Wie funktioniert das Internet wirklich? [geschlossen]

Ich habe viele Informationen zu TCP / IP-Protokollen / -Schichten, DNS, LANs, VPNs, NAT-Schemata, SSL / TLS / usw. und dergleichen gesehen, die, wie ich sagen würde, eher "benutzerorientiert" sind. Aspekte der Funktionsweise des Internets. Aber wie auch immer, es ist schwer zu lernen, wie das Internet wirklich funktioniert (seine "internen" Teile usw.).

Einige Beispielfragen, um zu zeigen, was ich damit meine ...

• Wenn ich eine Nachricht über das Internet an einen Computer sende, wo (welche Orte / Organisationen und physisch wo) wird die Nachricht durchlaufen, bis sie ihr Ziel erreicht?
• Warum muss ich von einem ISP Internet bekommen? Warum kann ich mich nicht einfach direkt mit dem Internet verbinden?
• Was macht das "Rückgrat" aus, den Hauptkern des Internets, und wie funktioniert das? Ist das vielleicht ein Geheimnis?

Damit...

1) Wie funktioniert das Internet wirklich ? Was macht es "Spin"?

2) Ist es möglich, im Web weitere gute Informationen zu diesen Dingen zu finden, und wenn ja, welche guten Ressourcen gibt es dafür?

Das Internet ist ein Netzwerk von Netzwerken.

Nehmen wir an, Sie haben ein Netzwerk von 10 Systemen mit jeweils einer IP-Adresse, und Tom hatte ein Netzwerk, und Alice hatte ein Netzwerk. Sie benötigen eine separate Verbindung zu Tom und Alice, um mit beiden zu sprechen, und die damit verbundenen Kosten.

Nehmen wir an, Tom ist mit Alice verbunden, und Sie sind mit Tom verbunden, und Tom lässt Sie über ihn mit Alice verbinden - das ist ein Blick.

Stellen Sie sich vor, Sie müssen sich getrennt mit hundert verschiedenen Personen verbinden. Sie können keine interkontinentalen Punkt-zu-Punkt-Netzwerke haben, daher verfügen Sie über eine Reihe von Verbindungen mit sehr hoher Kapazität, deren Wartung sehr teuer ist. Theoretisch könnten Sie sich in das Haupt-Backbone einbinden oder Ihr eigenes betreiben, aber es ist billiger, es bei einem Reseller, dh einem ISP, zu kaufen. Der ISP hat auch Peering-Vereinbarungen (so dass Sie keine separaten Vereinbarungen mit Tom, Alice, Ali, Ivan, Ravi, Vanda treffen müssen ...).

Das Internet funktioniert, da es diese vielfältigen, völlig getrennten Netzwerke auf kohärente Weise miteinander verbindet. Praktisch jedes "Netzwerk" ist ein AS, bei dem es sich um eine Sammlung von Netzwerken handelt.

Nachdem wir uns einen Überblick verschafft haben, können Sie die Route verfolgen, die Sie zu einem Server mit Tracert in Windows und Traceroute unter Linux nehmen würden. Jede Route würde innerhalb des ISP zu einem größeren ISP und zu Ihrem endgültigen Standort springen

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

In diesem Fall bin ich vier Hops von Singtels Local Exchange (XE), neun Hops von Singtels Routern, die nach Bier benannt sind, elf Hops von ihrem LA Exchange (Laxow), die von Peer 1 in LA bis Peer 1 in New York übertragen wurden. Schließlich kann der ISP in Hop 25 unseren Datenverkehr an die Server von Stack Overflow weiterleiten. Unser Datenverkehr mit Stack Overflow wird in diesem Fall über 25 verbundene Netzwerke übertragen, bis er auf den Servern von Stack Overflow ankommt.

Singtel ist ein AS für unsere Zwecke, ebenso wie Peer 1.

Diese Routen werden von BGP zwischen Netzwerken (so dass ich eine Verbindung von Singtel zu Peer 1 LA herstellen würde) und IRP innerhalb eines AS festgelegt .

Hypothetisch KÖNNTEN Sie Ihr eigenes AS betreiben, Ihre eigenen Peering-Vereinbarungen treffen und so weiter, aber es wäre sehr kostspielig

Hier ist eine sehr allgemeine Ansicht.

