что такое узел в интернете
Хост — что это такое и как он работает
Довольно часто, читая какие-нибудь статьи в интернете по информатике или компьютерной тематике, можно наткнуться на термин — хост или узел. Чаще всего авторы таких статей не объясняют, что это такое.
И у пользователей ПК, особенно тех, которые увлекаются компьютерными и сетевыми технологиями возникает вопрос — что же это такое и почему этот термин так нередко употребляют в интернете?
Надеюсь вам понравился материал про маску сети, давайте сегодня разберем, что означает термин Хост, что он из себя представляет и почему некоторые авторы его так часто употребляют.
Что такое Хост
Хост (host) — в первую очередь это любое устройство, которое выполняет функции клиент-сервера. Имеет несколько значений:
1. Это — сервер, на котором можно размещать данные и хранить их, например, документы, музыку, видео и т.д. Все это может быть доступно в общем доступе или для частного пользования. Это может быть всякий сайт, электронная почта, интернет-сервис или даже онлайн игра.
2. Это — IP адрес. Вы уже знаете, что каждому устройству, подключенному к сети, привязывается уникальный идентификатор — айпи. Он бывает статическим и динамическим. Если адрес динамический, то им могут пользоваться сразу несколько пользователей, но хост будет считаться все равно, как один. Поэтому статистика по уникальным айпи, на сервисах для их подсчета часто бывает искаженной. Для памяти, — IP как вы знаете используется в стеке протоколов TCP/IP.
3. Это – компьютер, или другая техника, или гаджет подключенные к интернету. Но это можно отнести и ко второму пункту про айпи. Написал, чтобы было понятней.
4. Это — уникальный посетитель. Нередко встретишь в глобальной паутине и такое определение.
Интересно! С английского переводится — «хозяин» или «принимающий гостей», что довольно забавно.
Что такое узел сети
Узел сети — это любое устройство, подключенное к интернету. Им может быть: компьютер, смартфон, телевизор, планшет, маршрутизатор, принтер и т.д. Т.е. каждое устройство, которое имеет свой IP адрес.
Чем хост отличается от узла?
По сути эти два термина означают одно и тоже, но, все зависит от того, в каком контексте они употребляются. Так, любой узел с IP адресом по сути является хостом, поэтому их просто взаимозаменяют.
Но, есть отличие, так, host может быть виртуальным и работать в режиме сервера, например, yandex.ru, предоставляя сервисы для других узлов — вашему и другим ПК.
Отличие заключается в том, что хост может быть виртуальным и работать в режиме сервера, а узел нет. Если конечно не настроить последний на работу в режиме сервера.
Так, как эти понятия практически синонимы друг друга и их можно заменять в различных контекстах — поэтому многие авторы и употребляют их, просто заменяя один на другой. Так, что если увидите эти термины в каких-либо статьях — смотрите на то, в каком ключе их используют.
В заключение
Вот вы и узнали, что это такое по определению в информатике. Надеюсь вам было интересно, в следующих материалах мы продолжим разбираться в сетевых технологиях — будет много полезного. Заходите еще!
Топологии сетей | Курс «Компьютерные сети» (Декабрь 2021).
Table of Contents:
Модемы, коммутаторы, концентраторы, мосты, серверы и принтеры также являются узлами, как и другие устройства, которые подключаются через WiFi или Ethernet. Например, сеть, соединяющая три компьютера и один принтер вместе с двумя другими беспроводными устройствами, имеет шесть общих узлов.
Узлы в компьютерной сети должны иметь определенную форму идентификации, например IP-адрес или MAC-адрес, для того, чтобы быть распознанным другими сетевыми устройствами. Узел без этой информации, или тот, который был отключен, больше не функционирует как узел.
Что делает сетевой узел?
Сетевым узлом обычно является любое устройство, которое принимает и затем передает что-то через сеть, но вместо этого может просто получать и хранить данные, передавать информацию в другом месте или создавать и отправлять данные.
