Как работает Интернет? Что такое Интернет? Как устроен Интернет.

Давайте, в общих чертах, разберемся, как работает сеть Интернет.

Все компьютеры в сети Интернет грубо можно поделить на две группы – серверы и клиенты.

Серверы - это мощные, надежные компьютеры, работающие круглосуточно. Они постоянно подключены Интернету, способны хранить и пересылать информацию по запросу других компьютеров, отвечая при этом на десятки и сотни запросов одновременно.

Клиенты - это те персональные компьютеры пользователей Интернета, на которых можно составлять и посылать запросы к серверам, получать и отображать информацию. Часто такой компьютер не соединен с Интернетом постоянно, а подключается по мере необходимости.

Для подключения к Интернету мы обращаемся к услугам специальных организаций - провайдеров услуг Интернета.

Интернет-провайдер – это организация, предоставляющая доступ к сети Интернет через свой Интернет-сервер. Компьютеры пользователей (клиенты) соединяются с сервером провайдера по телефонным линиям, выделенному каналу или беспроводной сети. В свою очередь, серверы провайдера соединены с Интернетом постоянными высокоскоростными линиями связи.

На компьютерах пользователей Интернет стоит соответствующее программное обеспечение, например браузер, которое, составляет и посылает запрос серверу, затем получает и отображает информацию на экране монитора. На сервере, В свою очередь, установлено свое программное обеспечение, которое хранит информацию и отвечает на запросы программного обеспечения клиента.

А теперь представьте, что различные пользователи имеют разные типы компьютеров, в которых установлены различные операционные системы (Windows, Vista и пр.), разные браузеры (Opera, Internet Explorer, Mozilla Firefox). На различных серверах, также установлены различные типы компьютеров и различное серверное программное обеспечение. Для того, чтобы программы, написанные разными авторами для разного типа компьютеров, с разными операционными системами, могли корректно взаимодействовать между собой, были придуманы специальные правила – Протоколы . Можно сказать, что протоколы помогают компьютерам обмениваться информацией.

Для каждой службы Интернета существует свой прикладной протокол. Например, если вы хотите отправить электронную почту, то на вашем компьютере должна быть установлена необходимая для этого программа, а на сервере имеется своя программа, соответствующая вашей программе и свой протокол прикладного уровня , обеспечивающий взаимодействие программы-клиента с сервером.

Таким образом, для использования какой-либо из служб Интернета нам нужны:

• Компьютер
• Программа-клиент, установленная на нашем компьютере, и способная работать по протоколу избранной службы
• Адрес сервера, на котором установлена программа-сервер.

Для облегчения понимания, изложенной выше информации, предположим, что русский Иван решил пообщаться с американцем Билом. Для этого Ивану необходимо знать английский язык. И не просто знать английские слова, но и уметь расставить их в нужном порядке, в соответствии с правилами (протоколами), только тогда Бил сможет понять Ваню.

Осталось, только выяснить, а как же Ваня найдет Била, чтобы пообщаться с ним? Элементарно – Ваня знает номер сотового телефона Била.

По такому же принципу находят друг друга миллионы компьютеров в Интернете. Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет свой уникальный IP – адрес (Internet Protocol Address), который представляет собой последовательность четырех чисел, разделенных точками, например 195.5.46.34. Каждое число может лежать в диапазоне от 0 до 255. IP-адрес для компьютера, как для нас номер сотового телефона. По нему можно найти компьютер в любом уголке мира.

Далее возникает следующий вопрос – если все веб-сайты, веб-страницы, блоги и пр. являются частью всемирной базы данных WWW, то где и на каких полках все это лежит? И как до всего этого добирается наш компьютер?

Как правило, сайты размещаются на Интернет-серверах, потому что именно на серверах имеется обширное дисковое пространство, необходимое программное обеспечение и при этом, возможность отвечать на десятки и сотни запросов одновременно. Для того, чтобы разместить сайт в Интернете, а точнее во всемирной паутине WWW, необходимо обратиться к хост-провайдеру.

Хост-провайдер – это организация, которая предоставляет услуги хостинга, т.е. предоставляет дисковое пространство на Интернет-сервере (Хостинге), для размещения вашего сайта в сети Интернет. Запомните, что хостинг это не процесс публикации сайта, а только аренда дискового пространства.

С английского «хост» переводится, как главный компьютер или хозяин постоялого двора. Так вот, на этот постоялый двор и сваливают сайты. Таких постоялых дворов в сети тысячи.

Итак, чтобы найти какой-либо сайт во всемирной паутине, надо знать IP-адрес, того сервера, где размещен сайт. Если для компьютера, запомнить несколько десятков IP-адресов в виде набора цифр, не составит труда, то человеку это сделать гораздо сложнее.

Для облегчения работы была придумана Система доменных имен (DNS – Domain Name System). Эта альтернативная система адресации, более понятна человеку, т.к. компьютерам присваивается не только IP-адрес, но и символьное имя или доменное имя . Доменное имя состоит из цепочки символов, разделенных между собой точкой.

Как бы, не были удобны для пользователя доменные имена, но работа всех компьютеров построена на цифровых адресах, поэтому для обеспечения связи между человеком и машиной была создана служба DNS -серверов .

DNS-сервер - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой IP-адрес и наоборот. Каждый раз, когда вы набираете доменное имя в браузере, служба DNS вычисляет, какому IP-адресу соответствует это имя и какой именно ресурс нужно вам предоставить.

Пожалуй, DNS-сервер можно сравнить с адресной книгой в нашем сотовом телефоне. Мы физически не можем запомнить все номера, нужных нам сотовых телефонов, поэтому каждый номер записываем в телефонной книге под уникальным именем. Чтобы позвонить, находим нужное нам имя, а телефон сам разбирается, какой номер набирать, так же как DNS-сервер.

Если с адресами серверов, более или менее все понятно, то, как же находятся и передаются необходимые нам документы на сайтах?

Всемирная паутина WWW населена миллионами различных документов, которые лежат на различных серверах и наша задача найти и прочесть нужный нам документ. Но для этого наш браузер должен знать точное местонахождение необходимого документа .

Всем пользователям компьютеров, даже чайникам, хорошо знакомо понятие полного имени файла, которое включает в себя краткое имя файла с расширением и полный путь к файлу, начиная с имени устройства или диска, затем идет перечень вложенных папок, разделенных между собой слешем «\». Таким образом, мы однозначно идентифицируем файл в пределах одного компьютера.

Каждый файл в Интернете также имеет свой уникальный адрес. Он называется URL .

URL (Uniform Resource Locator ) – универсальный локатор ресурса, или адрес любого файла в Интернете. Кроме адреса компьютера в URL содержится указание о протоколе, по которому нужно обращаться к файлу, какую программу на сервере запустить и к какому конкретному файлу следует обратиться.

Типичный адрес URL состоит из трех основных элементов: Протокол + Доменное имя + Путь/Файл .

Давайте разберем более подробно следующий URL http://nic.ru/dns/service/dns-service.html . Этот адрес принадлежит одной из страниц сайта RU-Center.

1. http – это протокол, он определяет совокупность правил, по которым происходит взаимодействие между клиентом и сервером. Протокол, принятый в WWW для передачи гипертекста, называется HyperText Transfer Protocol , сокращенно - HTTP .
2. Далее идет доменное имя сервера, к которому вы обращаетесь за информацией, в нашем случае это nic . ru . Где . ru – домен верхнего уровня, nic . ru – домен второго уровня. Между доменом и протоколом ставится разделитель :// .
3. /dns/service/dns-service.html – путь до нужного нам файла dns-service.html, который находится в папке service ,которая в свою очередь вложена в папку dns .

Вот и все. В «трех словах» я попыталась вам объяснить, как работает Сеть Интернет, и ее самый популярный ресурс – всемирная путина WWW.

На сегодняшний день интернет стал одной из важнейших слагаемых жизни человека. Естественно, он не настолько важен, как вода или продукты питания, однако его отсутствие приведет к информационному коллапсу по всей планете и фактически откинет человечество на столетие назад. Давай разберем, что такое интернет и почему он так важен в нашей жизни.

Интернет – объединение всех малых сетей в единую глобальную сеть посредством специальных кабелей. Объяснение терминологии вполне понятное, но мало чего объясняет рядовому пользователю, ввиду чего следует привести развернутый пример.

Представьте следующее:

• Изначально существовал остров или континент, где полностью отсутствовали всяческие сети, но уже существовали вычислительные машины.
• В каждом компьютере было множество файлов, как мультимедиа, так и важной информации.
• Чтобы передать файл другому пользователю нужно было взять носитель цифровой информации (диск или дискету), записать данные и лично отнести их тому, кому они требовались.

Это было возможно только на территории города или, как максимум, страны. Такой способ крайне неудобен и непрактичен.

По истечение некоторого времени люди стали объединять ближайшие по расстоянию компьютеры специальными кабелями – то есть создавали локальные сети . Это еще не могло назваться Интернетом, но стало началом глобальной сети. Внутри локального соединения можно передать любую информацию. Со временем объединялось все больше и больше компьютеров до тех пор, пока все вычислительные машины в пределах одного острова, страны или континента не создали одну большую сеть.

Эту сеть уже можно назвать интернетом, но всемирная паутина – нечто более глобальное. Принцип ее построения аналогичен локальной сети, только компьютеры на разных континентах соединяются толстенными кабелями , которые прокладываются по дну морей или океанов. Если основные соединяющие кабеля будут каким-либо образом разрушены, то сети опять превратятся в масштабные, но локализованные. Как работает интернет через эти провода: все передающиеся файлы делятся на пакеты и отправляются получателю на скорости, которую допускает тарифный план вашего провайдера.

Изобретателем Интернета является не один человек, а целая группа военных из Америки. Причиной послужила Холодная война с СССР и сети должны были каким-то образом противодействовать угрозе. Проект был разработан в конце октября 1969 года, но широкое распространение интернет обрел только в 1991 году.