Das Internet ist im Grunde eine weltweite Gruppe von vernetzten Computern. Um den enormen Datenverkehr zu erleichtern, der über diese Netzwerke transportiert wird, verlegen Regierungen und private Unternehmen massive Kabel zwischen Ländern. Diese Hauptkabel sind das „Rückgrat“ des Internets. Gelegentlich zieht ein Schiff einen Anker über einen dieser und beschädigt oder bricht ihn möglicherweise sogar. In diesem Fall kann es zu einem größeren Ausfall für ein bestimmtes Land kommen.

Um mit diesem Backbone verbunden zu werden, müssen Sie Gebühren an den Eigentümer des Kabels zahlen und Sie benötigen die Hardware. Dies sind Hauptkosten in der Größenordnung von Hunderttausenden, wenn nicht Millionen von Dollar, wenn Sie persönlich das Geld hatten, Sie könnte ohne ISP verbinden. Die meisten Leute finden es jedoch kostengünstiger, eine kleine monatliche Gebühr zu zahlen.

Wenn Sie Informationen über das Internet senden, haben die Informationen ein Ziel, beispielsweise eine URL. Für Netzwerkgeräte ist es sehr schwierig, eine Nachricht (aufgeteilt in "Pakete") an eine Textadresse zu leiten, sodass Netzwerkgeräte, die als Router bezeichnet werden, interne Listen von URLs speichern, die mit nummerierten Adressen und einer IP-Adresse übereinstimmen, z. B.: 203.35.57.110. Dies wird als DNS (Domain Name System) bezeichnet. Es gibt verschiedene Ebenen von DNS-Servern. Wenn ein DNS-Server keine IP in seinem eigenen DNS finden kann, fragt er seinen "Elternteil".

Diese Adressen sind normalerweise in verschiedene Bereiche unterteilt, dh 203.xxx ist Australien. Nicht alle Netzwerke kennen jede einzelne IP-Adresse, sie kennen nur eine sehr kleine Liste von Adressen, die ausreicht, um jedes Paket zu leiten, das ihnen in den Weg kommt.

Beispiel: Sie möchten die Superuser-Homepage öffnen.

1. Sie geben superuser.com in Ihren Browser ein und drücken die Eingabetaste.
2. Ihr Computer überprüft das interne DNS für superuser.com und konvertiert es in eine IP. Wenn er es nicht in seinem DNS findet, fragt er den DNS Ihres Internetdienstanbieters usw. in der Kette, bis er eine IP erhält (64.34.119.12).
3. Ihr Computer fordert den Router Ihres Internetdienstanbieters auf, Anforderungspakete an 64.34.119.12 zu senden
4. Der Router Ihres Internetdienstanbieters überprüft anhand seiner Routing-Tabellen, wohin er Ihre Anfrage senden soll. Er stellt fest, dass sich 64.xxx außerhalb seines lokalen Netzwerks befindet und daher nicht direkt gesendet werden kann. Daher sendet er die Anfrage an einen übergeordneten Router.
5. Dies geht so lange weiter, bis das Paket einen Router erreicht, der weiß, dass sich diese IP irgendwo in den USA befindet, und das Paket dann an den nächstgelegenen Router in die USA sendet, von dem es weiß.
6. Der US-Router sieht, dass die nächste Nummer in der IP 34 ist, und wenn er weiß, dass sich diese irgendwo an der Ostküste befindet, sendet er sie in diese Richtung.
7. Irgendwann sieht ein Router, dass die IP einem bestimmten ISP zugewiesen ist, und sendet sie an diesen ISP.
8. Der Router beim ISP erkennt, dass die IP eine eigene ist, und weiß genau, an welchen Computer er gesendet werden soll.
9. Der empfangende Computer erhält die Anforderung und stellt fest, dass Sie die Startseite angefordert haben. Daher werden die Daten zusammengestellt und an Sie zurückgesendet.
10. Der Prozess beginnt von vorne.

Dies alles geschieht in wenigen Millisekunden.

Dies ist nur eine vereinfachte allgemeine Übersicht. Die IPs können auf unterschiedliche Weise zugewiesen werden. Ein sehr großes Unternehmen oder eine militärische Organisation besitzt möglicherweise alle 125.xxx.xxx.xxx, einem kleinen Land jedoch möglicherweise nur 275.24.xxx.xxx.