Например, компьютерный узел может создавать резервные копии файлов в Интернете или отправлять электронную почту, но также может передавать потоки видео и скачивать другие файлы. Сетевой принтер может получать запросы на печать с других устройств в сети, в то время как сканер может отправлять изображения обратно на компьютер. Маршрутизатор определяет, какие данные предоставляются тем устройствам, которые запрашивают загрузку файлов в сети, но также используются для отправки запросов в общедоступный Интернет.
Другие типы узлов
Что такое проблема конечного узла?
Существует термин «проблема конечных узлов», который относится к угрозе безопасности, которая возникает с пользователями, подключающими свои компьютеры или другие устройства к чувствительной сети, физически (например, на работе) или через облако (из любого места), в то время как в то же время используя это же устройство для выполнения незащищенных действий.
Некоторые примеры включают конечного пользователя, который забирает домашний рабочий ноутбук, а затем проверяет их электронную почту в незащищенной сети, например, в кафе, или пользователь, который подключает их персональный компьютер или телефон к сети WiFi компании.
Одним из самых больших рисков для корпоративной сети является персональное устройство, которое было использовано и затем используется в этой сети. Проблема довольно ясна: устройство смешивает потенциально незащищенную сеть и бизнес-сеть, которая, вероятно, содержит конфиденциальные данные.
Устройство конечного пользователя может быть заражено вредоносными программами такими вещами, как клавиатурные шпионы или программы передачи файлов, которые извлекают конфиденциальную информацию или перемещают вредоносное ПО в частную сеть после установления соединения.
Существует много способов избежать этой проблемы: от VPN и двухфакторной аутентификации до специального загрузочного клиентского программного обеспечения, которое может использовать только определенные программы удаленного доступа.
Однако другой метод состоит в том, чтобы просто обучить пользователей тому, как правильно защитить свое устройство. Персональные ноутбуки могут использовать антивирусную программу для защиты своих файлов от вредоносных программ, а смартфоны могут использовать подобное приложение для защиты от вредоносных программ, чтобы заражать вирусы и другие угрозы, прежде чем они причинят какой-либо вред.
Другие значения узла
Слово «узел» также используется с node.js, который представляет собой среду выполнения JavaScript, используемую для выполнения кода JavaScript на стороне сервера. «Js» в node.js не ссылается на расширение JS-файла, используемое с файлами JavaScript, а вместо этого является только именем инструмента.
Что такое Hops & Hop Counts в компьютерной сети?
В компьютерных сетях термин «хост» относится к общему числу маршрутизаторов, от источника к получателю, через который проходит пакет.
Что такое модем в компьютерной сети?
Первые модемы были построены в 1950-х годах, стали важным устройством для подключения к Интернету в 1990-х годах и остаются популярными сегодня.
Что такое бит в компьютерной сети?
Узел сети
Узел сети (англ. node ) — это устройство, соединённое с другими устройствами как часть компьютерной сети. Узлами могут быть компьютеры, мобильные телефоны, карманные компьютеры, а также специальные сетевые устройства, такие как маршрутизатор, коммутатор или концентратор.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Узел сети» в других словарях:
узел (сети) — Любая станция, терминал, коммуникационная ЭВМ, установленные в сети передачи данных ЭВМ. [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN node … Справочник технического переводчика
узел сети — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN network junction point … Справочник технического переводчика
узел сети — tinklo mazgas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. network node vok. Netzknoten, m; Netzwerkknoten, m rus. узел сети, m pranc. nœud de réseau, m … Automatikos terminų žodynas
узел (сети связи) — — [[http://www.rfcmd.ru/glossword/1.8/index.php?a=index d=23]] Тематики защита информации EN node … Справочник технического переводчика
узел сети (компьют.) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN station … Справочник технического переводчика
Узел сети (узел) — 1. Компьютер, подключенный к сети, на котором запущен процесс SMTP, либо присутствуют почтовые ящики Употребляется в документе: РД 45.134 2000 Средства технические телематических служб. Общие технические требования … Телекоммуникационный словарь
базовый узел сети — центральный узел сети — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы центральный узел сети EN core nodeCN … Справочник технического переводчика
одноранговый узел сети — равноправный пользователь сети одноуровневый одноранговый равноправный — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы равноправный пользователь… … Справочник технического переводчика
главный узел сети — pagrindinis tinklo mazgas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. master network node vok. Master Netzknoten, m rus. главный узел сети, m pranc. nœud général de réseau, m … Automatikos terminų žodynas
подчиненный узел сети — pavaldusis tinklo mazgas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. slave network node vok. Slave Netzknoten, m rus. подчиненный узел сети, m pranc. nœud esclave de réseau, m … Automatikos terminų žodynas
Узлы в компьютерной сети объяснили
Узлы в компьютерной сети должны иметь некоторую форму идентификации, такую как IP-адрес или MAC-адрес, чтобы другие сетевые устройства могли ее распознать. Узел без этой информации или тот, который находится в автономном режиме, больше не функционирует как узел.
