Откуда интернет у провайдеров?
Таким вопросом меня озадачил одногруппник на третьем курсе колледжа. А самое печальное — то, что я не смог ответить. Конечно, я знал, что наши провайдеры покупают трафик или арендуют канал у более крупных провайдеров, вполне чётко представлял, что эти более крупные провайдеры объединяют свои сети в одну при помощи маршрутизаторов, знал, что по дну каждого из океанов проложены десятки кабелей, но полного описания того, как всё это работает вместе, я дать не мог. А теперь могу. Теперь я даже могу сказать, что Интернет — это абстрактное понятие и в действительности, как такового, Интернета не существует.
Начнём с предельно простой модели, после чего приблизим её к реальности. Статья написана для непрофессионалов с целью дать общее понимание того, как это работает, без технических подробностей.
Часть 1. Предельно простая модель
Допустим, мы с соседями по подъезду решили скинуться и соединить свои компьютеры в сеть, чтобы вместе играть в Counter-Strike и обмениваться файлами (в начале 2000-х было модно так делать). Мы присоединили свои компьютеры кабелями к одному общему специальному устройству — коммутатору. В соседнем подъезде ребята тоже решили так сделать. И во всех подъездах каждого дома любого города любой страны люди делали то же самое. В каждом подъезде был свой коммутатор и своя сеть из компьютеров, соединённых с этим коммутатором.
Потом нам всем захотелось обмениваться файлами с друзьями из другого подъезда. Для этого мы скинулись всем домом, купили общий коммутатор и присоединили кабелем коммутатор в каждом подъезде к одному на весь дом общему коммутатору. Точно так же поступили в других домах. Потом мы объединили дома, мы объединили города, объединили страны, объединили континенты и получилась всемирная компьютерная сеть, где каждый может связаться с каждым. Хотели как лучше, а получился Интернет.
В итоге всё выглядит примерно так:
Эта красота — полная карта интернета по состоянию на дремучий 2003 год. Взята с сайта http://opte.org/maps/.
Маленькие звёздочки, соединённые друг с другом во всё более крупные звёздочки.
Вроде бы, всё примерно так и было, но сразу возникают вопросы:
•Где в интернете находятся сайты и что они из себя представляют?
•Почему надо платить за интернет, если сеть общая?
•Где находится главный коммутатор этого •Интернета, через который соединены между собой все страны и континенты?
•Можно ли уничтожить Интернет, выключив этот центральный сервер?
Сейчас я отвечу на эти вопросы, представив чуть более сложную модель.
Часть 2. Модель посложнее
Конечно, если бы всё было так просто, то при разрыве одного провода между Россией и Главным Коммутатором вся наша страна разом осталась бы без Интернета. При поломке этого Главного Коммутатора все страны бы вновь оказались изолированы друг от друга. Такая схема уязвима для диверсий, стихийных бедствий, сбоев и кривых рук. На самом деле всё немного сложнее. Разберём всё по пунктам.
Почему за интернет надо платить?
Нет такой компании, которая единолично владела бы Интернетом. Центрального узла в сети Интернет нет, но Интернет — это не общая сеть. Каждый коммутатор, каждый маршрутизатор на пути от вашего компьютера до картинок с котятами кому-нибудь принадлежит. Кто-то их обслуживает, следит за работоспособностью, настраивает, ремонтирует, меняет. Эти люди называются провайдерами. Вы платите им не за воздух, а за то, чтобы они поддерживали в работоспособном состоянии линии связи, устраняли неисправности, а также платили магистральным провайдерам за то, чтобы те, в свою очередь, предоставили доступ в интернет им, чтобы они предоставили его вам. А у кого берут интернет магистральные провайдеры?
Где находится центр Интернета? Как выключить интернет?
Центрального узла нет, одного рубильника для его выключения — тоже нет. Их 11. Я не шучу. Только не рубильников, а компаний. Существует всего 11 компаний-провайдеров первого уровня, которые по взаимной договорённости пользуются услугами друг друга бесплатно, а провайдерам второго уровня (магистральным провайдерам) за деньги предоставляют возможность подключиться к своей сети, тем самым получив доступ к сетям других провайдеров, пользующимся услугами других провайдеров первого уровня. Все эти провайдеры поддерживают примерно одинаковый уровень цен, а если одна из них начнёт демпинговать или как-нибудь мешать работать другим, то остальные десять откажут ей в бесплатном предоставлении своих каналов.
А ещё этим 11 провайдерам принадлежит большинство трансконтинентальных линий связи.
Очень интересную карту можно посмотреть здесь.
Где находятся сайты и что это вообще такое?
Сайт по сути дела — это хитрым образом размеченная информация, расположенная на специально настроенных компьютерах, которые в сущности ничем не отличаются от вашего.
Как это происходит:
1. вы пишете в адресной строке livejournal.com и нажимаете Enter;
2. ваш компьютер через сложную схему коммутаторов и маршрутизаторов обращается к DNS-серверу, чтобы узнать у него, какой IP-адрес соответствует адресу livejournal.com;
3. ваш компьютер обращается к серверу ЖЖ по IP-адресу, который DNS-сервер дал в ответ на ваш запрос;
4.сервер ЖЖ в ответ на обращение к себе генерирует и отправляет вашему компьютеру веб-страницу в виде HTML-кода.
