Сети и Интернет

Компьютерные сети — системы взаимосвязанных устройств (компьютеров, серверов, маршрутизаторов), обменивающихся данными по проводным или беспроводным каналам согласно стандартным протоколам.

Невидимая инфраструктура мира

Интернет — крупнейшая инженерная система в истории человечества. 5,4 млрд пользователей, 1,9 млрд сайтов, 600 млн терабайт данных в дата-центрах. Каждую секунду отправляется 3,5 млн писем, просматривается 6 000 часов видео на YouTube, совершается 100 000 поисковых запросов Google. Вся эта активность держится на физической инфраструктуре: 1,4 млн км подводных кабелей, тысячи спутников, миллионы маршрутизаторов.

Как работает Интернет

Когда ты открываешь сайт, происходит цепочка событий за миллисекунды. Браузер спрашивает у DNS-сервера IP-адрес домена (как телефонная книга). Устанавливает TCP-соединение с сервером через протокол TCP/IP — надёжный канал с гарантией доставки пакетов. Отправляет HTTP-запрос. Сервер отвечает HTML-страницей. Браузер отрисовывает её — и всё это за 50–200 миллисекунд.

Данные путешествуют пакетами по 1500 байт. Один файл разбивается на тысячи пакетов, которые могут идти разными маршрутами и собираются в пункте назначения. IP-протокол определяет маршрут, TCP гарантирует порядок и целостность.

Типы сетей

LAN (Local Area Network). Локальная сеть — офис, квартира, кампус. Ethernet: скорость 1–100 Гбит/с по витой паре. Wi-Fi 6E (802.11ax): до 9,6 Гбит/с, диапазоны 2,4 / 5 / 6 ГГц.

WAN (Wide Area Network). Глобальные сети, соединяющие города и страны. Магистральные каналы операторов — оптоволокно со скоростью 100–400 Гбит/с на волокно. Подводные кабели — главная артерия международного интернета: 95% межконтинентального трафика идёт по дну океана.

CDN (Content Delivery Network). Сеть серверов, хранящих копии контента ближе к пользователю. Когда смотришь Netflix — видео приходит не из США, а с ближайшего сервера CDN в твоём городе. Cloudflare, Akamai, AWS CloudFront обслуживают 50%+ мирового веб-трафика.

Протоколы и стандарты

TCP/IP — фундамент интернета, разработан в 1970-х DARPA. HTTP/3 (QUIC) — новейший протокол передачи веб-страниц, работает поверх UDP, в 2 раза быстрее HTTP/1.1. TLS 1.3 — шифрование: замок 🔒 в браузере. DNS — глобальная телефонная книга: 13 корневых серверов обслуживают все запросы планеты. BGP — протокол маршрутизации между автономными системами (интернет-провайдерами).

Беспроводные технологии

5G — пятое поколение мобильной связи: скорость до 20 Гбит/с, задержка 1–5 мс (vs 50 мс у 4G). Ключевое для IoT, автономных автомобилей, дистанционной хирургии. К 2024 году 5G покрывает 40% населения Земли. Starlink (SpaceX): 6 000+ спутников обеспечивают интернет в любой точке планеты, скорость 50–200 Мбит/с, задержка 20–40 мс.

Россия и суверенный интернет

Рунет — российский сегмент интернета. С 2019 года действует закон о «суверенном интернете»: технически возможна изоляция от глобальной сети. ТСПУ (технические средства противодействия угрозам) установлены у провайдеров. Крупнейшие российские интернет-компании: Яндекс, VK, Сбер Технологии. После 2022 года ряд западных CDN ограничил работу в России — провайдеры адаптировались через собственные точки обмена трафиком (MSK-IX, SPB-IX).