Как называются пакеты, отправленные на этот компьютер

Обновлено: 22.11.2024

Cкомпьютеры могут быть объединены в сети. Компьютер в сети может взаимодействовать с другими компьютерами в той же сети, обмениваясь данными и файлами или отправляя и получая сообщения. Компьютеры в сети могут даже совместно выполнять большие вычисления.

Сегодня миллионы компьютеров по всему миру подключены к единой огромной сети, называемой Интернетом. Каждый день новые компьютеры подключаются к Интернету как по беспроводной связи, так и посредством физического подключения с использованием таких технологий, как DSL, кабельные модемы и Ethernet.

Существуют сложные протоколы для связи через Интернет. Протокол — это просто подробная спецификация того, как должна происходить коммуникация. Чтобы два компьютера вообще могли общаться, они оба должны использовать одни и те же протоколы. Самыми основными протоколами в Интернете являются Интернет-протокол (IP), который определяет, как данные должны физически передаваться с одного компьютера на другой, и Протокол управления передачей (TCP), который гарантирует, что данные, отправленные с использованием IP, будут получены в его цельно и без ошибок. Эти два протокола, которые вместе называются TCP/IP, обеспечивают основу для связи. Другие протоколы используют TCP/IP для отправки определенных типов информации, таких как веб-страницы, электронная почта и файлы данных.

Все коммуникации через Интернет осуществляются в виде пакетов. Пакет состоит из некоторых данных, отправляемых с одного компьютера на другой, а также адресной информации, указывающей, куда в Интернете должны направляться эти данные. Думайте о пакете как о конверте с адресом снаружи и сообщением внутри. (Сообщение — это данные.) Пакет также включает «обратный адрес», то есть адрес отправителя. Пакет может содержать только ограниченный объем данных; более длинные сообщения должны быть разделены на несколько пакетов, которые затем пересылаются по Сети по отдельности и снова собираются в месте назначения.

Каждый компьютер в Интернете имеет IP-адрес , номер, который однозначно идентифицирует его среди всех компьютеров в Сети. (На самом деле утверждение об уникальности не совсем верно, но основная идея верна, а полная правда сложна.) IP-адрес используется для адресации пакетов. Компьютер может отправлять данные на другой компьютер в Интернете только в том случае, если он знает IP-адрес этого компьютера. Поскольку люди предпочитают использовать имена, а не числа, большинство компьютеров также идентифицируются по именам, называемым доменными именами. Например, главный компьютер факультета математики колледжей Хобарта и Уильяма Смита имеет доменное имя math.hws.edu. (Доменные имена используются только для удобства; вашему компьютеру по-прежнему необходимо знать IP-адреса, прежде чем он сможет обмениваться данными. В Интернете есть компьютеры, работа которых заключается в преобразовании доменных имен в IP-адреса. Когда вы используете доменное имя, ваш компьютер отправляет сообщение на сервер доменных имен, чтобы узнать соответствующий IP-адрес. Затем ваш компьютер использует IP-адрес, а не доменное имя, для связи с другим компьютером.)

Интернет предоставляет ряд услуг подключенным к нему компьютерам (и, конечно же, пользователям этих компьютеров). Эти службы используют TCP/IP для отправки различных типов данных по сети. Среди самых популярных сервисов — обмен мгновенными сообщениями, обмен файлами, электронная почта и Всемирная паутина. Каждая служба имеет свои собственные протоколы, которые используются для управления передачей данных по сети. Каждая служба также имеет своего рода пользовательский интерфейс, который позволяет пользователю просматривать, отправлять и получать данные через службу.

Например, служба электронной почты использует протокол SMTP (простой протокол передачи почты) для передачи сообщений электронной почты с одного компьютера на другой. Другие протоколы, такие как POP и IMAP, используются для извлечения сообщений из учетной записи электронной почты, чтобы получатель мог их прочитать. Однако человеку, использующему электронную почту, не нужно понимать или даже знать об этих протоколах. Вместо этого они используются компьютерными программами за кулисами для отправки и получения сообщений электронной почты. Эти программы предоставляют пользователю простой в использовании пользовательский интерфейс для базовых сетевых протоколов.

Вы можете подумать, какое отношение все это имеет к Java? На самом деле Java тесно связана с Интернетом и Всемирной паутиной. Когда Java был впервые представлен, одной из его главных достопримечательностей была возможность писать апплеты. Апплет — это небольшая программа, которая передается через Интернет и работает на веб-странице. Апплеты позволили веб-странице выполнять сложные задачи и взаимодействовать с пользователем. Увы, апплеты пострадали от множества проблем и вышли из употребления. Теперь есть и другие варианты запуска программ на веб-страницах.