Что делает сетевой узел?
Сетевые узлы — это физические части, которые составляют сеть. Они обычно включают в себя любое устройство, которое получает и передает информацию. Но они могут получать и хранить данные, передавать информацию в другом месте или вместо этого создавать и отправлять данные.
Другие типы узлов
В волоконно-оптической сети кабельного телевидения узлами являются дома или предприятия, которые подключаются к одному и тому же оптоволоконному приемнику.
Другим примером узла является устройство, которое предоставляет интеллектуальную сетевую услугу в сотовой сети, например контроллер базовой станции (BSC) или узел поддержки шлюза GPRS (GGSN). Другими словами, мобильный узел — это то, что обеспечивает программные средства управления за оборудованием, например, структура с антеннами, которые передают сигналы на все устройства в сети.
Суперузел — это узел в одноранговой сети, который функционирует не только как обычный узел, но также как прокси-сервер и устройство, которое передает информацию другим пользователям в системе P2P. Из-за этого супер узлы требуют больше ресурсов процессора и пропускной способности, чем обычные узлы.
Что такое проблема конечного узла?
Термин «проблема конечного узла» относится к угрозе безопасности, которая возникает, когда пользователи подключают свои компьютеры или другие устройства к чувствительной сети, либо физически (например, на работе), либо через облако (из любого места), в то же время используя это То же устройство для выполнения незащищенных действий.
Некоторые примеры включают конечного пользователя, который забирает свой рабочий ноутбук домой, но затем проверяет свою электронную почту в незащищенной сети, например в кафе, или пользователь, который подключает свой персональный компьютер или телефон к сети Wi-Fi компании.
Одним из наиболее значительных рисков для корпоративной сети является взломанное персональное устройство, которое кто-то использует в этой сети. Проблема довольно ясна: смешивание потенциально незащищенной сети и бизнес-сети, которая, вероятно, содержит конфиденциальные данные.
Устройство конечного пользователя может быть вредоносным ПО, зараженным такими вещами, как клавиатурные шпионы или программы передачи файлов, которые извлекают конфиденциальную информацию или перемещают вредоносное ПО в частную сеть после входа в систему.
Тем не менее, другой метод заключается в обучении пользователей тому, как правильно защитить свое устройство. Персональные ноутбуки могут использовать антивирусную программу для защиты своих файлов от вредоносных программ, а смартфоны могут использовать аналогичное приложение для защиты от вредоносных программ, чтобы ловить вирусы и другие угрозы, прежде чем они причинят какой-либо вред.
Другие значения узла
Повесть о настоящем Интернете
Abstract: Рассказ про устройство Интернета, как «сети сетей» в виде текста для чтения, без двоичной системы счисления и нюансов BGP. Большая часть расказа будет не про процесс общения ноутбука с точкой доступа, а о том, что происходит после того, как данные пройдут «шлюз по умолчанию». Предупреждаю, букв много.
Вступление
Маленький провокативный вброс: ни один из читателей этой статьи к Интернету не подключен. Все подключены к сети своего провайдера, и не более. Подключение к Интернету дорогое, его сложно делать, вам потребуется очень крутое оборудование, несколько договоров с несколькими операторами связи и квалифицированные сотрудники. Простому домашнему пользователю это никак и никогда не светит. Не говоря уже о том, что в Интернете может быть не больше 4 миллиардов подключившихся (а до недавнего времени было даже «не более 65536») [1]. Даже если весь Интернет перейдёт на ipv6, это число не поменяется.