Суть работы интернет-провайдеров

Несмотря на частое взаимодействие с такими корпорациями, как Ростелеком, Билайн, МТС и прочими, многие люди до сих пор не знают кто такой интернет-провайдер. Под этим термином скрывается не кто иной, как поставщик услуг телекоммуникаций, в том числе и интернета.

Internet Service Provider – провайдер услуг Интернет, то есть компания, которая предлагает клиентам подключиться к виртуальной сети за определенную плату. Сама фирма всегда имеет доступ к глобальному облаку, что обещает и своим пользователям.

Чтобы клиент поставщика услуг мог беспрепятственно пользоваться интернетом у себя дома, он должен быть подключен к одному из серверов провайдера. Сервера также связываются с домами и частными компьютерами посредством длинных прочных кабелей. Однако провайдеров намного меньше, чем людей, желающих иметь доступ к глобальной сети, что значительно влияет на скорость соединения. Сам сервер имеет достаточно большую пропускную способность, но при делении ее на всех клиентов, каждому из них достается лишь малая часть.

Для более точного определения кому и сколько из этой части отводить провайдеры придумали понятие «тарифный план ». Его максимальная польза легко вычисляется по максимальной скорости доступа, а также наличию ограничений по скачиваемому трафику. Наиболее прогрессивные тарифы предлагают скорость от 100 до 1000 Мбит/сек, однако и стоят они гораздо дороже, чем рядовые по 30-80 Мбит/сек.

Для идентификации пользователя в общей сети интернета используется специальный адрес – IP . Для того, чтобы вас правильно идентифицировал провайдер, он присваивает при подключении логин и пароль . С помощью этих данных также можно попасть во внутренний личный кабинет на сайте поставщика услуг и управлять услугами. Мы с вами разобрались кто такие провайдеры интернета и в чем заключает суть их существования, а также какую пользу может извлечь каждый от сотрудничества с данными компаниями. Но откуда у самих поставщиков берется доступ к виртуальной мировой сети и как они передают сигнал на локальные компьютеры?

Как работают провайдеры интернета?

Мы уже знаем, что все компьютеры мира соединены между собой, так почему бы не пользоваться услугами сети напрямую? Процесс передачи данных не так легок, как кажется при первом прочтении формулировки слова «интернет». Сеть содержит очень много информации и ее нужно где-то хранить. Если небольшие вебсайты могут быть размещены на локальных вычислительных машинах, то такие, как Википедия, Google, AliExpress и прочие крупномасштабные хранятся на супермощных ПК с огромным количеством жестких дисков. Архитектура доступа следующая:

• От серверов проводятся выделенные высокоскоростные магистрали.
• К магистралям подключаются шлюзы интернет-провайдеров.
• От поставщика сетей ведутся шлюзы к локальным сетям или частным ПК.

Данная схема крайне упрощена, но вполне доступна для понимания каждому. Далее стоит объяснить каким именно образом ПК пользователя взаимодействует с интернетом.

• После подключения к компании-поставщику в вашу квартиру заводится коаксиальный или оптоволоконный кабель, который подключается к роутеру или напрямую к ПК. Таким образом вы имеете соединение с сервером провайдера.
• Для последующей работы вам необходимо установить специальный веб-обозреватель и браузер. Наиболее популярными н сегодняшний день являются: Google, Yandex, Firefox. С помощью этих программ вам будет доступен просмотр видео, общение, чтение книг, обзор новостей и прочее.
• При введении конкретного запроса пользователя в поисковую строку браузера программа отправляет сигнал на сервер провайдера. Последний, в свою очередь, передает его на все доступные мировые сервера для поиска выдачи самой релевантной информации клиенту.
• После подбора данных сигнал возвращается к серверу провайдера и вновь передается клиенту, но теперь в браузере отображается не пустое поле, а все необходимые для вас данные.

Случается и так, что пользователь не может получить ответ на конкретный запрос. Это происходит по нескольким причинам: недоступен сервер, на котором хранится информация, недоступен конкретный файл с данными или запрашиваемый контент заблокирован в вашем регионе Роскомнадзором. В любом случае вы получите соответствующее уведомление.

Где хранится интернет и как мы получаем доступ к сайтам?

Всемирная сеть - сборник всех знаний многих поколений. Никто не может посчитать сколько весит эта информация, ведь каждую секунду создаются новые сайты и удаляются недействительные, но где хранится интернет, если он настолько велик? Возможно ли создание суперкомпьютера, который вместит такую огромную базу данных?

Ответ на вопрос весьма прост: так как интернет является совокупностью всех ПК в мире, то и хранится он на них же, но в малых частях. Если разработчик создает личный сайт, то код остается на его вычислительной машине, а пользователи сети могут просматривать его по ссылке общего доступа. Также происходит с фотографиями или иными мультимедиа файлами. Но есть и такие базы данных, которые невозможно оставить в ПК: огромные веб-ресурсы, социальные сети, интернет-магазины и прочие порталы размещаются на огромных серверах. Совсем же крупные базы данных хранятся в дата-центрах, которые условно и можно назвать «облаками» данных.

Кстати: первым интернетом была сеть Arpanet, а первое сообщение, которое удалось передать с ее помощью, было обычное для нас слово «login». Оно отправлялось студентом Чарли Клайном, но в ходе передачи произошел сбой и до конечного пользователя дошли только первые две буквы – «lo».

Давайте вернемся к вопросу где хранятся файлы интернета и рассмотрим наиболее популярные дата-центры всего мира.

• Digital Beijing. Расположен в Пекине и был возведен в честь Олимпиады 2008 года. Отличительная особенность центра – использование только светодиодных ламп, что дает возможность сократить использование электроэнергии на 60%. Стены огромного здания выполнены из стекла, они нужны для защиты внутреннего помещения от солнечного тепла, что дополнительно сокращает расходы на охлаждение серверов.
• Apple. Располагается в Северной Каролине, США. Компания славится тем, что год за годом сокращает потребление обычной электроэнергии. По утверждению ее директоров практически все производство и офисы работают от энергии, вырабатываемой солнечными батареями. И неудивительно – центр окружен 400 тысячами кв.м этих возобновляемых источников света и тепла.
• SityGroup. Расположен в Германии и считается самым экологически чистым, а также зеленым дата-центром. Сервера и их использование не наносят никакого вреда окружающей среде, что уже было отмечено всеми защитными организациями.
• Telehouse West. Расположен в Лондоне, отличается использованием дата- центров для сдачи в аренду крупным компаниям. Рядом со зданием технически невозможно размещение солнечных батарей или мельниц, поэтому с 2011 года фирма начала закупать энергию этих источников у других производителей.
• Telefonica. Испанский центр занимает восемь футбольных полей и обеспечивает хранение данных местных пользователей, а также клиентов из Германии и Англии. Часть ресурсов сдается в аренду желающим компаниям. Центр – третий в мире по размерам, награжден как наиболее надежный.
• EBay. США. Основная особенность – расположение в Аризонской пустыне, где температура значительно выше, чем положено для функционирования дата-центра. Внутри здания температур достигает +46 градусов, для охлаждения используются водные контуры, все сервера помещены в контейнеры, перенаправляющие энергию не на понижение температуры, а на эффективность работы.
• Google. Расположены по всему свету, большая часть центров соответствует «зеленым стандартам». Те, что расположены на берегах морей, например дата-центр в Финляндии, используют для охлаждения серверов только ледяную или холодную воду, что сокращает затраты.
• Verne Global. Исландия. Дата-центр используется концерном BMW. Ранее он находился в Германии, но после переноса серверов на территорию более северной страны, был замечен 100% спад выброса углеродов, что важно для окружающей среды. Для выработки энергии здесь используются мощные гейзеры, поэтому урон природе минимальный.
• IBM. Создан в 2009 году в США экспериментальным путем. Компания согласилась выделить деньги на строительство только в том случае, если будет изобретен метод, позволяющий в два раза снизить затраты на электроэнергию. В итоге дата-центр получает энергию от газовых турбин, чья эффективность на 60% выше, чем у рядовых.
• Hewlett-Packard. Северная Великобритания. Не относится к экологически чистым предприятиям, но явно к этому стремится. Расходы на кондиционирование сокращаются благодаря наличию северных ветров: два вентилятора могут поддерживать оптимальную для серверов температуру без всякого электричества практически полгода. Расположенное рядом море дает возможность установки ветрогенераторов, которые также будут вырабатывать энергию.

Это только 10 основных дата-центров, но по миру их разбросано очень много и они будут продолжать строиться по мере роста количества информации в сети. Площадь помещений и суммы затрат на их строительство практически невообразимы, а сколько данных на них хранится – страшно представить.

Как доменное имя помогает найти нужный сайт?

В интернете миллиарды страниц и сайтов, их гораздо больше, чем людей на планете. Если для людей существует перепись, где часто встречаются тезки, однофамильцы или вообще граждане с идентичными ФИО, то в сети это недопустимо. Что такое доменное имя: это набор символов на кириллице или латинице разделенный точками на две или три части.

Стоит привести пример для полного понимания вопроса: полное название сайта mysite.com – это и есть полное доменное имя. Оно разделено двумя точками, следовательно, состоит из трех разных доменов:

• Домен второго уровня – «mysite». Он задает само название сайта. Чем оно короче, тем лучше, но следует отражать основную идею или тематику ресурса.
• Домен верхнего уровня – «com». Отражает направленность портала, например COM – значит коммерческий, следовательно на этом сайте что-то продается, он создан для сбора денег и так далее, RU – национальная российская доменная зона. Их очень много.

В последнее время для регистрации новых сайтов хватает сочетания любых двух из вышеприведённых структур. Не забывайте, что перед созданием сайта необходимо проверить доменное имя – двух одинаковых быть не должно.

