Как устроен Интернет

Протокол TCP

Протокол TCP - протокол пакетной связи, определяющий формат, в котором сообщения передаются в Интернете. Согласно ему, все сообщения разделяются на небольшие пакеты размером около 1,5 Кб, и каждый пересылается отдельно. У каждого из них есть небольшой заголовок, где записан его номер в общей посылке.

Каждый пакет из пункта А в пункт Б может доставляться разными маршрутами. Когда все они поступят на компьютер Б, они соберутся в правильном порядке, и сообщение будет восстановлено. Если по дороге какой-то из пакетов "потеряется", его передача будет повторена.

Преимущества пакетной связи. Пакетная связь дает массу преимуществ. Во-первых, в десятки раз снижается стоимость эксплуатации каналов связи. Например, когда партнер из Москвы разговаривает по телефону с партнером из Владивостока, они в течение нескольких минут монополизируют всю линию связи и за эти минуты должны оплатить ее содержание и обслуживание.

Если же связь происходит в пакетном режиме, то между пакетами, циркулирующими из Москвы во Владивосток, вставляются пакеты тысяч других абонентов из самых разных городов страны, и на долю каждого абонента приходится весьма незначительная стоимость услуг. Именно поэтому телефонный разговор с соседним городом в течение нескольких минут стоит дороже, чем целый час работы в Интернете с компьютерами, находящимися на других континентах.

В виде пакетов можно передавать не только файлы, но и речь, музыку, изображения, видео. Через Интернет можно разговаривать по телефону (так называемая Интернет-телефония или IP-телефония), слушать радио (Интернет-радио), смотреть телевизионные передачи. Чем больше поток данных, тем больший объём информации надо пропускать в секунду, тем выше требования к линиям связи и тем выше стоимость услуг по передаче.

Протокол IP

Если протокол TCP определяет то, как происходит передача сообщений, то от протокола IP зависит, куда происходит передача. Полное название протокола IP - Internet Protocol, то есть протокол межсетевого взаимодействия. Он и дал название всемирной сети Интернет. До введения протокола IP понятия Интернет не существовало.

Согласно протоколу IP, каждый компьютер должен иметь уникальный адрес — он называется IP-адресом и записывается в числовой форме, например так: 224.32.195.17. В IР-адрес входят четыре числа (четыре байта) от 0 до 255. Всего, можно получить более 4 миллиардов уникальных адресов, но поскольку часть адресов используется для служебных целей, на практике возможно получение более 2 миллиардов адресов. Пока этого хватает, поскольку сегодня на земном шаре работает лишь несколько сот миллионов компьютеров и других гаджетов, которые могут использовать Интернет.

Маршрутизация

Перед помещением сообщения (запроса, ответа) в Сеть, оно нарезается на TСР-пакеты, и к каждому приписывается заголовок с номером пакета в общей посылке. Затем к сформированному TCP-пакету приписывается новый заголовок с IP-адресами получателя и отправителя. Так получается IР-пакет, который и направляется в Сеть ближайшему серверу. Сервер анализирует адрес получателя из IР-заголовка и перебрасывает сообщение своему соседу, находящемуся "ближе" к получателю.

Так сообщение движется между серверами, как бы по эстафете, пока на достигнет адресата. Мы не случайно взяли слово "ближе" в кавычки. Имеется в виду не географическая "близость", а техническая. Дальний сервер, соединенный высокопроизводительной линией связи, может считаться более "близким", чем близкий сервер, условия связи с которым плохие.

Условия связи в Сети непрерывно меняются. Сервер, который минуту назад был свободен, может оказаться перегруженным или вообще отключенным. Поэтому сообщения из пункта А в пункт Б могут проходить разными маршрутами: одни быстрее, а другие — медленнее, и только когда все пакеты соберутся вместе, из них восстанавливается исходное сообщение.

Движением в Сети управляют специальные устройства — маршрутизаторы. Они похожи на светофоры, регулирующие автомобильное движение, в том смысле, что корректно управляют движением TСР-пакетов, чтобы все участки Сети были загружены равномерно и работали эффективно.