Но апплеты были лишь одним из аспектов связи Java с Интернетом.Java можно использовать для написания сложных автономных приложений, не зависящих от веб-браузера. Многие из этих программ связаны с сетью. Например, многие из крупнейших и наиболее сложных веб-сайтов используют программное обеспечение веб-сервера, написанное на языке Java. Java включает в себя отличную поддержку сетевых протоколов, а его независимость от платформы позволяет писать сетевые программы, которые работают на самых разных типах компьютеров. Вы узнаете о сетевой поддержке Java в главе 11.

Поддержка сети — не единственное преимущество Java. Но многие хорошие языки программирования были изобретены только для того, чтобы вскоре о них забыли. Java посчастливилось воспользоваться огромной и растущей популярностью Интернета.

По мере того, как Java развивалась, ее приложения вышли далеко за пределы Сети. Стандартная версия Java уже поставляется с поддержкой многих технологий, таких как криптография, сжатие данных, обработка звука и трехмерная графика. И программисты написали библиотеки Java, чтобы обеспечить дополнительные возможности. На Java можно разрабатывать сложные высокопроизводительные системы. Например, Hadoop, система для крупномасштабной обработки данных, написана на Java. Hadoop используется Yahoo, Facebook и другими веб-сайтами для обработки огромных объемов данных, генерируемых их пользователями.

Кроме того, Java можно использовать не только на традиционных компьютерах. Java можно использовать для написания программ для многих смартфонов (но не для iPhone). Это основной язык разработки для устройств на базе Android. (Android использует собственную версию Java от Google и не использует те же компоненты графического интерфейса пользователя, что и стандартная Java.) Java также является языком программирования для устройства для чтения электронных книг Amazon Kindle и для интерактивных функций на видеодисках Blu-Ray.

В настоящее время Java определенно считается одним из наиболее широко используемых языков программирования. Это хороший выбор практически для любого проекта программирования, предназначенного для работы на нескольких типах вычислительных устройств, и разумный выбор даже для многих программ, которые будут работать только на одном устройстве. Вероятно, это по-прежнему наиболее широко изучаемый язык в колледжах и университетах. Он достаточно похож на другие популярные языки, такие как C++, JavaScript и Python, поэтому его знание даст вам хороший старт для изучения этих языков. В целом, изучение Java — отличная отправная точка на пути к тому, чтобы стать опытным программистом. Надеюсь, вам понравится это путешествие!

Оказывается, все, что вы делаете в Интернете, связано с пакетами. Например, каждая получаемая вами веб-страница представляет собой серию пакетов, а каждое электронное письмо, которое вы отправляете, уходит в виде серии пакетов. Сети, в которых данные передаются небольшими пакетами, называются сетями с коммутацией пакетов.

В Интернете сеть разбивает сообщение электронной почты на части определенного размера в байтах. Это пакеты. Каждый пакет содержит информацию, которая поможет ему добраться до места назначения: IP-адрес отправителя, предполагаемый IP-адрес получателя, что-то, что сообщает сети, на сколько пакетов было разбито это сообщение электронной почты, и номер этого конкретного пакета. . Пакеты несут данные в протоколах, которые использует Интернет: Протокол управления передачей/Интернет-протокол (TCP/IP). Каждый пакет содержит часть тела вашего сообщения. Типичный пакет содержит от 1000 до 1500 байт.

Затем каждый пакет отправляется к месту назначения по наилучшему доступному маршруту — маршруту, который может быть использован всеми другими пакетами в сообщении или ни одним другим пакетом в сообщении. Это делает сеть более эффективной. Во-первых, сеть может балансировать нагрузку между различными частями оборудования на миллисекундной основе. Во-вторых, если возникает проблема с одним элементом оборудования в сети во время передачи сообщения, пакеты могут быть перенаправлены в обход проблемы, гарантируя доставку всего сообщения.

В зависимости от типа сети пакеты могут называться другими именами:

Далее узнайте о частях пакетов и примерах их применения.

Структура сетевого пакета

Я слышал, что данные передаются пакетами по компьютерной сети. Что такое пакет и зачем его используют сети?