Вот число подключившихся к Интернету [2]: 
По оси Y — число в штуках. Штуках, штуках. И вас в этом числе не посчитали.
Дело в том, что Internet — это, если переводить буквально, «межсетье». Сеть Сетей. И участниками Интернета являются не пользователи (их компьютеры, планшеты, микроволновки с wifi и т.д.), а сети. Сети и только сети участвуют в работе Интернета. Интернет — это то, что связывает разные сети между друг другом.
А вот отдельные узлы этих сетей — они уже могут посредством своей сети, подключенной к Интернету, связываться с другими узлами других сетей.
Впрочем, обо всём по порядку.
Что есть сеть?
Я пропущу всю драматичную и покрытую пылью историю первых десятилетий компьютеров. В какой-то момент возникло желание передавать информацию с компьютера на компьютер иначе, чем дырявя тысячи перфокарт. После долгих мучений и миллиардных инвестиций в сдохшие-таки протоколы, которые так и не стали стандартами (а некоторые стали, но всё равно сдохли), возникло понятие «локальной сети» (или «локалки»). Локальная сеть позволяет компьютерам, которые расположены рядом связываться друг с другом по адресу в этой сети. Понятие «рядом» очень растяжимое, и может растягиваться на несколько зданий, а если сильно напрячься, то и на пару городов.
Мы все привыкли к тому, что это самое, компьютерное, называется «сеть». Но мы ещё помним, что сетью называется то, чем ловят рыбу и прочие ячеистые структуры.
Так что если компьютерная, но сеть, то она тоже должна быть из ячеек. В то же самое время наш бытовой опыт говорит о том, что это никак не сеть, а настоящее компьютерное дерево. Листья (компьютеры, смартфоны, планшеты и т.д.) подключаются к веткам (маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа), которые снова подключаются к маршрутизаторам/коммутаторам, и так до тех пор, пока не образуется Главный Маршрутизатор, от которого линк обычно уходит к провайдеру Интернета. Или, в случае совсем локальной сети — никуда не уходит, ибо Маршрутизатор — он Главный.
Ответ: в такой конфигурации нет сети. Это не сеть. То есть это всё ещё компьютерная сеть, но очень частный, «порванный» её вариант. Настоящая компьютерная сеть подразумевает, что у нас в сети более чем один маршрутизатор, и они связаны друг с другом несколькими линками.
Ниже схема средней по размеру локальной сети. Круглые объекты — маршрутизаторы, квадратные — коммутаторы, за вычетом исходной точки и целевой точки все коммутаторы удалены для упрощения. Зелёным показан предпочительный путь, красным — дорогой отрезок.
Уже больше похоже на сеть?
Именно в избыточных связях и состоит главная идея Интернета. Создавали его американские военные (ARPANET) с простой целью — если любой из промежуточных узлов на этой схеме произойдёт повреждение (на войне бывает, знаете ли, копали окоп, порвали кабели), то связь должна сохраниться.
На самом деле я немного лукавлю — множество локальных сетей (было) построено не на протоколе IP, а на других протоколах (ATM, IPX/SPX).
Но мы говорим про победителя — про протокол IP (который так и расшифровывается — Internet Protocol).Сети, построенные на базе IP-протокола, и Интернет в частности работают на принципе hop-by-hop.
Hop by hop
Для того, чтобы исключить существование «центрального маршрутизатора всея Интернет» каждый маршрутизатор, решающий куда дальше послать принятый пакет, принимает это решение самостоятельно. И только в пределах своих соседей (directly connected). Этот принцип называется «шаг за шагом» (hop by hop). Альтернативой подобному подходу мог бы быть либо центральный координирующий узел, говорящий как передавать пакеты, либо указание маршрута в самом пакете.
