Como a internet realmente funciona? [fechadas]

Question

Há muita informação que tenho visto em protocolos / camadas TCP / IP, DNS, LANs, VPNs, esquemas NAT, SSL / TLS / etc. e similares, que são, eu diria, mais "usuário" -face "aspectos da maneira como a internet funciona. Mas por mais que eu tente, é difícil aprender como funciona a internet realmente (suas partes "internas", etc.).

Algumas perguntas de exemplo, para mostrar o que quero dizer com isso ...

• Quando envio uma mensagem para um computador pela Internet, para onde (que tipos de lugares / organizações e onde fisicamente) a mensagem passa até chegar ao seu destino?
• Por que preciso acessar a Internet de um provedor? Por que não posso simplesmente me conectar diretamente à internet?
• O que compõe o "backbone", o principal núcleo da internet, e como isso funciona? Isso é um segredo, talvez?

Então ...

1) Como funciona a internet realmente ; o que faz "girar"?

2) É possível encontrar mais informações boas sobre essas coisas na web, e se sim, quais são alguns bons recursos para isso?

    

Answer 1

A internet é uma rede de redes.

Digamos que você tenha uma rede de 10 sistemas, cada um com um endereço IP, e Tom tenha uma rede e Alice tenha uma rede. Você precisaria de uma conexão separada com Tom e Alice para conversar com eles e o custo associado.

Agora, digamos que Tom está conectado a Alice e você está conectado a Tom, e Tom permite que você se conecte a Alice através dele, ou seja, peering.

Imagine precisar conectar-se a centenas de pessoas diferentes separadamente. Você não pode ter redes ponto a ponto intercontinentais, então você tem uma série de conexões de alta capacidade, que são muito caras de manter. Você poderia, em teoria, se ligar ao backbone principal ou administrar o seu próprio, mas é mais barato comprá-lo de um revendedor, ou seja, um ISP. O ISP também tem acordos de peering (então você não precisa fazer acordos separados com Tom, Alice, Ali, Ivan, Ravi, Vanda ...).

A internet funciona porque conecta essas redes variadas e completamente desconectadas de maneira coerente. Praticamente cada 'rede' é um AS que é uma coleção de redes.

Agora que obtivemos uma visão geral, você pode rastrear a rota que você levaria para um servidor com tracert no windows e traceroute no linux. Cada rota teria saltos dentro do ISP, para um ISP maior e para sua localização final

geek@tamandua:~/pystatgrab-0.5/glances-1.1.3$ traceroute www.superuser.com
traceroute to www.superuser.com (64.34.119.12), 30 hops max, 60 byte packets
 1  menu (192.168.1.254)  7.264 ms  7.224 ms  7.192 ms
 2  bb219-74-xxx-x.singnet.com.sg (219.74.xxx.x)  17.088 ms  18.808 ms  20.773 ms
 3  202.166.xxx.xx (202.166.xxx.xxx)  22.701 ms  24.651 ms  26.585 ms
 4  xe-0-0-0-3000.qt-ar04.singnet.com.sg (202.166.121.129)  28.496 ms  30.633 ms  32.386 ms
 5  xe-8-3-0-0.qt-cr02.singnet.com.sg (202.166.126.209)  34.427 ms  36.272 ms  38.153 ms
 6  ae6-0.singha.singnet.com.sg (202.166.120.186)  40.136 ms  13.885 ms  13.848 ms
 7  ae5-0.beck.singnet.com.sg (202.166.126.41)  15.732 ms  12.018 ms  13.772 ms
 8  203.208.190.57 (203.208.190.57)  17.938 ms  17.923 ms  19.544 ms
 9  ge-1-0-0-0.sngc3-dr1.ix.singtel.com (203.208.173.134)  21.731 ms 203.208.171.213 (203.208.171.213)  23.515 ms 203.208.171.217 (203.208.171.217)  27.320 ms
10  ge-1-1-3-0.sngtp-dr2.ix.singtel.com (203.208.152.21)  29.300 ms  29.313 ms 203.208.171.197 (203.208.171.197)  31.083 ms
11  so-3-0-0-0.laxow-cr1.ix.singtel.com (203.208.151.222)  212.783 ms so-2-0-0-0.laxow-cr1.ix.singtel.com (203.208.151.86)  226.137 ms  202.607 ms
12  203.208.153.142 (203.208.153.142)  204.518 ms  208.651 ms ge-7-0-0-0.laxow-dr2.ix.singtel.com (203.208.183.158)  209.639 ms
13  peer1.com.any2ix.coresite.com (206.223.143.79)  197.931 ms  199.860 ms  213.576 ms
14  10ge.ten1-1.la-600w-cor-2.peer1.net (216.187.88.146)  203.925 ms  219.400 ms  221.328 ms
15  10ge-ten1-2.dal-eqx-cor-1.peer1.net (216.187.124.122)  266.703 ms  266.687 ms  268.531 ms
16  10ge-ten1-1.dal-eqx-cor-2.peer1.net (216.187.124.134)  282.273 ms  247.504 ms  249.410 ms
17  10ge-ten2-1.atl-telx-cor-1.peer1.net (216.187.124.118)  251.279 ms  253.250 ms  255.212 ms
18  10ge-ten1-1.atl-101mar-cor-1.peer1.net (216.187.120.226)  246.224 ms  262.020 ms  252.336 ms
19  10ge.xe-1-0-0.wdc-eqx-dis-1.peer1.net (216.187.115.37)  281.690 ms  269.931 ms  285.666 ms
20  10ge.ten1-2.wdc-sp2-cor-1.peer1.net (216.187.115.234)  287.404 ms  289.290 ms  291.204 ms
21  216.187.120.254 (216.187.120.254)  293.154 ms  295.091 ms  263.393 ms
22  10ge.xe-2-0-0.nyc-telx-dis-1.peer1.net (216.187.115.221)  265.291 ms  267.265 ms  282.774 ms
23  10ge.xe-0-0-0.nyc-telx-dis-2.peer1.net (216.187.115.182)  278.996 ms  267.974 ms  271.307 ms
24  oc48-po3-0.nyc-75bre-dis-1.peer1.net (216.187.115.134)  273.482 ms  275.482 ms  277.317 ms
25  gwny01.stackoverflow.com (64.34.41.58)  292.767 ms  294.730 ms  296.702 ms