Большинство сетевых пакетов разбиты на три части:

Заголовок. Заголовок содержит инструкции о данных, переносимых пакетом. Эти инструкции могут включать:

Длина пакета (некоторые сети имеют пакеты фиксированной длины, в то время как другие полагаются на заголовок, чтобы содержать эту информацию)
Синхронизация (несколько битов, которые помогают пакету сопоставиться с сетью)
Номер пакета (какой это пакет в последовательности пакетов)
Протокол (в сетях, передающих несколько типов информации, протокол определяет, какой тип пакета передается: электронная почта, веб-страница, потоковое видео)
Адрес назначения (куда идет пакет)
Исходный адрес (откуда пришел пакет)

Полезная нагрузка. Также называется телом или данными пакета. Это фактические данные, которые пакет доставляет получателю. Если пакет фиксированной длины, полезная нагрузка может быть дополнена пустой информацией, чтобы сделать ее нужного размера.

Trailer. Трейлер, иногда называемый нижним колонтитулом, обычно содержит пару битов, сообщающих принимающему устройству, что оно достигло конца пакета. Он также может иметь некоторый тип проверки ошибок. Наиболее распространенной проверкой ошибок, используемой в пакетах, является проверка циклическим избыточным кодом (CRC). CRC довольно аккуратный. Вот как это работает в некоторых компьютерных сетях: он берет сумму всех единиц полезной нагрузки и складывает их вместе. Результат сохраняется в виде шестнадцатеричного значения в трейлере. Принимающее устройство складывает единицы в полезной нагрузке и сравнивает результат со значением, хранящимся в трейлере. Если значения совпадают, пакет исправен. Но если значения не совпадают, принимающее устройство отправляет запрос исходному устройству на повторную отправку пакета.

В качестве примера рассмотрим, как сообщение электронной почты может быть разбито на пакеты. Допустим, вы отправляете электронное письмо другу. Электронное письмо имеет размер около 3500 бит (3,5 килобита). Сеть, по которой вы его отправляете, использует пакеты фиксированной длины в 1024 бита (1 килобит). Заголовок каждого пакета имеет длину 96 бит, а трейлер — 32 бита, оставляя 896 бит для полезной нагрузки. Чтобы разбить 3500 бит сообщения на пакеты, вам понадобится четыре пакета (3500 разделите на 896). Три пакета будут содержать 896 бит полезной нагрузки, а четвертый — 812 бит. Вот что будет содержать один из четырех пакетов:

Заголовок каждого пакета будет содержать соответствующие протоколы, исходный адрес (IP-адрес вашего компьютера), адрес получателя (IP-адрес компьютера, на который вы отправляете электронное письмо) и номер пакета (1, 2, 3 или 4, так как пакетов 4). Маршрутизаторы в сети просматривают адрес назначения в заголовке и сравнивают его со своей таблицей поиска, чтобы узнать, куда отправить пакет. Как только пакет прибудет к месту назначения, компьютер вашего друга удалит заголовок и трейлер из каждого пакета и заново соберет электронное письмо на основе пронумерованной последовательности пакетов.

Первоначально опубликовано: 1 декабря 2000 г.

Часто задаваемые вопросы о сетях с коммутацией пакетов

Как пакеты работают в Интернете?

Все, что вы делаете в Интернете, выполняется пакетами. Это означает, что каждая веб-страница, которую вы получаете, представляет собой серию пакетов, и каждое электронное письмо, которое вы отправляете кому-либо, уходит в виде серии пакетов. Сети, которые отправляют или получают данные небольшими пакетами, называются сетями с коммутацией пакетов.

Почему данные делятся на пакеты?

Данные делятся на пакеты, поскольку это делает сеть более эффективной. Это позволяет сети балансировать нагрузку между различными частями оборудования на миллисекундной основе. Кроме того, если возникает проблема с одним из устройств в сети во время отправки сообщения, пакеты могут быть перенаправлены в обход проблемы, обеспечивая доставку всего сообщения.

Что такое структура пакета?

Структура сетевого пакета состоит из трех частей; заголовок, полезная нагрузка и трейлер. Заголовок включает в себя инструкции о данных, переносимых пакетом. Полезная нагрузка — это тело пакета, представляющее собой фактические данные, которые пакет доставляет получателю. Наконец, трейлер содержит пару битов, которые сообщают принимающему устройству, что оно достигло конца пакета.

Является ли Интернет сетью с коммутацией пакетов?

Все, что вы делаете в Интернете, использует коммутацию пакетов, а сам Интернет — это сеть без установления соединения.