Идея центрального координирующего узла натыкается на одну простую проблему — как донести информацию о новом маршруте до маршрутизатора, если использующийся для связи с маршрутизатором маршрут повреждён? Упс…
Идея «заранее проложенного маршрута» использовалась в UUCP (предшественник обычной электронной почты), но в условиях войны (одновременно: землетрясение, цунами, и авария на атомной электростанции) надеяться, что отправитель в курсе, какие узлы работают, какие нет, мягко говоря, наивно.
Таким образом, принцип hop-by-hop перекладывает всю ответственность за маршрут на данном участке на маршрутизатор, отвечающий за данный участок (в такой формулировке звучит как банальность).
Маршрутизатор обычно может довольно хорошо сказать, кто из его соседей живой, а кто нет. Плюс, он может общаться с соседями соседей и узнавать информацию о том, какие у них линки живые, а какие нет.
Второе (общение с соседями) называется «протокол маршрутизации». Он описывает то, каким образом маршрутизатор должен общаться с соседями и как именно это общение должно влиять на таблицу маршрутизации. Сами протоколы бывают двух типов — для работы «внутри сети», и для работы между сетями.
Таблица маршрутизации — это святая святых любого маршрутизатора. Её структура простая: весь трафик сети такой-то пересылается на адрес такой-то через сетевой интерфейс такой-то, плюс предпочтительность каждого маршрута. Чем точнее маршрут, тем он предпочтительней, а при прочих равных используется приоритет данного маршрута. Финальный (самый плохой) маршрут называется «на деревню дедушке», то есть «весь трафик». Это так называемый «шлюз по умолчанию». Его используют только если нет более точных маршрутов, и, что самое интересное, у обычных компьютеров (телефонов, планшетов, пылесосов, видеокамер, зубочисток с wifi и т.д.) очень часто бывает только он — маршрут по умолчанию, то есть ничего хорошего в их жизни нет.
Но это была присказка. Сказка будет впереди.
А что там, за аплинком?
Аплинком (uplink) называют того, от кого получают доступ к Интернету.
Как мы уже обсудили, настоящий Интернет объединяет сети. Такие сети называются «автономные системы», и называются они так потому, что ни от кого не зависят — они сами по себе. Автономные системы соединяются друг с другом (и сейчас мы обсудим как), передают свой трафик соседям, и даже передают трафик от одного соседа другому транзитом.
Важно понимать, что это личное право автономной системы принимать трафик от соседа и отправлять его соседу. Хотят — отправляют. Хотят — не отправляют, или отправляют не ближайшему соседу, а совсем другому, который пропускает трафик третьему, третий пятому, пятый в Автралию, а потом обратно. Кто кому какой трафик передаёт определяется межоператорскими соглашениями (или договорами попроще, если у вас маленькая, но горденькая автономненькая системка на два аплинка).
Итак, настоящий Интернет состоит из автономных систем и связей между ними.
Кто-то вообразил, что связь между автономной системой в Китае и, например, в Москве — это тысячи километров. Нет-нет. Размер (физический) линка между автономными системами обычно очень маленький — иногда это десятки сантиметров, иногда метры, в крайнем случае десятки метров.
Почему? Потому что если бы линк между ними был 10 000 километров, да ещё и висел бы на столбах, кто бы за этими столбами ухаживал, поливал их, подпирал и привязывал к проводам? Так что чаще всего все эти тысячи и тысячи километров оптики (медь умерла на таких дистанциях), которые и есть автономная система. Заметим, это целый отдельный мир, называемый «магистральные операторы». Их бизнес как раз в том и состоит, что они берут трафик с одной точки и доносят до другой через тысячи километров сквозь стужу, тракторы и медведей.
А вот соединения между автономными системами (их называют «стыки») обычно находятся в уютных холодных, сухих и тщательно охраняемых помещениях. Это могут быть серверные (например, у Селектела в серверной есть некотрое количество так называемых «операторских стоек» — как раз для того, чтобы операторы, которые там разместились, могли стыковаться друг с другом в комфортных условиях), или, если говорить про действительно крупные специализированные узлы, то используются отдельные помещения (чаще всего образующиеся стихийно из-за большой концетрации готовых трасс) — Internet Exchange (IX). Так что MSK-IX — это не «Москва-9», это «Мoscow Internet Exchange»). Туда приходят операторы (со своими проводами или арендованными) и коммутаторами (целыми, или маленьким кусочком посредством аренды VLAN/порта). А дальше трудолюбивые паучки начинают вязать всемирную паутину инженеры начинают заниматься тысячами кроссировок (соединением проводом одного коммутатора с другим). На этих кроссировках весь интернет и держится.
