированные компьютеры, которые можно считать предшественниками современных роутеров. Позже добавились и спутниковые соединения.

К октябрю 1980-го года сеть уже пронизывала всю страну и даже вышла за её пределы, соединившись с Университетским колледжем в Лондоне:

В итоге ARPANET стала "сетью сетей" и носителем основных протоколов и технических решений, лежащих в основе современного интернета.

На этом история развития конечно не заканчивается, но заканчивается краткий экскурс.

Провода, свичи и роутеры

Два устройства проще всего соединить напрямую, понадобится кабель и свободный порт в каждом устройстве.

Но скажем для пяти устройств понадобится уже по четыре порта на каждом устройстве и 10 кабелей:

Здесь на помощь приходит свич (switch) - коммутатор для соединения устройств в рамках обособленной сети. Для соединения четырёх устройств понадобится свич и четыре медных / оптоволоконных кабеля. Для беспроводной связи устройств вместо свича используется точка доступа (access point).

Когда устройство 1 отправляет пакет устройству 3 - пакет идёт на свич, свич смотрит на адрес получателя и направляет пакет на порт, к которому получатель подключен.

В итоге из свичей и кабелей мы получаем локальную сеть (LAN).

Для локальной сети свича достаточно, но как соединить две локальные сети между собой? Здесь на помощь приходит роутер (router). Внутри каждого роутера есть роутинговая таблица (routing table), позволяющая выбрать, куда дальше отправить пакет. Роутер сверяется с таблицей и выбирает подходящий порт для пересылки - этот процесс называется Forwarding. В итоге пакет с устройства идёт на свич, со свича на роутер, с роутера в другую сеть.

Такой тип связи можно масштабировать бесконечно, что в принципе и делают. И теперь уже можно дать определение интернету.

Интернет (INTERconnected NETworks) - сеть сетей.

Ваш домашний компьютер тоже представляет из себя маленькую локальную сеть подключенную к интернету. Разве что дома обычно используется домашний роутер (home router) - комбинация свича и роутера в одном устройстве. Роутер связывает вас с сетью вашего интернет-провайдера (локальный провайдер), роутеры локального провайдера связаны с роутерами регионального провайдера. Региональные провайдеры обеспечивают связь локальных провайдеров (к примеру на уровне городов страны) и все вместе локальные и региональные провайдеры представляют собой сеть на уровне страны. Региональные провайдеры в свою очередь связываются с глобальными провайдерами, обеспечивающими связь между странами.

Если провести аналогию с почтой, то вы отправляете письмо (пакет) адресату (серверу). В письме указан обратный адрес. Почтальон (домашний роутер) несет его в почтовое отделение (роутер). Там его кладут в конверт с обратным адресом отделения и пересылают дальше. Адресат в итоге письмо получает и отправляет вам ответ в обратном порядке:

Мировая паутина

Итак, кругом провода и роутеры. Но как связываются между собой континенты? Снова проводами, в этот раз преимущественно оптоволоконными, пролегающими по дну морей и океанов.

Повреждение одного или нескольких таких кабелей может привести к проблемам с интернетом на целых континентах. Виновниками повреждений чаще всего выступают стихийные бедствия и неосторожные суда, а порой и меркантильные люди. В 2007 году пираты умудрились похитить и сдать в утиль 11 километров подводного кабеля, связывающего Тайланд, Вьетнам и Гонконг.

в 2018 году был поврежден кабель, проложенный из Франции в Южную Африку. В результате 10 стран на двое суток остались без интернета:

А вот структура кабелей на дне Арденского залива, повреждение которых в феврале 2023 года привело к сбоям связи между Европой, Африкой и Азией. Виновниками аварии объявили йеменских хуситов, к немалому удивлению самих хуситов:

Стоит отметить, что это довольно важный участок - по кабелям на дне красного моря проходит порядка 17 процентов мирового траффика.

Принадлежат эти подводные коммуникации в основном государствам и частным IT-гигантам, как Microsoft или Google.

Россия, к примеру, на момент написания данной статьи прокладывает кабель "полярный экспресс", от Мурманской области до Владивостока (в котором автор статьи надеется когда-нибудь побывать):

Непосредственно укладной кабелей занимаются специализированные суда-кабелеукладчики оборудованные подводным плугом для рытья траншей глубиной до нескольких метров. Процесс это не быстрый и может длиться годами.

На этом пока всё.