Хотя большинству конечных пользователей все равно, как работает Интернет, некоторым из вас может быть интересно понять основы работы Интернета.

В этой статье мы постараемся раскрыть первый слой этой темы, чтобы понять, как работает Интернет, подробно изучив путь пакета данных от источника к месту назначения в Интернете. С этой точки зрения мы постараемся сделать содержание этой статьи довольно простым.

Прежде чем идти дальше, давайте сначала быстро и кратко разберемся в концепциях DHCP и DNS.

Вы когда-нибудь задумывались, как ваш компьютер получает IP-адрес? Что ж, важно знать, что есть два способа, с помощью которых компьютер получает IP-адрес. Один статический, а другой динамический.

Статический метод — это метод, при котором администратор компьютера вручную устанавливает IP-адрес для машины.Если ваша машина подключена к такой сети, как LAN, то следует иметь в виду, что устанавливаемый IP-адрес не должен совпадать с IP-адресом любой другой машины в той же сети, поскольку это может привести к конфликту IP-адресов. и ни одна из двух машин не сможет получить доступ к Интернету.

Динамический метод – это метод, при котором компьютер (при загрузке системы) запрашивает у сервера назначение ему IP-адреса. Протокол, используемый для этого процесса, известен как протокол динамического управления хостом (DHCP). Упомянутый здесь сервер является известным DHCP-сервером. Этот сервер отвечает за назначение IP-адресов всем компьютерам в сети. DHCP-сервер отвечает за отсутствие конфликта IP-адресов. Если одна из машин выходит из строя, а затем снова загружается, на сервер отправляется новый DHCP-запрос, который на этот раз может назначить тот же или другой IP-адрес. Обычно DHCP-серверу предоставляется пул IP-адресов, и он использует только эти IP-адреса для назначений. Это сделано для безопасного использования других IP-адресов для статических назначений без каких-либо конфликтов.

В реальной жизни, как и в компьютерных сетях, люди идентифицируются по имени, отдельные компьютеры идентифицируются по назначенному им IP-адресу. IP-адреса могут быть двух типов: общедоступные и частные. Обычно серверы используют общедоступные IP-адреса, поскольку с ними связываются миллионы компьютеров по всему миру. В то время как вашему компьютеру, который подключен за маршрутизатором, обычно назначается частный IP. Поскольку количество общедоступных IP-адресов ограничено, концепция частных IP-адресов в сети (за маршрутизатором с общедоступным IP-адресом) стала популярной и успешной. Используемая для этого концепция более широкого уровня известна как NAT или трансляция сетевых адресов.

DNS-серверы используются для преобразования имени домена в IP-адрес. Когда запрос получен DNS-сервером, он проверяет, есть ли у него необходимая информация. Если эта информация о преобразовании отсутствует, DNS-сервер перенаправляет этот запрос на другой DNS-сервер. Таким образом выполняется преобразование доменного имени в IP-адрес и отправляется обратно.

Отправить DNS, как продвигаются дела?

Чтобы понять следующее объяснение, необходимо иметь базовые знания об уровнях набора протоколов TCP/IP. Тем не менее, мы постараемся, чтобы объяснение было простым.

Если пункт назначения пакета не подключен напрямую к исходному компьютеру, то с помощью информации о маршрутизации, имеющейся на исходном компьютере, пакет передается на ближайший соответствующий компьютерный узел. В сети могут быть различные узлы, такие как маршрутизаторы, мосты, шлюзы и т. д. Каждый объект имеет свое значение, например, маршрутизатор используется для пересылки пакета, мост используется для соединения сетей с использованием одного и того же протокола, а шлюзы используются для соединения сетей с разные протоколы.

Если мы рассматриваем базовую сеть, то маршрутизаторы являются основными агентами, которые играют жизненно важную роль в пересылке пакета от источника к месту назначения. Когда пакет впервые покидает исходный компьютер, в качестве MAC-адреса назначения используется MAC-адрес соответствующего маршрутизатора (на который передается пакет).

Когда пакет достигает этого маршрутизатора, маршрутизатор выполняет следующее действие:

Уменьшает значение TTL и пересчитывает контрольную сумму пакета.
Маршрутизатор ищет в своей таблице маршрутной информации полный адрес хоста, указанный в IP-адресе назначения пакета. Если он найден, маршрутизатор предпринимает действия для пересылки пакета на соответствующий хост.
Если такая запись не найдена, в таблице выполняется поиск сетевого адреса, полученного из IP-адреса назначения. Если он найден, маршрутизатор перенаправляет пакет в эту конкретную сеть.
Если две вышеуказанные проверки не пройдены, пакет передается на маршрутизатор по умолчанию, полученный из записи по умолчанию в его таблице информации о маршрутизации.