Самой знаменитой глобальной сетью является Интернет, представляющий собой набор взаимосвязанных сетей, функционирующих как одна сеть. Основным каналом связи Интернета является последовательность сетей, организованных правительством США для взаимосвязи суперкомпьютеров ключевых научно-исследовательских лабораторий. Этот канал называется опорной сетью (backbone) и поддерживается Национальным научным фондом США (National Science Foundation).

Со времен организации первоначальной опорной сети, доступ к которой имели лишь ограниченное количество специальных пользователей, Интернет разросся в сеть, охватывающую весь мир и предоставляющую доступ миллионам простых пользователей.
Для передачи по Интернету информация разбивается протоколом TCP/IP на пакеты необходимого размера. На пути к пункту назначения пакеты проходят через различные сети разных уровней. В зависимости от применяемой схемы маршрутизации отдельные пакеты могут передаваться в Интернете по разным маршрутам, а потом собираться в первоначальную последовательность по прибытию в пункт назначения.

В процессе перемещения пакета от источника к назначению он может пройти через несколько локальных сетей, региональных сетей, маршрутизаторов, повторителей, хабов, мостов и шлюзов. Региональные сети (midlevel network) - это просто сети, которые могут обмениваться информацией между собой без подключения к Интернету.

Повторитель (repeater) предотвращает затухание сигналов, усиливая и передавая дальше полученную информацию. Хабы соединяют компьютеры в сетевой сегмент, позволяя им взаимодействовать друг с другом. Мосты соединяют различные сети, позволяя выполнять межсетевую трансляцию данных. Специальный тип моста, называющийся шлюзом, преобразует сообщения для обмена между сетями разных типов (например, между сетям Windows и сетями Apple).

Поставщики интернет-услуг.

Доступ к Интернету отдельным пользователям и сетям предоставляется компаниями - поставщиками интернет-услуг (ISP, Internet Service Provide). Эти компании владеют блоками адресов Интернета, которые они могут назначать своим клиентам. Когда пользователь подключается к поставщику интернет-услуг, он подключается к его серверу, который в свою очередь подключен к Интернету посредством устройств, называющихся маршрутизаторами. Маршрутизатор представляет собой устройство, которое получает сетевые пакеты от узлов сети и определяет их адрес назначения в Интернете и самый лучший маршрут для доставки пакета по этому адресу. Маршрутизация осуществляется на основе известных каналов в Интернете и объема трафика на разных сегментах. После этого маршрутизатор передает пакет в точку доступа к сети (Network Access Point, NAP).

Сервисы, предоставляемые поставщиком интернет-услуг своим клиентам, включают в себя:

Средство интернет-идентификации в виде IP-адреса;

Услуги электронной почты через серверы POP3 и SMTP;

Службы новостей через серверы Usenet;

Маршрутизацию через серверы DNS.

IP-адрес.

Поставщики интернет-услуг предоставляют своим клиентам адреса для доступа в Интернет, которые называются адресами протокола IP или IP-адресами. IP-адрес однозначно идентифицирует пользователя в Интернете, позволяя ему получать различного рода информацию. Сейчас используются две версии адресации в Интернете: протокол IPv4 и протокол IPv6.

До 2000 года преобладающей версией является версия IPv4. В этой версии протокола IP каждому узлу сети выделяется числовой адрес в виде XXX.YYY.ZZZ.AAA, где каждая группа букв представляет трехзначное число в десятичном формате (или 8-битовое в двоичном). Этот формат называется десятичным представлением с разделительными точками (dotted decimal notation), а сама группа - октетом. Десятичные числа каждого октета получаются из двоичных чисел, с которыми работает аппаратное обеспечение. Например, сетевому адресу 10000111. 10001011. 01001001. 00110110 в двоичном формате соответствует адрес 135. 139. 073. 054 в десятичном формате.

IP-адрес состоит из адреса сети и адреса узла. Адрес сети идентифицирует всю сеть, а адрес узла - отдельный узел в этой сети: маршрутизатор, сервер или рабочую станцию. Локальные сети разбиваются на 3 класса: A, B, C. Принадлежность сети к определенному классу определяется сетевой частью IP-адреса.

Адреса сетей А зарезервированы для крупных сетей. Для сетевой части адреса применяются первые 8 битов (слева), а для адреса узла - последние 24 бита IP-адреса. Первый (старший) бит первого октета сетевого адреса равен 0, а за ним следует любая комбинация остальных 7 битов. Соответственно, IP-адреса класса А занимают диапазон 001.х.х.х - 126.х.х.х, что позволяет адресацию 126 отдельных сетей, в каждой из которых будет около 17 млн. узлов.

Диапазон адресов 1 27.х.х.х зарезервирован для тестирования сетевых систем. Некоторые из этих адресов принадлежат правительству США для тестирования опорной сети Интернета. Адрес 127.0.0.1 зарезервирован для тестирования шины локальной системы.

Адреса класса В назначаются сетям среднего размера. Значение первых двух октетов лежит в числовом диапазоне 128.x.x.x - 191.254.0.0. Это позволяет адресовать до 16384 разных сетей, каждая из них может иметь 65 534 узлов.

Адреса класса С применяются для сетей, где количество узлов сравнительно невелико. Сетевая часть адреса указывается первыми тремя октетами, а адрес сети - последним. Значение первых трех октетов, определяющих сетевой адрес, может быть в диапазоне 192.x.x.x - 223.254.254.0. Таким образом, адреса класса С позволяют адресацию приблизительно 2 млн. сетей, каждая из них может иметь до 254 узлов.

Версия IPv6 протокола IP была разработана с целью решения ожидаемой проблемы нехватки адресов, поддерживаемых версией IPv4. Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт, что позволяет поддерживать громадное количество IP-адресов. Протокол IPv6 также предусматривает проверку подлинности отправителя пакета, а также шифрование содержимого пакета. Поддержка протокола IPv6 встроена в Windows 7 и во многие дистрибутивы Linux; и в последние годы этот протокол применяется все чаще. Протокол IPv6 обеспечивает поддержку мобильных телефонов, бортовых компьютеров автомобилей и широкий круг других подключенных к Интернету персональных устройств.

Адреса IPv6 записываются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием: 2001: 0db8: 00a7: 0051: 4dc1: 635b: 0000: 2ffe. Нулевые группы могут представляться двойным двоеточием. Но адрес не может содержать больше двух последовательных двоеточий. Для удобства ведущие нули могут опускаться. При использовании в качестве URL-адреса IPv6-адрес необходимо заключать в квадратные скобки - http://.

Подсети.

Узлы секций сети можно сгруппировать в подсети с общим диапазоном IP-адресов. Эти группы называются интрасетями. Каждый сегмент интрасети должен быть оснащен защитным шлюзом, играющим роль точки входа и выхода сегмента. Обычно роль шлюза играет устройство, называющееся маршрутизатором. Маршрутизатор - это интеллектуальное устройство, которое пересылает полученные данные на IP-адрес получателя.

В некоторых сетях в качестве внешнего шлюза применяется сетевой экран или, по-другому, брандмауэр (firewall). Обычный брандмауэр представляет собой комбинацию аппаратных и программных компонентов, создающих защитный барьер между сетями с разными уровнями безопасности. Администратор может настроить брандмауэр так, что он будет пропускать данные только на указанные IP-адреса и порты.

Для создания подсети маскируется сетевая часть IP-адреса узлов, которые нужно включить в данную подсеть. В связи с этим, мобильность данных ограничивается узлами подсети, так как эти узлы могут распознавать адреса только в пределах замаскированного диапазона. Для создания подсети существуют три основные причины.

• Чтобы изолировать разные сегменты сети друг от друга. Возьмем, например, сеть из 1 000 компьютеров. Без применения сегментации данные каждого из этих 1 000 компьютеров будут проходить через все остальные компьютеры. Представьте себе нагрузку на канал связи. Кроме этого, каждый пользователь сети будут иметь доступ к данным всех других ее членов.
• Чтобы эффективно использовать IP-адреса. Применение 32-битового представления IP-адреса допускает ограниченное количество адресов. Хотя 126 сетей, каждая с 17 млн. узлов, может казаться большим числом, в мировом сетевом масштабе этого количества адресов далеко не достаточно.
• Чтобы позволить повторное использование одного IP-адреса сети. Например, разделение адресов класса С между двумя расположенными в разных местах подсетями позволяет выделить каждой подсети половину имеющихся адресов. Таким образом, обе подсети могут использовать один адрес сети класса С.

Чтобы создать подсеть, нужно заблокировать числами какие-либо или все биты октета IP-адреса. Например, маска со значением 255 блокирует весь октет, а маска со значением 254 блокирует всё, кроме одного адреса октета. Для сетей класса А обычно применяется маска 255. 0. 0. 0, для сетей класса В - маска 255 .255.0 .0, а для сетей класса С - маска 255. 255. 255. 0. Чтобы узнать адрес сети, нужно выполнить побитовую операцию логического «И» с IP-адресом и маской. В Windows 2000/XP значение по умолчанию маски сети вводится автоматически при вводе IP-адреса.

Вконтакте

wider 3 апреля 2017 в 14:44

Как устроена инфраструктура интернета

• Сетевое оборудование ,

• Перевод

О, а вот и вы. Быстро получилось, не так ли? Всего лишь щелчок мыши или нажатие на экран и, если у вас соединение 21 века, вы мгновенно оказались на этой странице.

Но как это работает? Думали ли вы когда-нибудь о том, как картинка с котиком попадает на ваш компьютер в Лондоне с сервера в Орегоне? Мы говорим не просто о чудесах протокола TCP/IP или вездесущих точках доступа Wi-Fi, хотя это все тоже важно. Нет, мы говорим о большой инфраструктуре: огромных подводных кабелях, обширных дата-центрах со всем их излишеством энергосистем и о гигантских, лабиринтоподобных сетях, непосредственно подключающих миллиарды людей к Интернету.

А вот что, вероятно, еще важнее: поскольку мы все больше полагаемся на повсеместную связь с Интернетом, число подключенных устройств все растет, а наша жажда трафика не знает границ. Как мы обеспечиваем работу Интернета? Как Verizon и Virgin (крупнейшие интернет-провайдеры в США, - прим. Newочём) удается стабильно передавать вам в дом сто миллионов байтов данных каждую секунду, круглые сутки, каждый день?

Что ж, прочитав следующие семь тысяч слов, вы об этом узнаете.

Тайные места выхода кабелей на сушу

British Telecom (BT) может заманивать клиентов, обещая провести «оптоволокно в каждый дом» (FTTH) для повышения скорости, и у Virgin Media качество услуг неплохое - скорости до 200 Мбит/с для физических лиц благодаря гибридной волоконно-коаксильной (ГВК) сети. Но, как видно из названия, всемирная паутина - это действительно мировая сеть. Обеспечить работу Интернета не под силу одному отдельному провайдеру на нашем острове, да и вообще где-либо в мире.

В первую очередь мы в кои-то веки посмотрим на один из самых необычных и интересных кабелей, по которым передаются данные, и на то, как он достигает британских берегов. Мы говорим не о каких-нибудь обычных проводах между наземными дата-центрами в сотне километров друг от друга, а о контактной станции в загадочном месте на западном берегу Англии, где после пути в 6500 километров из американского Нью-Джерси заканчивается атлантический подводный кабель Tata.

Связь с США необходима для любой серьезной международной коммуникационной компании, и Tata"s Global Network (TGN) - это единственная опоясывающая всю планету оптоволоконная сеть с одним владельцем. Это 700 тысяч километров подводных и наземных кабелей с более чем 400 узлами связи по всему миру.

Tata, однако, готова делиться. Она существует не просто для того, чтобы дети директора могли без задержек играть в Call of Duty, а группа избранных могла без задержек смотреть «Игру престолов» онлайн. Ежесекундно на сеть Tata первого уровня приходится 24% мирового интернет-трафика, так что шанс поближе познакомиться с TGN-A (Атлантика), TGN-WER (Западная Европа) и их кабельными друзьями упускать нельзя.

Сама станция - вполне себе классический дата-центр на вид, серый и невзрачный - может вообще показаться местом, где, например, выращивают капусту. А внутри все иначе: для перемещения по зданию нужны RFID-карточки, для входа в помещения дата-центра - дать считать свой отпечаток пальца, но для начала - чашка чая и беседа в конференц-зале. Это не привычный дата-центр, и некоторые вещи надо объяснять. В частности, для подводных кабельных систем нужно очень много энергии, которую предоставляют многочисленные резервные агрегаты.

Защищенные подводные кабели

Карл Осборн, вице-президент Tata по международному сетевому развитию, присоединился к нам на время экскурсии, чтобы изложить свои мысли. До Tata Осборн работал на самом корабле, прокладывающем кабель, и следил за процессом. Он показал нам образцы подводных кабелей, демонстрируя то, как меняется их конструкция в зависимости от глубины. Чем ближе вы к поверхности, тем больше нужно защитной оболочки, чтобы выдержать потенциальные повреждения от судоходства. На мелководье выкапываются траншеи, куда кладут кабели. Впрочем, на большей глубине, как в Западно-Европейской котловине глубиной почти в пять с половиной километров, защита не требуется - коммерческое судоходство никак не угрожает кабелям на дне.

На этой глубине диаметр кабеля - всего 17 мм, он словно фломастер в толстой изолирующей полиэтиленовой оболочке. Медный проводник окружает множество стальных проволочек, защищающих оптоволоконную сердцевину, находящуюся в стальной трубке диаметром менее трех миллиметров в мягком тиксотропном желе. Защищенные кабели внутри устроены так же, но вдобавок одеты в еще один или несколько слоев гальванизированной стальной проводки, обернутой вокруг всего кабеля.

Без медного проводника не было бы никакого подводного кабеля. Оптоволоконная технология обладает высокой скоростью и может пропускать чуть ли не безграничное количество данных, но оптоволокно не может работать на длинных дистанциях без небольшой помощи. Для усиления светопередачи по всей длине оптоволоконного кабеля нужны устройства-повторители - по сути, усилители сигнала. На суше это легко осуществляется за счет местной электроэнергии, но на дне океана усилители получают постоянный ток от медного проводника кабеля. А откуда берется этот ток? Со станций на обоих концах кабеля.

Хотя потребители этого не знают, TGN-A - это, на самом деле, два кабеля, идущие через океан разными путями. Если один будет поврежден, другой обеспечит непрерывность связи. Альтернативный TGN-A выходит на сушу на расстоянии в 110 километров (и три наземных усилителя) от основного и получает свою энергию оттуда же. У одного из этих трансатлантических кабелей 148 усилителей, а у другого, более длинного - 149.

Руководители станции стараются избегать известности, так что я назову нашего гида по станции Джоном. Джон объясняет устройство системы:

«Для питания кабеля с нашего конца идет положительное напряжение, а в Нью-Джерси оно отрицательное. Мы стараемся поддерживать ток: напряжение легко может наткнуться на сопротивление на кабеле. Напряжение примерно в 9 тысяч вольт поделено между двумя концами. Это называется двуполярным питанием. Так что с каждого конца примерно 4 500 вольт. В нормальных условиях мы могли бы обеспечивать работу всего кабеля без всякой помощи со стороны США»

Стоит ли говорить, что усилители сделаны с расчетом на бесперебойную работу в течение 25 лет, поскольку никто не будет посылать на дно водолазов, чтобы поменять контакт. Но глядя на сам образец кабеля, внутри которого всего восемь оптических волокон, невозможно не подумать, что при всех этих усилиях тут должно быть что-то большее.

«Все ограничивается размерами усилителей. На восемь волоконных пар нужны усилители вдвое большего размера», - поясняет Джон. А чем больше усилители, тем больше нужно энергии.

На станции восемь проводов, составляющих TGN-A, образуют четыре пары, каждая из которых содержит волокно приема и волокно передачи. Каждый проводок окрашен в свой цвет, чтобы в случае поломки и необходимости ремонта в море техники могли понять, как собрать все в изначальное состояние. Аналогично, работники на суше могут понять, что куда вставлять при подключении к подводному линейному терминалу (SLTE).

Ремонт кабелей в море

После экскурсии по станции я поговорил с Питером Джеймисоном, специалистом техподдержки оптоволоконных сетей в Virgin Media, чтобы побольше узнать об обеспечении работы подводных кабелей.

«Как только кабель нашли и доставили на корабль для починки, устанавливается новый отрезок неповрежденного кабеля. Затем устройство с дистанционным управлением возвращается на дно, находит другой конец кабеля и совершает соединение. Затем кабель закапывается в дно максимум на полтора метра с помощью водяной струи высокого давления», - рассказывает он

«Обычно ремонт занимает где-то десять дней с момента отправления ремонтного судна, из которых четыре-пять дней - работы непосредственно на месте поломки. К счастью, такие случаи редки: за последние семь лет Virgin Media сталкивалась лишь с двумя».

QAM, DWDM, QPSK…

Когда кабели и усилители установлены - скорее всего, на десятилетия - больше в океане ничего отрегулировать нельзя. Ширина полосы, задержка и все, что касается качества услуг, регулируется на станциях.

«Чтобы понять отправляемый сигнал, используется прямая коррекция ошибок, и техники модуляции менялись по мере того, как количество трафика, передаваемого сигналом, увеличилось», - говорит Осборн. «QPSK (квадратурная фазовая манипуляция) и BPSK (двоичная фазовая манипуляция), иногда называемая PRK (двукратная относительная фазовая манипуляция), или 2PSK- это техники модуляции на больших дистанциях. 16QAM (квадратурная амплитудная модуляция) использовалась бы в более коротких подводных кабельных системах, а сейчас разрабатывается технология 8QAM, промежуточная между 16QAM и BPSK.

Технология DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) используется для совмещения различных каналов данных и для передачи этих сигналов на разных частотах - через свет в определенном цветовом спектре - по оптоволоконному кабелю. По факту, она образует множество виртуальных оптоволоконных каналов. Благодаря этому пропускная способность волокна резко повышается.

На сегодняшний день каждая из четырех пар обладает пропускной способностью в 10 Тбит/с и может достигать 40 Тбит/с в TGN-A кабеле. В то время цифра в 8 Тбит/с была максимальным существующим потенциалом на этом кабеле сети Tata. По мере того, как новые пользователи начинают пользоваться системой, они используют резервные мощности, однако мы от этого не обеднеем: в системе по-прежнему остается 80% потенциала, и в последующие годы с помощью очередной новой кодировки или усиления мультиплексирования почти наверняка можно будет повысить пропускную способность.

Одна из основных проблем, оказывающих воздействие на применение фотонных коммуникационных линий - дисперсия в оптоволокне. Так называется то, что разработчики включают в расчет при создании кабеля, поскольку некоторые секции оптоволкна обладают положительной дисперсией, а некоторые - отрицательной. И если вам понадобится произвести ремонт, нужно быть уверенным в том, что под рукой кабель с подходящим типом дисперсии. На суше электронная компенсация дисперсии - задача, которая постоянно оптимизируется, чтобы допускать возможность передачи самых слабых сигналов.

«Раньше мы использовали катушки оптоволокна, чтобы вызвать компенсацию дисперсии, - говорит Джон, - но теперь это все делается с помощью электроники. Так намного точнее удается повышать пропускную способность».

Так что теперь, вместо того, чтобы изначально предлагать пользователям 1-, 10- или 40-гигабитное оптоволокно, благодаря усовершенствованным за последние годы технологиям, можно готовить «сбросы» в 100 гигабит.

Кабельная маскировка

Несмотря на то, что благодаря ярко-желтой оболочке их сложно не заметить, на первый взгляд, в здании и атлантический, и восточно-европейский подводные кабели можно легко принять за какие-нибудь элементы системы распределения электроэнергии. Они установлены на стене и возиться с ними не нужно, хотя в случае, если потребуется новая прокладка оптического кабеля, они будут напрямую соединены посредством подводного оптоволокна из щитка. На торчащих из пола в месте закладки красном и черном стикерах написано «TGN Atlantic Fiber»; справа - кабель TGN-WER, оснащенный другим устройством, в котором пары оптоволокна находятся отдельно друг от друга в распределительной коробке.

Слева от обоих коробок располагаются заключенные в металлические трубы силовые кабели. Два наиболее прочных из них предназначены для TGN-A, те два, что потоньше - для TGN-WER. У последнего также имеются два подводных кабельных маршрута, один из которых завершается в испанском городе Бильбао, а другой - в столице Португалии, Лиссабоне. Поскольку расстояние от этих двух стран до Великобритании короче, в этом случае требуется намного меньше энергии, и поэтому используются более тонкие кабели.

Говоря об устройстве места закладки кабелей, Осборн рассказывает:

«У тех кабелей, которые тянутся с пляжа, есть три основные части: оптоволокно, по которому идет трафик, силовая линия и заземление. Оптоволокно, по которому идет трафик - то, что вытянуто над вон той коробкой. Силовая линия ответвляется на другом отрезке в пределах территории этого объекта»

Желтый желоб для оптоволокна, расположенный над головой, ползет к распределительным панелям, которые будут выполнять разнообразные задачи, включая демультиплексирование входящих сигналов, благодаря чему можно будет разделить разные частотные диапазоны. Они представляют собой место потенциальных «потерь», где отдельные каналы могут обрываться, не попадая в наземную сеть.
Джон рассказывает:«Поступают каналы на 100 Гбит, и у вас есть 10-гигабитные клиенты: 10 на 10. Мы также предлагаем клиентам чистые 100 Гбит».

«Все зависит от пожеланий клиента», - добавляет Осборн. «Если им нужен одиночный канал на 100 Гбит, который поступает от одного из щитков, он может быть напрямую предоставлен потребителю. Если клиенту нужно что-то помедленнее, тогда да, придется поставлять трафик на другое оборудование, где его можно будет разделить на части с более низкой скоростью. У нас есть клиенты, которые покупают выделенную линию со скоростью 100 Гбит, но их не так уж много. Какой-нибудь мелкий провайдер, который захочет купить у нас возможность передачи, скорее выберет линию на 10 Гбит».

Подводные кабели предоставляют множество гигабит пропускной способности, что может быть использовано для выделенных линий между двумя офисами компании, чтобы, например, можно было проводить голосовые вызовы. Вся пропускная способность может быть расширена до сервисного уровня интернет-магистрали. И каждая из этих платформ оснащена различным отдельно контролируемым оборудованием.

«Основная часть пропускной способности, получаемой благодаря кабелю, либо используется для обеспечения работы нашего собственного интернета, либо продается как линии передач другим оптовым интернет-компаниям, вроде BT, Verizon и других международных операторов, у которых нет собственных кабелей на морском дне и поэтому они покупают доступ к передаче информации у нас».

Высокие распределительные щиты обеспечивают функционирование мешанины оптических кабелей, которые делятся 10-гигабитной связью с клиентами. Если вы желаете повысить пропускную способность, то это практически так же просто, как заказать дополнительные модули и распихать их по полкам - так в индустрии говорят, когда хотят описать, как устроены крупные стоечные массивы.

Джон указывает на существующую и используемую клиентом систему 560 Гбит/с (созданную на основе технологии 40G), которую недавно обновили дополнительными 1,6 Тбит/с. Дополнительная мощность была достигнута с помощью двух дополнительных модулей по 800 Гбит/с, которые работают на основе технологии 100G с трафиком более, чем в 2,1 Тбит/с. Когда он говорит о поставленной задаче, создается впечатление, что самая длительная фаза процесса - ожидание появления новых модулей.

У всех инфраструктурных объектов сети Tata есть копии, поэтому существует два помещения SLT1 и SLT2. Одна атлантическая система, получившая внутреннее название S1, находится слева от SLT1, а кабель Восточная Европа - Португалия называют C1, и располагается он справа. На другой стороне здания - SLT2 и Атлантическая S2, которые вместе с C2 соединены с Испанией.

В отдельном отсеке неподалеку располагается наземное помещение, в котором, помимо прочего, занимаются контролем над поступлением трафика в лондонский центр обработки данных Tata. Одна из трансатлантических пар оптоволокна на самом деле осуществляет сброс данных не в месте закладки. Это «лишняя пара», которая продолжает свой путь прямо до офиса Tata в Лондоне из Нью-Джерси, чтобы свести к минимуму задержку сигнала. Кстати, о ней: Джон проверил данные о задержке сигнала, идущего по двум атлантическим кабелям; самый короткий путь достигает скорости задержки пакета данных (PGD) в 66,5 мс, в то время как самый длинный - 66,9 мс. Так что ваша информация переносится на скорости около 703 759 397,7 км/ч. Ну как, достаточно быстро?

Он описывает основные проблемы, возникающие в связи с этим: «Каждый раз, когда мы переходим с оптического на слаботочный кабель, а затем опять на оптический, время задержки увеличивается. Сейчас, с помощью высококачественной оптики и более мощных усилителей необходимость воспроизводить сигнал сводится к минимуму. Другие факторы включают в себя ограничение на уровень мощности, которая может быть отправлена по подводным кабелям. Пересекая Атлантику, сигнал остается оптическим на протяжении всего пути».

Тестируя подводные кабели

С одной стороны располагается поверхность, на которой лежит оборудование для тестирования, и поскольку, как говорится, глаза - лучший свидетель, один из техников погружает оптоволоконный кабель в EXFO FTB-500. Оно оборудовано модулем спектрального анализа FTB-5240S. Само устройство EXFO работает на платформе Windows XP Pro Embedded и оснащено сенсорным экраном. Оно перезагружается, чтобы показать установленные модули. После этого можно выбрать один из них и запустить доступную процедуру диагностики.

«Ты просто отводишь 10% светового потока из этой кабельной системы, - объясняет техник. - Ты создаешь точку доступа для устройства спектрального анализа, так что потом можешь вернуть эти 10% обратно, чтобы проанализировать сигнал».

Мы смотрим на магистрали, протянувшиеся до Лондона, и, поскольку этот отрезок находится в разгаре процесса вывода из эксплуатации, можно увидеть, что на нем есть неиспользуемый участок, появившийся на дисплее. Устройство не может более детально определить, о каком объеме информации или отдельной частоте идет речь; чтобы узнать это, приходится смотреть частоту в базе данных.

«Если вы посмотрите на подводную систему, - добавляет он, - там тоже полно боковых полос частот и всяких других вещей, поэтому можно увидеть, как устройство работает. Но при этом вы знаете, что случается смешение показаний прибора. И вы можете увидеть, не перемещается ли оно на другую полосу частоты, что понижает эффективность функционирования.

Никогда не покидавший ряды тяжеловесов систем передачи информации, универсальный роутер Juniper MX960 выступает в роли стержня IP-телефонии. На самом деле, как подтверждает Джон, у компании их два: «Нам скоро привезут всякие штуки из-за океана, и потом мы сможем запустить STM-1 [Синхронный транспортный модуль уровня 1], GigE, или 10GigE клиенты - это выполнит своего рода мультиплексирование и позволит обеспечить IP-сетями различных потребителей».

Оборудование, использующееся на наземных платформах DWDM, занимает намного меньше пространства, чем подводная система кабелей. Похоже, оборудование ADVA FSP 3000 - практически то же самое, что Ciena 6500 kit, однако, поскольку оно установлено на суше, качество электроники не должно быть высокого уровня. На самом деле, использующиеся полки аппарата ADVA - просто более дешевые версии, так как он работает на более коротких дистанциях. В системах подводных кабелей есть такое соотношение: чем дальше ты отправляешь информацию, тем больше появляется шумов, поэтому растет зависимость от фотонных систем Ciena, которые устанавливаются в месте закладки кабеля, чтобы компенсировать эти шумы.

Одна из телекоммуникационных стоек содержит три отдельные системы DWDM. Две из них подсоединены к лондонскому центру отдельными кабелями (каждый из которых проходит через три усилителя), а оставшийся ведет к центру обработки информации, расположенному в Бакингемшире.

Место закладки кабеля также предоставляет участок Западно-африканской кабельной системе (WACS). Она построена консорциумом примерно из десятка телекоммуникационных компаний и доходит до самого Кейптауна. Подводные блоки разветвления помогают разделить кабель и вывести его на поверхность в различных местах побережья африканской части Южной Атлантики.

Энергия кошмаров

Вы не можете посетить место закладки кабеля или центр обработки информации и не заметить, насколько там необходима энергия: не только для оборудования в телекоммуникационных стойкахк, но и для охладителей - систем, которые предотвращают перегревание серверов и коммутаторов. И поскольку место закладки подводного кабеля обладает необычными энергетическими требованиями из-за своих подводных ретрансляторов, резервные системы у него тоже не самые обычные.

Если мы зайдем в одну из аккумуляторных, вместо стеллажей с запасными аккумуляторами ИБП (источник бесперебойного питания - прим. Newочём) Yuasa - формфактор которых не особенно отличается от тех, что можно увидеть в машине - мы увидим, что комната больше напоминает медицинский эксперимент. Она уставлена огромными свинцово-кислотными аккумуляторами в прозрачных резервуарах, выглядящими как мозги инопланетян в банках. Не требующий технического обслуживания, этот набор аккумуляторов на 2 В с продолжительностью жизни в 50 лет в сумме дает 1600 А*ч, обеспечивая 4 часа гарантированной автономной работы.

Зарядные устройства, которые, по сути, являются выпрямителями тока, обеспечивают напряжение холостого хода для поддержания заряда аккумуляторов (герметичные свинцовокислотные аккумуляторы должны иногда подзаряжаться на холостом ходу, иначе со временем они теряют полезные свойства из-за т.н. процесса сульфатации - прим. Newочём). Они также проводят напряжение постоянного тока для стеллажей к зданию. Внутри комнаты находятся два источника электроснабжения, размещенные в больших синих шкафах. Один питает кабель Atlantic S1, другой - Portugal C1. Цифровой дисплей показывает 4100 В при силе тока приблизительно в 600 мА для атлантического источника электроснабжения, второй показывает чуть больше 1500 В при 650 мА для источника электроснабжения C1.

Джон описывает конфигурацию:

«Источник электроснабжения состоит из двух отдельных конвертеров. У каждого из них есть три степени мощности, и он может подать 3000 В постоянного тока. Один этот шкаф может питать целый кабель, то есть у нас n+1 запаса, поскольку у нас их два. Хотя, скорее даже n+3, потому что даже если в Нью-Джерси упадут оба конвертера, и еще один здесь, мы все равно сможем питать кабель».

Раскрывая некоторые весьма изощренные механизмы переключения, Джон объясняет систему контроля: «Вот так, по сути, мы это включаем и выключаем. Если есть проблема с кабелем, нам приходится работать с кораблем, который занимается починкой. Существует целый набор процедур, которые мы должны проделать, чтобы удостовериться в безопасности, прежде чем команда корабля начнет работу. Очевидно, напряжение так высоко, что является смертельным, поэтому нам приходится отправлять сообщения об энергетической безопасности. Мы отправляем уведомление о том, что кабель заземлен, а они отвечают. Все взаимно соединено, поэтому можно удостовериться в том, что все безопасно».

На объекте также есть два 2 МВА (мегавольтамперных - прим. Newочём) дизельных генератора. Конечно, поскольку все продублировано, второй - запасной. Там есть и три громадных охлаждающих аппарата, хотя, по-видимому, им необходим только один. Раз в месяц запасной генератор проверяется без нагрузки, а дважды в год все здание запускается при нагрузке. Поскольку здание также является и центром обработки и хранения данных, это необходимо для аккредитации на соглашение об уровне услуг (SLA) и международной организации по стандартизации (ISO).

В обычный месяц на объекте счет за электричество легко достигает 5 цифр.

Следующая остановка: дата-центр

В бакингемширском дата-центре существуют похожие требования к объемам резервов, хоть и другого масштаба: две гигантские колокации (колокация - услуга, заключающаяся в том, что провайдер размещает клиентское оборудование на своей территории и обеспечивает его работу и обслуживание, что позволяет сэкономить на организации канала связи от провайдера до клиента - прим. Newочём) и управляемые хостинговые холлы (S110 и S120), каждый из которых занимает квадратный километр. Темное оптоволокно (неиспользуемые для передачи данных волокна оптического кабеля, которые служат в качестве резерва - прим. Newочём) соединяет S110 с Лондоном, а S120 соединено с местом выхода кабеля на западном побережье. Там расположены две установки - автономные системы 6453 и 4755: многопротокольная коммутация по меткам (MPLS) и межсетевой протокол (IP)

Как следует из названия, MPLS использует метки и присваивает их пакетам данных. Их содержание изучать не требуется. Вместо этого решения об отправке пакета принимаются на основе содержания меток. Если вы хотите детально изучить как работает MPLS, то MPLSTutorial.com - хорошее место для начала.

Аналогичным образом, TCP/IP Guide Чарльза Козиерока - отличный онлайн-ресурс для тех, кто хочет узнать больше о TCP/IP, его различных уровнях, эквиваленте, модели взаимодействия открытых систем (OSI) и многом другом.

В некотором смысле MPLS-сеть - жемчужина Tata Communications. Поскольку пакетам могут быть присвоены метки с указанием приоритета, такая форма технологии коммутации позволяет компании использовать эту гибкую транспортную систему для обеспечения гарантий при обслуживании клиентов. Присваивание меток также позволяет направлять данные по конкретному пути, а не по динамически назначаемому, что позволяет определять требования к качеству обслуживания или даже избегать высоких тарифов на трафик с определенных территорий.

Опять же, исходя из названия, многопротокольность позволяет поддерживать разные способы коммуникации. Так, если корпоративный клиент хочет VPN (виртуальную частную сеть), личный интернет, облачные приложения или определенный вид шифрования, эти услуги достаточно просто предоставить.

На время этого посещения назовем нашего путеводителя по Бакингемшеру Полом, а его коллегу из центра эксплуатации сети - Джорджем.

«С MPLS мы можем предоставить любой BIA (защитный адрес) или Интернет - любую услугу, которую хочет клиент. MPLS кормит нашу сеть выделенных серверов, которая является самой большой зоной обслуживания в Великобритании. У нас 400 мест с большим числом устройств, соединенных в одну большую сеть, которая является единой автономной системой. Она предоставляет IP, Интернет и услуги P2P нашим клиентам. Поскольку у нее топология сетки (400 взаимосвязанных устройств), каждое новое соединение пройдет по новому пути к MPLS-облаку. Мы также предоставляем сетевые услуги: внутрисетевые и внесетевые. Провайдеры вроде Virgin Media и NetApp предоставляют свои услуги непосредственно клиентам», - рассказывает Пол.

В просторном Зале данных № 110 выделенные сервера и облачные сервисы Tata расположены с одной стороны, а коллокация - с другой. Также оборудован и Зал данных № 120. Некоторые клиенты хранят свои стеллажи в клетках и разрешают доступ к ним только собственному персоналу. Находясь здесь, они получают место, энергию и определенную среду. По умолчанию все стеллажи имеют два источника: A UPS и B UPS. Каждый из них идет по отдельной сети, проходя через здание по разным маршрутам.

«Наше оптоволокно, которое идет от SLTE и Лондона, заканчивается здесь», - рассказывает Пол. Указывая на стеллаж с набором Ciena 6500, он добавляет: «Возможно, вы видели похожее оборудование на месте выхода кабеля на сушу. Вот это берет основное темное оптоволокно, входящее в здание, а затем распределяет его по DWDM-оборудованию. Сигналы темного оптоволокна распределяются по разным спектрам, и затем оно идет к ADVA, после чего раздается клиентам. Мы не позволяем клиентам подключаться к нашей сети напрямую, поэтому все сетевые устройства заканчиваются здесь. Отсюда мы распространяем нашу связь.

Изменение в потоке данных

Обычный день для Пола и его коллег, работающих удаленно, состоит из подключения аппаратного оборудования новых клиентов и заданий вроде выгрузки жестких дисков и твердотельных накопителей (SSD). Это не подразумевает особо глубокое выявление неисправностей. Например, если клиент потерял связь с одним из своих устройств, его команда, находящаяся здесь для поддержки, проверяет, работает ли связь на физическом уровне и, если это необходимо, меняет сетевую плату и все такое прочее, чтобы убедиться в том, что доступ к устройству или платформе восстановлен.

В последние годы он заметил некоторые изменения. Стеллажи с серверами размером 1U или 2U начали заменять блоками 8U или 9U, которые поддерживают множество разных плат, включая ультракомпактные сервера. В результате, просьб об установке индивидуальных сетей серверов стало намного меньше. За последние 4 или 5 лет произошли и другие перемены.

«В Tata большую часть оборудования представляют HP или Dell, их устройства мы сейчас используем для выделенных серверов и облачных протоколов. Раньше еще пользовались Sun, но сейчас он очень редко встречается. Для хранения и резервных копий мы стандартно использовали NetApp, но сейчас, как я вижу, появился еще и EMC, а в последнее время я заметил много запоминающих устройств Hitachi. Кроме того, многие клиенты выбирают выделенные системы резервного хранения, а не управляемые или совместно используемые».

Центры управления центра управления сетью

Планировка в отведенной под ЦУС (центр управления сетью) части помещения во многом похожа на обычный офис, хотя большой экран и камера, посредством которых осуществляется связь между британским офисом и работниками ЦУС в индийском Ченнаи, могут оказаться неожиданностью. Впрочем, они служат своего рода способом тестирования сети: если экран потухает, в обоих офисах понимают, что возникла какая-то проблема. Здесь, фактически, функционирует служба поддержки первого уровня. Сеть контролируется из Нью-Йорка, а за хостингом наблюдают в Ченнаи. Поэтому если что-то серьезное действительно произойдет, в этих местах, расположенных далеко друг от друга, об этом узнают первыми.

Джордж описывает организационную структуру работы центра: «Поскольку мы центр управления сетью, нам звонят люди, у которых возникли проблемы. Мы оказываем поддержку 50-и приоритетным потребителям (все они - те, кто платят за услуги больше всего) и каждый раз, когда они сталкиваются с проблемой, она и правда является приоритетной. Наша сеть предоставляет собой совместную инфраструктуру, и серьезная проблема может затронуть многих потребителей. В таком случае необходимо, чтобы у нас была возможность своевременно их информировать. У нас есть договоренность с некоторыми потребителями, согласно которой мы каждый час предоставляем им последнюю информацию, а некоторым - каждые 30 минут. В случае чрезвычайных происшествий на линии мы постоянно держим их в курсе, пока решаем проблему. Круглосуточно».

Как работает провайдер инфраструктуры

Поскольку речь идет о международной кабельной системе, провайдеры связи по всему миру сталкиваются с одинаковыми проблемами: это, в частности, повреждение наземных кабелей, которое чаще всего происходит на строительных площадках на находящихся под менее тщательным контролем участках. Это и, разумеется, сбившиеся с траектории якори на дне моря. К тому же, нельзя забывать про DDoS-атаки, в ходе которых системы подвергаются нападению, и всю доступную пропускную способность заполняет трафик. Разумеется, команда прекрасно оснащена для того, чтобы противодействовать этим угрозам.