Главным протоколом Интернета (не по трафику, а по важности) является BGP (border gateway protocol). Этот протокол используется для общения между маршрутизаторами провайдеров/операторов на стыках автономных систем, то есть за пределами их сетей.
Каждая автономая система, участвующая в работе Интернета, анонсирует какие маршруты она принимает и через какого аплинка. А ведь автономных систем много. Тысячи их! Полный список всех анонсов называется Full View, и он описывает существование всего Интернета на планете Земля (насколько я знаю, автономных систем за пределами планеты нет, есть только отдельные узлы, которые маршрутизируют трафик через наземные машрутизаторы). Full View довольно большой (под 400 000 записей для ipv4, от 200Мб до 2Гб в размере в зависимости от железа и софта).
Заметим, что маршрутизатору с Full View не нужно иметь шлюза по умолчанию — перед ним карта всего Интернета.
Так как оператор сам решает какие префиксы (фрагменты сети того или иного размера) анонсировать и через кого, то он может указывать через кого принимать трафик. Например, выбирая между «хорошо и дорого» и «дешево» оператор может предпочесть дешево. А «дорого» оставить как резерв.
При этом очень важно, что «откуда оператор принимает трафик» не равно «куда он его отсылает». Это так называемые нессимметричные маршруты. Их появление — результат экономической политики и жадности.
Вот пример скромного несимметричного маршрута (фрагмент карты взят с сайта [3], маршрут своего собственного изобретения). Допустим, мы, сидя в Киеве решили попросить фотографию котика с сервера в Вильнюсе. Маршрутизатор нашего провайдера знает, что ближайший линк до Вильнюса — через Варшаву (зелёная стрелка). Сервер в Вильнюсе пошуршал, нашёл котика и отправляет его нам. Но оператор сети в Вильнюсе знает, что за трафик в кабеле до Варшавы с него срубят много-много денег. А в Москву он не отправляет трафик по политическим причинам. И вот, он отправляет его через другого оператора. В Риге. Который опять его отправлят в Стокгольм, тот отправляет дальше, трафик снова пересылают… И так пока картинка не доползёт до скучающего котофила в Киеве.
Заметим, анонсируя свои сети, оператор может творить чудеса (или ужасы). Оператор может анонсировать свои сети через нескольких аплинков — и в этом случае трафик к нему пойдёт через всех, причём выбор аплинка в том или ином случае пойдёт через наиболее удобный путь (который или ближе, или дешевле, тут уж как настроят). Это, кстати, лежит в основе большинства CDN (content distribution network) — оператор хранит копию раздаваемого содержимого на куче серверов по всему миру, имеет кучу стыков с местными операторами и всюду анонсирует свои (одни и те же) адреса. Получается, что в каждом регионе пользователю запросы принимают на ближайшем к нему (по маршруту) сервере, и оттуда же ему и отвечают, что получается сильно быстрее, чем через всю планету переспрашивать.
Так же оператор, может, например, не анонсировать часть адресов. В этом случает трафик умирает на первом же маршрутизаторе, который осознал, что дальше пути нет.
Вот пример вывода, который мне удалось получить во время недавних кратковременных работ на сетевом оборудовании. По мере того, как информация о завершении BGP-сессий между маршрутизатором и его аплинками расходилась по Интернету, трафик отправляли всё дальше и дальше, на маршрутизаторы, которые пока что считали, что они знают, куда отправлять трафик. В результате, после 255 хопов (т.е. передач между 255 маршрутизаторами) пакет умирал от старости, так и не достигнув назначения.