В любом из вышеперечисленных случаев всякий раз, когда пакет передается маршрутизатором на какой-либо другой маршрутизатор или в пункт назначения, MAC-адрес пункта назначения пакета изменяется на непосредственный маршрутизатор или пункт назначения, которому он отправляется. Таким образом, информация об IP-адресе в пакете остается неизменной, но MAC-адрес назначения меняется от одного маршрутизатора к другому. Таким образом, пакет перемещается от одного маршрутизатора к другому, пока не достигнет пункта назначения.

Теперь в пункте назначения:

После этого формируется ответ и передается обратно так же, как описано выше.

Вот оно. Вот как пакет данных перемещается от источника к месту назначения в Интернете.

Пакет — это основная единица связи в цифровой сети. Пакет также называют дейтаграммой, сегментом, блоком, ячейкой или кадром, в зависимости от протокола, используемого для передачи данных.Когда данные должны быть переданы, они разбиваются на аналогичные структуры данных перед передачей, называемые пакетами, которые повторно собираются в исходный фрагмент данных, как только они достигают места назначения.

Структура пакета зависит от типа пакета и протокола. Обычно пакет имеет заголовок и полезную нагрузку.

Заголовок содержит служебную информацию о пакете, службе и других данных, связанных с передачей. Например, передача данных через Интернет требует разбиения данных на IP-пакеты, которые определяются в IP (интернет-протокол), а IP-пакет включает:

Исходный IP-адрес, который является IP-адресом машины, отправляющей данные.
IP-адрес назначения, то есть компьютер или устройство, на которое отправляются данные.
Порядковый номер пакетов, номер, который упорядочивает пакеты таким образом, чтобы они были собраны таким образом, чтобы вернуть исходные данные точно такими же, какими они были до передачи.
Тип службы
Флаги
И некоторые другие технические данные.
Полезная нагрузка, которая представляет собой большую часть пакета (все вышеперечисленное считается служебной информацией) и на самом деле представляет собой передаваемые данные.

Содержание

Схема пакета [ редактировать ]

Ищете основные сведения о пакетах? [править]

Я понимаю это? [править]

Навыки [ изменить ]

Вы должны знать, как перехватывать и просматривать пакеты. Диагностика сетевых проблем с помощью анализа пакетов не входит в задачи IB Computer Science, но вы должны уметь просматривать сетевой пакет. Инструментом де-факто для этого является wireshark. Вам потребуется много часов, чтобы научиться пользоваться wireshark.

OS X : nettop -m tcp

OS X/Linux: sudo tcpdump -nnSX порт 443

tcpdump — это сложный и мощный инструмент для просмотра пакетов. Существует превосходный веб-сайт, на котором можно узнать больше об этом, вы можете запросить, нажав на эту ссылку

Стандарты [ изменить ]

Ссылки [ изменить ]

группа или система взаимосвязанных людей или вещей.

Единица абстрактной математической системы, подчиняющаяся законам арифметики.

Укажите точное значение слова, фразы, понятия или физической величины.

Взаимодействие. В Интернете используется такое оборудование, как компьютеры, маршрутизаторы, телефоны, браузеры и т. д., которое форматирует байты и отправляет их на другое оборудование. Это работает только в том случае, если разные стороны договорились о стандартном формате байтов. Были ранние попытки «корпоративных» стандартов, Microsoft или IBM контролировали формат. Это был полный провал.

Успешным решением стали «открытые стандарты» — стандарты, не находящиеся под контролем ни одного поставщика. Любой может свободно ознакомиться с внедрением стандарта, без платы, без патентов, без разрешения. Открытые стандарты оказались ключевой движущей силой Интернета в том виде, в каком мы его знаем сегодня.

Вы можете купить кофеварку GE, но тогда вам не нужно покупать вилку GE, шнур и блок питания. Штекер стандартный, в него втыкается все что угодно. TCP/IP!