«Оборудование настроено так, чтобы отслеживать обычные модели трафика, которые ожидаются в конкретный период дня. Они могут последовательно сверить трафик в 4 часа дня прошлого четверга и сейчас. Если при проверке выявится что-нибудь необычное, оборудование может превентивно ликвидировать вторжение и перенаправить трафик с помощью другого брандмауэра, что может отсеять любое вторжение. Это называется продуктивным смягчением последствий DDoS. Другой его вид - ответный. В таком случае потребитель может сказать нам: „О, у меня в этот день угроза в системе. Вам лучше бы быть начеку". Даже в такой ситуации мы можем в качестве упреждающей меры произвести фильтрацию. Также существует законная активность, о которой нас уведомят, к примеру, Гластонбери (Музыкальный фестиваль, проходящий в Великобритании - прим. Newочем), так что когда билеты поступают в продажу, возросший уровень активности не блокируется».

За задержками в работе системы также приходится вести упреждающий контроль из-за клиентов вроде Citrix, которые занимаются сервисами виртуализации и облачными приложениями, чувствительными к существенным задержкам сети. Жажду скорости ценит и такой клиент, как Формула-1. Tata Communications управляет сетевой инфраструктурой гонок для всех команд и различных вещательных компаний.

«Мы отвечаем за всю экосистему Формулы-1, включая инженеров гонок, находящихся в месте их проведения и также являющихся частью команды. Мы создаем точку входа на каждом месте проведения гонки - устанавливаем ее, протягиваем вся кабели и обеспечиваем всех пользователей. Мы ставим различные точки доступа Wi-Fi для гостевой зоны и других мест. Находящийся там инженер выполняет всю работу, и он может продемонстрировать, что в день гонок вся связь находится в рабочем состоянии. Мы следим за ней с помощью программы PRTG (Paessler Router Traffic Grapher - программа, предназначенная для мониторинга использования сети - прим. Newочем), так что мы можем проверять состояние ключевых показателей эффективности. Поддержку мы осуществляем отсюда, круглые сутки и без выходных.

Такой активный клиент, который на протяжении года регулярно проводит мероприятия, означает, что команда по управлению объектом должна назначать даты тестирования резервных систем. Если речь идет о неделе проведения гонки F1, то со вторника по понедельник следующей недели этим парням придется держать свои руки при себе и не начинать тестировать линии в центре обработки информации. Даже во время моей экскурсии, которую проводил Пол, он поосторожничал и, показывая на блок оборудования для F1, не стал открывать щиток, чтобы я мог более детально его рассмотреть.

И, кстати, если вам любопытно, как действуют резервные системы, то в них установлены 360 батарей на каждый ИБП и 8 источников бесперебойного питания. В сумме это дает более 2800 батарей, и, поскольку каждая из них весит по 32 кг, их общий вес - около 96 тонн. Срок службы батарей - 10 лет, и за каждой из них ведется индивидуальный контроль температуры, влажности, сопротивления и других показателей, проверяемых круглосуточно. При полной загрузке они смогут поддерживать работу центра обработки информации около 8 минут, что даст кучу времени на то, чтобы включились генераторы. В день моего посещения загруженность была такой, что батареи, включись они, смогли бы обеспечивать работу всех систем центра на протяжении пары часов.

В центре установлено 6 генераторов - по три на каждый зал дата-центра. Каждый генератор может принять полную загруженность центра - 1,6 МВА. Каждый из них производит по 1280 киловатт энергии. В целом туда поступает 6 МВА - такого количества энергии, возможно, хватило бы на то, чтобы обеспечить энергией половину города. В центре есть и седьмой генератор, который покрывает потребность в энергии, нужной для обслуживания здания. В помещении находится около 8000 литров топлива - достаточно, чтобы прекрасно пережить сутки в условиях полной загруженности. При полном сгорании топлива в час потребляется 220 литров дизеля, что, если бы это было машиной, движущейся со скоростью 96 км/ч, могло бы вывести на новый уровень скромный показатель в 235 литров на 100 км - цифры, из-за которых Humvee выглядит как Prius.

Последняя миля

Завершающий этап - последние несколько километров от сетевого шлюза или центра управления сетью до вашего дома - не так уж впечатляет, даже если бегло взглянуть на конечные ответвления сетевой инфраструктуры.

Однако и здесь происходили изменения. Устанавливая новые телекоммуникационные шкафы бок о бок со старыми зелеными шкафами, Virgin Media и Openreach организовывают линии DOCSIS и VDSL2, увеличивая число подключенных к сети домов и предприятий.

VDSL2

Внутри новых шкафов Openreach для линий VDSL2 находится мультиплексор DSLAМ (мультиплексор доступа цифровой абонентской линии в терминологии BT). Во времена технологий ADSL и ADSL2 мультиплексоры DSLAМ устанавливали недалеко от локальных коммутаторов, но использование уличных шкафов позволяет усилить сигнал оптического кабеля, идущего к коммутатору, чтобы увеличить скорость широкополосного доступа для конечного потребителя.

Шкафы DSLAM запитываются отдельно и подключаются соединительными парами к существующим уличным шкафам, такая связка - это узловой телекоммуникационный шкаф. Медная пара до конечного пользователя остается нетронутой, в то время как VDSL2 дает возможность широкополосного доступа за счет использования обычных уличных шкафов.

Это апгрейд, который не может быть осуществлен без присутствия техников, и панель NTE5 (оконечное оборудование сети) внутри дома тоже должна быть модифицирована. Но всё же это шаг вперед, который позволяет провайдерам увеличить скорость с 38 Мбит/с до 78 Мбит/с в миллионах домов, минуя объем работ, необходимых для прокладки FTTH.

DOCSIS

Это совсем иная технология гибридной оптико-коаксиальной сети Virgin Media, которая позволяет обеспечить домашнему потребителю скорость до 200 Мбит/с и до 300 Мбит/с для предприятий. Несмотря на то, что технологии, позволяющие обеспечить такую скорость основаны на DOCSIS 3 (стандарт передачи данных по коаксиальному кабелю), а не на VDSL2, здесь есть кое-какие параллели. Virgin Media прокладывает оптоволоконные линии до уличных шкафов, далее используя медный коаксиальный кабель для широкополосного доступа и ТВ (для телефонии по-прежнему используется витая пара).

Стоит отметить, что DOCSIS 3.0 - это самый распространенный в США вариант последней мили, 55 миллионов из всех 90 миллионов стационарных линий широкополосного доступа используют коаксиальный кабель. На втором месте ADSL - 20 миллионов, далее FTTP - 10 миллионов. Технология VDSL2 в США почти не используется, но время от времени встречается в некоторых городских районах.

DOCSIS 3 до сих пор имеет запас скорости, который позволит кабельным провайдерам при необходимости увеличить скорость до 400, 500 или 600 Мбит/с - а после этого появится DOCSIS 3.1, который уже ждет своего часа.

При использовании стандарта DOCSIS 3.1 входящая скорость превышает 10 Гбит/с, а исходящая достигает 1 Гбит/с. Достигнуть таких мощностей можно за счет метода квадратурной амплитудной модуляции - она же используется на коротких расстояниях в подводных кабелях. Однако на суше получены КАМ более высокого порядка - 4096КАМ по схеме цифровой модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), где, как и в DWDM, сигнал разделяется на несколько поднесущих, передаваемых на разных частотах в ограниченном спектре. Метод ODFM также используется в ADSL/VDSL и G.fast.

Последние 100 метров

Несмотря на то, что FTTC и DOCSIS последние несколько лет доминируют на рынке проводного интернет-доступа Великобритании, будет большим упущением не упомянуть о другой стороне проблемы последней мили (или последних 100 м): мобильные устройства и беспроводная связь.

Вскоре ожидается появление новых возможностей для управления и развертывания мобильных сетей, но пока давайте просто взглянем на Wi-Fi, которая в основном является расширением для FTTC и DOCSIS. Наглядный пример: недавно внедренное и почти полное покрытие городских районов точками доступа Wi-Fi.

Сперва это были всего несколько смелых кафе и баров, но затем BT превратила абонентские маршрутизаторы в открытые точки доступа, назвав это «BT Fon». Сейчас это превратилось в игру крупных инфрастуктурных компаний - Wi-Fi сеть в лондонском метро или интересный проект Virgin «умный тротуар» в Чешаме, Бакингемшир

В беседе с Саймоном Клементом, старшим технологом Virgin Media, создается впечатление, что внедрение умного тротуара сперва казалось более трудной задачей, чем вышло на самом деле.

«Раньше мы сталкивались с трудностями взаимодействия с местными властями, но в этот раз такого не произошло, - говорит Клемент, - городской совет Чешама активно сотрудничал с нами в работе над этим проектом, и складывалось общее впечатление того, что чиновники повсеместно открыты к внедрению коммуникационных услуг для населения и понимают какую работу необходимо проделать, чтобы реализовать эти услуги»

Большинство трудностей возникают сами по себе или связаны с регламентами.

«Главная задача в том, чтобы мыслить нестандартно. К примеру, стандартные проекты беспроводного доступа предполагают установку радиоточек настолько высоко, насколько позволяет административный регламент, и эти точки работают с мощностью, максимальный уровень которой ограничивается тем же регламентом. Мы же попытались установить точки доступа под землей, чтобы они работали на мощности простого домашнего Wi-Fi»

«Нам пришлось идти на множество рисков по ходу проекта. Как и во всех инновационных проектах, предварительная оценка рисков актуальна до тех пор, пока объем работ остается неизменным. На практике это случается крайне редко, и мы вынуждены регулярно производить динамическую оценку рисков. Существуют ключевые принципы, которых мы стараемся держаться, особенно в работе с беспроводным доступом. Мы всегда придерживаемся ограничений стандарта EIRP (эффективная изотропно излучаемая мощность) и всегда используем безопасные рабочие методы применительно к радио. Когда имеешь дело с радиоизлучением, лучше быть консерватором».