Аплинки аплинков: Tier 1
Простыми логическими рассуждениями легко понять, что если у аплинка есть аплинк, то либо аплинков бесконечное количество, либо они замкнуты в кольцо, либо есть такие аплинки, у которых нет аплинков.
И такие есть. Их называют Tier 1. Их отличие от всех остальных не в том, что они не имеют аплинков (всё-таки у нас сеть, верха/низа в формальном смысле нет), а в том, что они не платят никому за Интернет. Представьте себе компанию, которая получает сотни гигабит/с (терабиты?) трафика, столько же отправляет — и всё это на халяву. Чтобы получить на халяву интернет надо подойти к ближайшему макдональдсу/старбаксу поближе, найти их wifi… К сожалению, Tier 1 это вас не сделает. Чтобы быть Tier 1 нужно ещё одно условие — чтобы вам за интернет платили. Таким образом, они никому не платят, а им за связность платят.
Происходит это из-за очень хорошей связности (количества стыков) этих операторов. Очевидно, что местечко это очень уютненькое и соблазнительное, так что многие туда метят. Подробнее про то, как «дружат» между друг другом Tier 1 хорошо написано на nag.ru [4].
Пиры, пиринг и пиррова победа
Как мы выяснили, Tier 1 со всех деньги получают и никому не дают. Если есть два оператора, между которыми большой трафик (допустим, это очередной убийца ютуба с миллионами роликов про котят и новый мегателеком с миллионами жаждущих посмотреть на котят), то идеальная (с точки зрения Tier 1 оператора) картинка выглядит так: оба оператора подключаются к Tier 1 и платят за трафик. Убийца ютуба за исходящий, получатель котят — за входящий. Tier 1 доволен, убийца ютуба не может найти адекватную модель монетизации котят, а мега-телеком просит дотацию из бюджета.
Решение? Дотащить/арендовать кабель до уютной коммутационной и настроить локальный обмен. От ютубоубийцы к мегателекому. Итог: гигабайты котят ходят напрямую, расходы сокращаются. Tier 1 не очень доволен, но его бизнес вообще не котят гонять, а «самую крутую связность» делать, так что без своего куска хлеба он не останется.
Такое соединение называется пирингом (от peer). Его главное условие — участники пиринга друг другу не платят, или платят, но смешную сумму за аренду порта/кусочка физического линка.
Одно время любимым направлением пиринга были «контенто-генераторы» и «провайдеры Интернет». Но тут началось… Напстер, шареаза, едонкей, DC, и, под трубный глас копирайтных фанфар… торренты. Внезапно, объём трафика «между пользователями» стал в разы больше, чем между поставщиками контента и потребителями. И если ютуб и его клоны вполне могут потягаться, то какой-нибудь сайт с «много букв, мало картинок» (например, Хабрахабр) очевидно не может угнаться за пользователями, которые решили скачать всю Футураму и Симпсонов одним паком, да ещё и раздать обратно с рейтом 2.
Так что особую популярность приобрели стыки между провайдерами. В силу того, что многие провайдеры делают nat и серые адреса внутри сети, доходило до пиринга серыми адресами, причём провайдеры резали полосу по тарифу только в Интернет, а «пиринг локалками» шёл на скорости среды.
В результате у операторов в руках оказался гигантский трафик терабайтных масштабов.
Таким образом, пиринг должен быть выгоден обоим операторам. Оба оплачивают только порт для стыка и сколько-то за обслуживание этого стыка. И оба экономят… Когда бизнес экономит — это хорошо. Когда конкурент бизнеса экономит — это плохо. Так что в дело вступает большая корпоративная политика.
Если у нас есть провайдер А с трафиком в 10 Гб/с и провайдер Б с трафиком в 1Гб/с, а примерный объём пиринга между ними 500Мб/с, то…
… Надо ещё сказать, чаще всего магистралы деньги берут за полосу, по 95% персентилю, и по тому, какого было больше — исходящего или входящего.
Так вот, если будет пиринг между А и Б, то А экономит на пиринге 5% трафика, а Б — 50%. Очевидно, если А и Б конкуренты, то отказавшись от пиринга А почти ничего не потеряет, а вот Б будет сильно много платить аплинку, чтобы тот донёс трафик до А.