Интернет — стандарты TCP/IP

Предыдущая лекция.. LAN, например. Ethernet, Wi-Fi, один дом
Интернет – всемирная сеть, основанная на открытых стандартах.
Интернет похож на телефонную систему для компьютеров.
Стандарты TCP/IP, 1974 г., исследование, спонсируемое государством.
Открытые стандарты, независимые от поставщиков — очень успешная модель
Капитализм «Интернет» потерпел неудачу до открытого стандарта
При наличии стандартного фундамента капитализм строит на нем большое строительство.

В предыдущих примерах с локальной сетью все компьютеры соединяются в одной локальной сети. Теперь мы масштабируем задачу, чтобы отправлять пакеты между любыми двумя компьютерами на земле.

Всемирный Интернет построен на семействе стандартов TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол), которые решают более серьезную проблему отправки пакетов между компьютерами по всему Интернету. Это бесплатные и открытые стандарты, не зависящие от поставщика, что, вероятно, и является причиной их невероятного успеха.

IP-адрес

У каждого компьютера в Интернете есть IP-адрес.
Здесь рассматриваются IP-адреса версии 4, версия 6 не за горами.
напр. 171.64.64.166
IP-адрес составляет ровно 4 байта (4 числа по 1 байту)
Левая часть кодирует "район" в Интернете.
Так же, как телефон, 650-725-0000
напр. 171.64.xxx.xxx обычно кампус Стэнфорда
напр. 171.64.64.xxx мой этаж в здании Gates
Невозможно просто указать IP-адрес, зависит от местоположения

Каждый компьютер в Интернете имеет "IP-адрес", который его идентифицирует (например, номер телефона). IP-адрес состоит из 4 байтов, написанных между точками, например «171.64.2.3». Левая часть адреса частично кодирует, где этот IP-адрес находится во всем Интернете - например, любой 171.64.(любой) является частью Стэнфорда (например, код города телефонного номера). В частности, в моей части здания Gates все IP-адреса начинаются с 171.64.64.XX, отличаясь только этим последним байтом.

Сандра Баллок Блупер

Ошибка TCP/IP в этом видео "The Net".

75.748.86.91 -- недопустимый IP-адрес! Каждое число составляет 1 байт, 0..255

Доменные имена

Маршрутизатор

Компьютер обычно подключается к маршрутизатору для обслуживания.
Мы будем говорить, что маршрутизатор восходящий.
Маршрутизатор обеспечивает доступ в Интернет, обрабатывая пакеты компьютера.
Маршрутизатор имеет несколько сетевых подключений.
-Для пересылки чего-либо требуется не менее двух подключений.
-Перенаправляет пакеты из одного подключения в другое.
Мой офисный компьютер находится по адресу 171.64.64.16
Этот компьютер подключается "вверх по течению" к маршрутизатору 171.64.64.1.
Этот маршрутизатор обрабатывает трафик для нескольких локальных компьютеров.
IP-адреса левой стороны компьютера и маршрутизатора обычно совпадают.
Они находятся в одном и том же IP-«окрестности».

Самый распространенный способ подключения компьютера к Интернету — установить соединение с "маршрутизатором", который уже подключен к Интернету. Компьютер устанавливает соединение, скажем, через Ethernet для передачи пакетов маршрутизатору. Маршрутизатор находится «вверх по течению» от компьютера, соединяя компьютер со всем Интернетом. Например, компьютер в моем офисе в Стэнфорде имеет IP-адрес 171.64.64.166, и он имеет односкачковое соединение Ethernet со своим восходящим маршрутизатором по адресу 171.64.64.1, и этот маршрутизатор обрабатывает пакеты для моего компьютера. Часто IP-адрес маршрутизатора заканчивается на .1, например, мой маршрутизатор 171.64.64.1. Как правило, IP-адреса компьютера и его маршрутизатора будут выглядеть одинаково слева, поскольку они находятся в одном и том же «районе» Интернета.

IP-пакет — IP-адреса отправителя и получателя

TCP/IP определяет стандартный IP-пакет.
Определяет адреса, формат данных, схему контрольной суммы
В пакете TCP/IP есть поля "от:" и "кому":
Поля from: и to: являются IP-адресами

Много прыжков!

Как пакет распространяется по Интернету? Ответ: Хоп-хоп-хоп-хоп-хоп-хоп-хоп-хоп. Странно, но факт.

<р>1. Мой компьютер подготавливает IP-пакет, который включает, в частности, информацию From:/To: в качестве IP-адресов, например: (IP-пакет From:171.64.64.166 To:173.255.219.70 data data data data).