Neste caso, eu tenho quatro saltos da troca local do singtel (XE), nove saltos para os roteadores da singtel em homenagem à cerveja, 11 saltos para a troca de LA (laxow), transferidos pelo par 1 em Los Angeles para o par 1 em Nova York. Finalmente, o ISP no hop 25 pode passar nosso tráfego para os servidores do Stack Overflow. Nosso tráfego com o Stack Overflow, neste caso, percorre 25 redes conectadas até chegar aos servidores do Stack Overflow.

Singtel é um AS para os nossos propósitos, assim como o peer 1.

Essas rotas são decididas pelo BGP entre as redes (de modo que eu conectaria de singtel a peer 1 LA) e < href="http://en.wikipedia.org/wiki/Interior_routing_protocol"> IRP dentro de um AS .

Hipoteticamente você PODERIA executar seu próprio AS, fazer seus próprios acordos de peering e assim por diante, mas seria muito caro

    

Answer 2

Aqui está uma visão de alto nível.

A Internet é basicamente um grupo mundial de computadores em rede, para facilitar a enorme quantidade de tráfego transportado através dessas redes, os governos e as empresas privadas estabelecem cabos maciços entre os países, esses principais cabos são a 'espinha dorsal' da Internet. Ocasionalmente, um navio arrastará uma âncora sobre um deles e danificará ou até mesmo quebrará a âncora. Se isso acontecer, poderá causar uma interrupção importante em um determinado país.

Para se conectar a este backbone você precisa pagar taxas para o dono do cabo e você precisa do hardware, estes são os principais custos, da ordem de centenas de milhares, senão milhões de dólares, se você pessoalmente tivesse dinheiro, você poderia se conectar sem um ISP. A maioria das pessoas acha mais econômico pagar uma pequena taxa mensal.

Sempre que você envia informações pela Internet, as informações têm um destino, um URL, por exemplo. Equipamentos de rede acham muito difícil direcionar uma mensagem (dividida em 'pacotes') para um endereço de texto, de modo que os equipamentos de rede chamados roteadores armazenam listas internas de URLs combinadas com endereços numerados, um endereço IP, por exemplo: 203.35.57.110. Isso é chamado de DNS (Domain Name System), existem várias camadas de servidores DNS, se um servidor DNS não puder encontrar um IP em seu próprio DNS, ele perguntará seu 'pai'.

Esses endereços geralmente são divididos em intervalos entre os países, ou seja, 203.xxx é a Austrália. Nem todas as redes conhecem todos os endereços IP, elas conhecem apenas uma lista muito pequena de endereços, o suficiente para direcionar qualquer pacote que aparecer em seu caminho.

Exemplo: você deseja abrir a página inicial do superusuário.

1. Você digita superuser.com no seu navegador e pressiona enter.
2. O seu computador analisa o seu DNS interno para o superuser.com e o converte para um IP; se ele não o encontrar no DNS, ele pergunta ao DNS do seu provedor e assim por diante até que ele receba um IP (64.34. 119.12).
3. O seu computador pede ao router do seu ISP para enviar pacotes de pedidos para 64.34.119.12
4. O roteador do seu provedor verifica suas tabelas de roteamento para ver para onde ele deve enviar sua solicitação, ele vê que o 64.xxx está fora de sua rede local e, portanto, não pode enviá-lo diretamente, envia a solicitação para um roteador de nível superior .
5. Isso continua e continua até que o pacote atinja um roteador que saiba que esse IP está em algum lugar dos EUA, então ele envia o pacote para o roteador mais próximo dos EUA que ele conhece.
6. O roteador dos EUA vê que o próximo número no IP é 34, e se souber que isso está na costa leste em algum lugar, ele o envia nessa direção.
7. Em algum ponto da linha, um roteador vê que o IP está alocado a um determinado ISP, então ele o envia para esse ISP.
8. O roteador no ISP vê que o IP é um dos seus e sabe exatamente para qual máquina enviá-lo.
9. A máquina receptora recebe a solicitação e vê que você solicitou a página inicial, para reunir os dados e enviá-los de volta para você.
10. O processo começa tudo de novo.

Tudo isso acontece em questão de milissegundos.

Esta é apenas uma visão geral simplificada, os IPs podem ser alocados de maneiras diferentes, uma empresa muito grande ou organização militar pode possuir todos 125.xxx.xxx.xxx, mas um pequeno país pode ser alocado apenas 275.24.xxx .xxx.