Ещё хуже, когда операторов три: А, Б, В. А и В большие, между ними стык в 10Гб/с, почти забитый. Б — маленький, и у него всего 500Мб/с. А и В пирятся, а Б не пускают. Б идёт к аплинку и платит кровные. За трафик до А и до В. А так как большинство пользователей у А и В, то у Б большая часть пользователей хочет получить/отправить трафик А или В. Для альянса А и В всё отлично — большая часть трафика локальная, а к конкурентам уходят сущие крохи. А для Б это означает, что большая часть трафика — платная и дорогая.
Таким образом, два больших дружат, а у Б всё плохо (дорого). А бывает так, что объединяются несколько больших операторов и решают устроить «бизнес». Получается ОПГ. Как любая ОПГ, она начинает «доить» тех, кого крышует и давить тех, кто сопротивляется. Ну, вы понимаете, кушать всем хочется.
… Ах да, ОПГ расшифровывается весьма невинно — Объединённая Пиринговая Группа. Чуть подробнее про это есть в блоге Кипчатова [5].
Войны вокруг пиринга существуют и будут существовать, увы. Mesh network хорош пользователям, но не тем, кто на Интернете зарабатывает.
Чёрные дыры в Интернете
В силу своей примитивности, DoS атаки (обычно любят добавлять DDoS, но distributed — это отдельный разговор) очень легко реализуемы. Десяток строчек на Си, одна строчка в шелле — и вот, очередной компьютер изо всех сил тужится, стараясь загадить Весь Интернет бессмысленным трафиком. Если таких компьютеров собрать несколько — можно получить поток хлама в гигабайты, десятки гигабайт, сотни гигабайт.
Если весь этот мусор направляется на один адрес, то получается беда. Входящий канал забивается в «потолок» и добросовестные пользователи просто не могут прислать свои запросы.
Проблема состоит в том, что могут забить не только канал конкретного сервера, но и входящий канал оператора (да, такое бывает). С учётом, как оплачиваются каналы между операторами (95% персентиль), большой поток мусорного трафика длительное время — это очевидные непродуктивные затраты.
Простейшее бытовое решение — прописать источник в drop на ближайшем маршрутизаторе, а то и коммутаторе. Но при этом оказывается, что во-первых, входящий канал всё равно перегружен, во-вторых его надо оплачивать, а в третьих мы сталкиваемся с проблемой «кого банить». Если весь трафик идёт с одного-двух адресов, задача простая. Но сделать флуд с поддельным адресом отправителя — легче лёгкого. Так что в совсем аварийных ситуациях блокируют адрес получателя (да-да, «добровольно умирают» для того, чтобы сохранить соседей), и переносят эту задачу на blackhole в BGP. В нормальной конфигурации в него должны добавляться свои адреса, а не чужие, но если аплинк по договорённости или по невнимательности разрешит анонсировать и чужие адреса, то это тоже можно сделать.
Рассказ про техническую часть blackhole BGP есть на хабре [6].
Как это выглядит? Для black hole выделен специальное комьюнити (условно говоря, ещё один, специальный, маленький full view), куда провайдер может анонсировать свои адреса с префиксом /32 (для ipv4). Выдали ему романтичный номер 666. Граничные маршрутизаторы обмениваются этой информацией по BGP, так что чёрная дыра расползется, медленно поглощая весь трафик, адресованный забаненному адресу на всех маршрутизаторах, которые эти анонсы видят (и поддерживают). В результате трафик на «жертву» начинает роняться на аплинках, аплинках аплинков — и так до ближайшего к источникам атаки «понимающих» маршрутизаторов. Они плохой трафик и дропнут, так что Интернет атаки не заметит. Адрес, впрочем, из интернета доступен не будет, так как «хороший» или «плохой» трафик машрутизатор разобрать не может.
Ссылки
Большое спасибо коллегам, которые помогали с информацией и указывали на неточности в статье, и отдельное спасибо borisblade за рисунки с Тирексом.