Как работает интернет на самом деле: кабели под океаном и всё остальное

Интернет осязаем очень реальным: кабели под океаном, пакеты в маршрутизаторах.

Начинается с кабелей под океаном

Интернет в своём физическом измерении — это сеть кабелей, многие из которых проходят по дну океана. Около 400 активных подводных кабельных систем соединяют континенты, перенося более 95% международного трафика данных. Эти кабели несут огромные объёмы данных в виде световых импульсов через оптоволоконные жилы. Когда люди говорят «облако», они имеют в виду серверы в дата-центрах, соединённых этими кабелями. Облако физично. Оно имеет расположение. Оно потребляет электричество.

Как данные путешествуют: пакеты

Когда вы отправляете письмо или загружаете страницу, ваши данные разбиваются на маленькие пакеты — обычно по 1500 байт — которые путешествуют независимо и собираются на месте назначения. TCP/IP — протокольный набор, делающий это возможным. IP адресует каждый пакет. TCP управляет надёжной доставкой, отслеживая прибытие пакетов и запрашивая повторную передачу потерянных. UDP используется для видео — он жертвует надёжностью ради скорости.

DNS: телефонная книга интернета

Когда вы вводите «goodpeoplemap.com», ваш компьютер не знает соответствующего IP-адреса. Он спрашивает DNS-резолвер, который ищет соответствие в глобальной иерархически организованной базе данных. Этот поиск занимает миллисекунды и происходит для каждого посещаемого сайта. DNS-взлом — перенаправление запросов к мошенническим IP — распространённый вектор атак.

Интернет-точки обмена: где интернет встречается сам с собой

Интернет — не одна сеть, а сеть сетей. Провайдеры и контентные сети соединяются в Интернет-точках обмена (IXP). Амстердамский интернет-обмен (AMS-IX) обрабатывает более 10 терабит в секунду. Нарушение работы крупного IXP каскадирует через подключённые сети.

CDN: почему Netflix загружается быстро

Сети доставки контента (CDN) — Cloudflare, Akamai, Amazon CloudFront — хранят копии популярного контента на серверах по всему миру, часто в нескольких сотнях километров от большинства пользователей. Загружая видео с Netflix, вы, скорее всего, подключаетесь к ближайшему узлу CDN, а не к серверу в Калифорнии.

Хрупкий и устойчивый одновременно

Интернет разрабатывался с учётом устойчивости. Но у устойчивости есть пределы. В 2021 году неверная конфигурация BGP в Facebook отключила Facebook, Instagram, WhatsApp и внутренние инструменты примерно на шесть часов. BGP — протокол маршрутизации между сетями. Инженеры не могли даже удалённо получить доступ к системам для исправления, потому что инструменты удалённого доступа тоже были недоступны.

Часто задаваемые вопросы

В: В чём разница между интернетом и Всемирной паутиной?

О: Интернет — физическая и логическая инфраструктура: кабели, маршрутизаторы, протоколы. Всемирная паутина — приложение, работающее на интернете: система гипертекстовых документов, доступных через HTTP/HTTPS. Тим Бернерс-Ли изобрёл паутину в 1989 году в ЦЕРН; интернет как концепция предшествует ей на десятилетия (ARPANET — 1969).

В: Как HTTPS защищает данные и что означает значок замка?

О: HTTPS использует TLS для шифрования данных между браузером и сайтом. Значок замка означает, что соединение зашифровано и сертификат проверен — это не означает, что сам сайт заслуживает доверия, только то, что ваша коммуникация с ним приватна от перехватчиков в сети.

Любопытные умы находят друг друга. Познакомьтесь с теми, кто задаёт те же вопросы, на Good People Map.