Назад в будущее кабельного Интернета

Далее на горизонте для сети POTS от Openreach стоит G.fast, который лучше всего можно описать как конфигурацию FTTdp (оптическое волокно к точке раздачи). Опять же, это переходник от оптоволокна к медному кабелю, но DSLAM будет размещен еще ближе к конечному пользователю, над телеграфными столбами и под землей, а на последних десятках метров кабеля будет привычная медная витая пара.

Идея заключается в том, чтобы расположить оптоволокно как можно ближе к клиенту, одновременно минимизируя длину медного кабеля, что теоретически позволяет достигать скорости подключения от 500 до 800 Мбит/с. G.fast работает с гораздо большим диапазоном частот нежели VDSL2, так что длина кабеля сильнее влияет на работоспособность сети. Однако, некоторые сомневаются, что при таком раскладе BT Openreach будет оптимизировать скорость, так как, по причине высокой стоимости, для предоставления таких услуг им придется вернуться к узловому телекоммуникационному шкафу и пожертвовать скоростью: она снизится до 300 Мбит/с.

Есть еще FTTH. Openreach изначально отложили FTTH - они разработали лучший (читай: дешевый) способ передачи, но недавно заявили о своей «амбиции» начать широкомасштабное внедрение FTTH. Технологии FTTC или FTTdp наиболее вероятно станут краткосрочным и промежуточным решением для многих пользователей, которые пользуются услугами кабельных провайдеров, в свою очередь являющихся оптовыми клиентами Openreach.

С другой стороны, нет основания полагать, что Virgin Media собирается почивать на коаксиальных лаврах: пока их конкурент-телекоммуникационный гигант обдумывает свои ходы, Virgin стабильно поставляет услуги FTTH, охватывая 250 тысяч пользователей и ставит целью достичь 500 тысяч в этом году. Проект Lightning, с помощью которого в течение следующих нескольких лет к сети Virgin подключатся еще четыре миллиона домов и офисов, включает один миллион новых подключений по FTTH.

В нынешней ситуации Virgin использует технологию RFOG (радиочастота по стекловолокну) и таким образом появляется возможность использовать стандартные коаксиальные роутеры и TiVo, но значительное влияние в сфере FTTH в Великобритании дает компании несколько дополнительных опций в будущем, когда спрос на широкополосный пользовательский доступ возрастет.

Последние несколько лет также были благоприятны для мелких и независимых игроков вроде Hyperoptic и Gigaclear, которые выпускают свои собственные оптоволоконные сети. Их площадь покрытия все еще крайне ограничена парой тысяч жилых домов в центре города (Hyperoptic) и сельскими поселениями (Gigaclear), но рост конкуренции и вложений в инфрастуктуру никогда не ведет к плохому.

Вот так история

Вот и все дела: в следующий раз, смотря видео на YouTube, вы в подробностях будете знать, как оно движется с облачного сервера на ваш компьютер. Это может казаться очень легким, - особенно с вашей стороны - но теперь вы знаете правду: всё работает на смертоносных кабелях в 4000 вольт, 96 тоннах батарей, тысячах литров дизельного топлива, миллионах миль кабелей «последней мили» и с большим резервированием.

Сама система тоже будет становиться все больше и безумней. Для умных домов, носимой электроники и ТВ с фильмами по запросу понадобится больший диапазон, большая надежность и больше мозгов в колбах. Хорошо жить в наше время.

Над переводом работала команда Newочем: Влада Ольшанская, Никита Пинчук, Александр Поздеев, Георгий Лешкашели, Оля Кузнецова и Кирилл Козловский.
Редактировали: Анна Небольсина, Роман Вшивцев и Артём Слободчиков.

Положим, вы хотите переслать по почте вашему другу толстый журнал, не по- тратив при этом денег на отправку бандероли. Как решить эту проблему, если почта отказывается принимать письма, содержащие больше нескольких бумажных листов? Выход простой: разделить журнал на страницы и отправлять их отдельными письмами. По номерам страниц ваш друг сможет собрать журнал целиком. Приблизительно таким же способом работает протокол TCP. Он дробит информацию на несколько частей, присваивает каждой части номер, по которому данные впоследствии можно будет соединить воедино, добавляет к ней «служебную» информацию и укладывает все это в отдельный «IP-конверт».Далее этот «конверт» отправляется по Сети - ведь Интернет умеет обрабатывать IP-информацию. Поскольку в такой схеме протоколы TCP и IP тесно связаны, их часто объединяют в одно понятие: TCP/IP. Размер передаваемых в Интернете TCP/IP-пакетов составляет, как правило, от 1 до 1500 байт, что связано с техническими характеристиками Сети.
Наверняка, пользуясь услугами обычной почтовой связи, вы сталкивались с тем, что обычные письма, посылки и иные почтовые отправления теряются и приходят совсем не туда, куда нужно. Те же проблемы характерны и для Интернета. На почте такие неприятные ситуации решают руководители почтовых отделений, а в Интернете этим занимается протокол TCP. Если какой-либо па- кет данных не был доставлен получателю вовремя, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация не будет принята корректно и в полном объеме.

В действительности данные, передаваемые по электронным сетям, не только теряются, но зачастую искажаются из-за помех на линиях связи. Встроенные в TCP алгоритмы контроля за корректностью передачи данных решают и эту проблему. Одним из самых известных механизмов контроля за правильностью пересылки информации является метод, согласно которому в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некая контрольная сумма, вычисленная компьютером-отправителем. Компьютер-получатель по аналогичной системе вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с числом, имеющимся в заголовке пакета. Если цифры не совпадают, TCP пытается повторить передачу.

Следует отметить также, что при отправке информационных пакетов протокол TCP требует от компьютера-получателя подтверждения приема информации. Это организуется путем создания временных задержек при приеме-передаче -тайм-аутов, или ожиданий. Тем временем отправитель продолжает пересылать данные. Образуется некий объем уже переданных, но еще не подтвержденных данных. Иными словами, TCP организует двунаправленный обмен информацией, что обеспечивает более высокую скорость ее трансляции.

При соединении двух компьютеров их модули TCP следят за состоянием связи. При этом само соединение, посредством которого осуществляется обмен данными, носит название виртуального канала.
Современная схема передачи данных в Интернете имеет многослойную структуру, включающую несколько уровней. Такая структура называется эталонной моделью ISO OSI (Open Systems Interconnection). Я не стану подробно раскрывать суть данной схемы, поскольку для общего понимания принципов работы Интернета она просто не нужна. Те, у кого возникнет острая необходимость подробно изучить эту абстрактную структуру, могут воспользоваться любым техническим справочником или почерпнуть информацию из самой Всемирной сети, набрав в окне запроса поискового сервера слово «Internet» или «ISOOSI».

Вернемся к передаче данных с вашей машины на какой-либо удаленный компьютер. На самом деле ваша персоналка, естественно, не транслирует информацию непосредственно компьютеру получателя (если, конечно, это не тот сервер, через который вы подключены к Интернету).
Данные, попадая на компьютер, соединяющий вас со Всемирной сетью, передаются на другую машину, с которой соединен этот компьютер, и так - до первого узла. Далее определяется направление, приблизительно соответствующее тому, в котором находится конечный получатель, то есть маршрут информационного пакета. Пакет отправляется дальше до следующего узла, где снова определяется его дальнейший маршрут. Этот процесс называется маршрутизацией.

Для того чтобы пакет с информацией не «заблудился» по дороге, узлы Интернета, через которые он движется, имеют в своем распоряжении так называемые таблицы маршрутизации - электронные базы данных, в которых содержатся указания, куда именно отсылать тот или иной пакет информации, если он следует на такой-то адрес. Таблицы маршрутизации рассылаются на узлы централизованно, периодически меняются и дополняются. Серверы узлов, осуществляющие маршрутизацию, называются маршрутизаторами, или роутерами (отангл, «router» - «маршрутизатор»). Правила маршрутизации описаны в протоколах ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing InternetProtocol) и OSPF (Open Shortest Path First).
Откуда же маршрутизатор узнает, в каком именно направлении следует отсылать отправленный вами пакет данных? Да от вас же самих. Только при пересылке сообщений с почтовыми голубями не нужно указывать адрес назначения. К сожалению, Интернет не пользуется голубиной почтой, и потому для того, чтобы отправить куда-то послание через Сеть, вам нужно указать, куда именно.

Система адресации в Интернете. Каждый человек, живущий на Земле, имеет адрес, по которому его в случае необходимости можно разыскать. Думаю, ни у кого не вызовет удивления то, что каждая работающая в Интернете машина также имеет свой уникальный адрес. Адреса в Интернете разительно отличаются от привычных нам почтовых. Боюсь, совершенно бесполезно писать на отправляемом вами в Сеть пакете информации нечто вроде «Компьютеру Intel Pentium II 400, эсквайру, Пэнни-Лэйн,114, Ливерпуль, Англия». Увидев такую надпись, ваша персоналка в лучшем случае фундаментально зависнет. Но если вы укажете компьютеру в качестве адреса нечто вроде 195.85.102.14, машина вас прекрасно поймет.

Именно стандарт TCP/IP подразумевает подобную запись адресов подключенных к Интернет компьютеров. Такая запись носит название IP-адрес.

Из приведенного примера видно, что IP-адрес состоит из четырех десятизначных идентификаторов, или октетов, по одному байту каждый, разделенных точкой. Левый октет указывает тип локальной интрасети, в которой находится искомый компьютер. В рамках данного стандарта различается несколько подвидов интрасетей, определяемых значением первого октета. Это значение характеризует максимально возможное количество подсетей и узлов, которые может включать такая сеть. В табл. 1.1 приведено соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса.

Таблица 1.1. Соответствие классов сетей значению первого октета IP-адреса