<р>2. Мой компьютер отправляет этот IP-пакет моему восходящему маршрутизатору через один переход через Ethernet. Это "первый прыжок" пакета на его пути.

<р>3. Маршрутизатор 171.64.64.1 просматривает To:/From: пакета и пересылает его следующему маршрутизатору, который на один шаг ближе к конечному пункту назначения. По сути, у маршрутизатора есть собственный восходящий маршрутизатор, который больше и знает больше о структуре Интернета. Пакет пересылается по одному переходу за раз, пока не достигнет конечного пункта назначения. Каждому маршрутизатору не обязательно знать весь маршрут к месту назначения; каждому маршрутизатору просто нужно знать, каким путем отправить пакет, чтобы приблизить его на один переход к месту назначения. Маршрутизаторы смотрят на левую часть IP-адреса, чтобы направить пакет в правильное соседство — 173.255.xx — с правой частью адреса — xx219.70 — вступают в игру только тогда, когда пакет близок к своему пределу. пункт назначения.

Анализ маршрутизатора

Каждый маршрутизатор знает достаточно, чтобы вычислить следующий переход, а не весь маршрут.
Нет «центра» Интернета, который знал бы все.
Компьютер-инициатор обычно ничего не знает, делегируя полномочия своему маршрутизатору.
"Основные" маршрутизаторы ближе к середине, крупнее, красивее, больше подключений
Маршрутизаторы постоянно измеряют работоспособность/обрыв соединения.
-Выбирают альтернативные маршруты в режиме реального времени в зависимости от обрыва или перегрузки.
Маршрутизаторы — это распределенная система для совместной работы.
-Каждый выполняет свою часть работы, совместно решая общую задачу
-VS. централизованная/нисходящая система

Маршрутизация пакета с вашего компьютера похожа на капиллярно-артериальную систему... ваш компьютер не работает на капиллярном уровне, ваш пакет перенаправляется во все более и более крупные артерии, направляется в нужную область и затем снова вниз к все более и более мелким капиллярам, наконец, достигнув места назначения. Конечный пункт назначения собирает все пакеты вместе в правильном порядке, чтобы восстановить исходный файл изображения или что-то еще.Маршрутизаторы на концах имеют тривиальную конфигурацию восходящего/нисходящего потока, поэтому следующий переход для пакета довольно прост. Более центральные «основные» маршрутизаторы, как правило, имеют несколько возможных исходящих соединений, поэтому им сложнее выбрать, какой канал использовать для следующего перехода.

Маршрутизаторы совместно определяют, какие сети доступны по каким ссылкам, и динамически регулируют, какие ссылки использовать для каждого пакета. Одной из простых метрик может быть маршрутизация пакетов таким образом, который требует наименьшего количества переходов. На самом деле используемые метрики более сложны. Система маршрутизации устойчива к аппаратным сбоям маршрутизатора, перегрузке определенных каналов из-за нормального трафика и выходу из строя каналов. Путь, пройденный IP-пакетом, может меняться от минуты к минуте. Маршрутизаторы — еще один пример распределенной системы для совместной работы. Старая шутка состоит в том, что экскаватор является естественным хищником IP-пакетов в дикой природе, поскольку при строительстве иногда перерезается важный кабель данных, внезапно разрывая используемый канал. Маршрутизаторы «обходят» такие повреждения автоматически.

Обратите внимание, что моему компьютеру не нужно знать структуру Интернета. Моему компьютеру просто нужно подключиться к вышестоящему маршрутизатору, и маршрутизатор, его вышестоящий маршрутизатор и т. д. будут обрабатывать маршрутизацию оттуда.

Говоря в общих чертах, большинство данных, которые вы получаете или отправляете через Интернет, передаются пакетами, которые занимают более 10, но менее 20 переходов от источника к месту назначения.

Оплата интернет-услуг

Интернет-сервис похож на основную утилиту
Обычно вы платите провайдеру за свои «первоначальные» услуги.
Скажем, 30 долларов США в месяц за подключение со скоростью 10 Мбит/с (мегабит в секунду).
Они, в свою очередь, платят часть этих денег своему вышестоящему поставщику.
К сожалению, интернет-услуги в США не очень конкурентоспособны = высокая стоимость.
«Сетевой нейтралитет» — хорошая идея, чтобы избежать манипуляций рынком со стороны (несколько) интернет-провайдеров
Если бы 10 провайдеров конкурировали за предоставление услуг, вам не понадобился бы закон о сетевом нейтралитете.

