Как данные путешествуют через Интернет

Когда мы говорим об Интернете, очень легко думать о нем как об одной компьютерной сети. Но в реальности, он состоит из тысяч отдельных сетей, принадлежащих правительствам, корпорациям и отдельным пользователям. Компьютеры и ссылки, составляющие Интернет, были созданы огромным числом компаний и используют широкий ассортимент различных технологий, чтобы хранить и передавать информацию.

Существование Интернета стало возможным, потому что, хотя существует большое число различных компьютеров и сетевого оборудования, для коммуникации они все используют относительно небольшое число протоколов.

Два самых известных из них, это Internet Protocol (Протокол Интернета, IP), который используется для передачи информации, и Transmission Control Protocol, TCP (Протокол Управления Передачей), который предоставляет структуру для отправки информации через сеть.

Эти два протокола настолько важны, что часто пишутся вместе как TCP/IP. С тех пор как все наши компьютеры используют одни и те же протоколы, похоже они все принадлежат к одной сети. Интернет состоит из иерархии сетей, которые совместно сообщаются через TCP/IP. Самый низкий уровень состоит из отдельных пользователей, которые могут быть соединены в местной региональной сети. Эти небольшие сети соединены со следующим уровнем, которое состоит из провайдеров Интернет-сервисов или корпоративных сетей, предоставляющим доступ к Интернет сервисам. Они, в свою очередь соединены с более высшими уровнями, такими как телекоммуникационные компании, которым принадлежат все важные кабеля, позволяющие информации путешествовать по миру. Самую верхнюю часть Интернета иногда называют хребтом Интернета или первым уровнем.

Прежде чем информация может быть отправлена через Интернет, TCP разбивает ее на установленного размера части. Их называют дейтаграммами, иногда пакетами. Каждая дейтаграмма содержит небольшой объем информации, информацию необходимую для Интернета, включая адреса отправителя и получателя и серийный номер. Дейтаграммы с адресами отправляются компьютером отправителя на ближайший маршрутизатор, такой как их домашняя сеть. Локальный маршрутизатор извлекает адрес назначения дейтаграммы и ищет указанный адрес в таблице известных адресов. Если адрес назначения известен маршрутизатору, дейтаграмма отправляется на компьютер назначения.

Однако, если адрес назначения неизвестен маршрутизатору, он отправляет дейтаграмму маршрутизатору более высокого уровня, который имеет более обширный список адресов. Дейтаграмма может быть отправлена выше и выше до маршрутизаторов, находящихся в «хребте» Интернета. Маршрутизаторам высшего уровня достаточно только проверить первую часть адреса назначения, чтобы определить куда должна быть перенаправлена дейтаграмма. После обнаружения адреса в адресной таблице маршрутизатора, дейтаграмма может быть перенаправлена маршрутизатору более низкого уровня, который в свою очередь отправит ее более и более низкоуровневым маршрутизаторам, до тех пор, пока она наконец не достигнет места назначения.

Маршрутизаторы постоянно информируют друг друга о своем статусе и тому насколько они заняты. Когда отдельные сегменты Интернета бывают перегружены, или маршрутизатор становится недоступным, другие маршрутизаторы находят новые пути для дейтаграмм, чтобы обойти препятствие. Способность IP постоянно перенаправлять информацию, чтобы убедиться в надежности потока трафика, означает что он полностью доступен дейтаграммам, содержащим части одного файла для приема совершенно другими маршрутизаторами через Интернет.

Когда дейтаграммы наконец достигают своего места назначения, TCP ответственен за восстановление информации в первоначальном виде. Серийные номера каждой дейтаграммы позволяют упорядочить данные, так что информация может быть восстановлена в правильном порядке. TCP также позволяет получателю запрашивать новые копии потерянных или поврежденных дейтаграмм у отправителя. В отличие от потенциально ненадежной сети, TCP и IP предлагают крайне надежный путь отправки данных.

• По материалам The Open University.
• Перевод thingshistory.com. Использовать только с разрешения!