Специальные «локальные» IP-адреса

Обратите внимание, что адреса 10.x.x.x и 192.168.x.x — это специальные "локальные" IP-адреса.
Эти адреса недействительны в Интернете в целом.
Они используются внутри организации, но не за ее пределами.
Они преобразуются в реальный IP-адрес по мере прохождения пакета.
Часто выдаются роутерами Wi-Fi... почему я их упоминаю

Что значит быть в Интернете?

В Интернете — например, подключиться к маршрутизатору Wi-Fi
1. Компьютер подключается к восходящему маршрутизатору для обработки трафика. Большинство точек доступа Wi-Fi сочетают в себе радиомодули Wi-Fi и маршрутизатор.
2. Маршрутизатор обычно предоставляет компьютеру IP-адрес для использования
Компьютер не может выбрать произвольный IP-адрес, так как левая часть адреса зависит от местоположения в Интернете. сведения, известные маршрутизатору
Кроме того, вы не хотите выбирать IP-адрес, используемый кем-то другим, поэтому маршрутизатор предоставляет вам заведомо исправный.
3. DHCP «Протокол динамической конфигурации хоста» — автоматически настраивает сетевые параметры для работы локально. Компьютеры очень часто используют эту функцию для автоматического получения необходимой конфигурации сети от маршрутизатора.

Так что же значит, что компьютер находится в Интернете? Обычно это означает, что компьютер установил соединение с маршрутизатором. Широко используемый стандарт DHCP (протокол динамической конфигурации хоста) упрощает подключение к маршрутизатору; установление временного соединения, и маршрутизатор предоставляет вашему компьютеру IP-адрес для временного использования. Обычно DHCP используется при подключении к точке доступа Wi-Fi.

Эксперимент: откройте панель управления сетью на своем компьютере. Он должен показать, какой IP-адрес вы используете в настоящее время, и IP-адрес вашего маршрутизатора. Вероятно, вы увидите текст, в котором упоминается, что DHCP используется.

Демонстрация: DNS-поиск

Здесь я использую программу host для поиска IP-адреса доменного имени. Вам не нужно этого делать; Я просто демонстрирую.

Демонстрация: проверка связи

«Ping» — старая и очень простая интернет-утилита. Ваш компьютер отправляет пакет «ping» на любой компьютер в Интернете, и компьютер отвечает ответом «ping» (не все компьютеры отвечают на ping). Таким образом, вы можете проверить, работает ли другой компьютер и работает ли сетевой путь между вами и им. Глагол "ping" также используется в обычном английском языке таким образом... не уверен, что это из Интернета или наоборот.

Доля секунды, используемая для отправки и возврата пакета. 1 мс = 1/1000 секунды. В отличие от пропускной способности, это «задержка приема-передачи».

Здесь я запускаю программу "ping" для нескольких адресов, посмотрите, что она сообщает

Трассировка

Просмотреть серии прыжков
Первые несколько переходов в вашем IP-окружении
Больше прыжков... больше миллисекунд
Обратите внимание, Нью-Йорк, Лондон... большой скачок в миллисекундах
Прыжки не увеличиваются линейно с расстоянием
Ист-Бэй – 30 миль от Стэнфорда – 11 прыжков.
Россия – 10 000 миль от Стэнфорда – 19 пересадок

Traceroute – это программа, которая пытается идентифицировать все маршрутизаторы между вами и каким-либо другим компьютером в Интернете, демонстрируя качество Интернета. На большинстве компьютеров есть своего рода утилита «traceroute», если вы хотите попробовать ее самостоятельно (не обязательно). Некоторые маршрутизаторы видны для traceroute, а некоторые нет, поэтому он не обеспечивает полностью надежных результатов. Тем не менее, это четкое отражение хоп-хоп-качества Интернета. Вот пример трассировки из моего офиса, а затем случайно выбранного компьютера с доменным именем Сербия (.rs).

Интернет и скорость света

Скорость, с которой может двигаться пакет, никогда не превышает скорости света.
Он будет двигаться на долю секунды медленнее света, потому что.
-Провода перескакивают из города в город, а не по кратчайшему маршруту
-Сигнал в проводе/волокне медленнее, чем в вакууме
-Маршрутизаторам требуется некоторое время для упаковки/распаковки/пересылки пакеты
-другой трафик тоже использует маршрутизаторы
Тем не менее, время пинга пропорционально скорости света.

Читайте также: