Khi tôi cắm cáp Ethernet vào máy tính của mình, máy tính của tôi có được kết nối trực tiếp với mọi máy chủ trên Internet không?

Bằng cách này, tôi có nghĩa là tôi có thể làm theo các cáp Ethernet thông qua hàng ngàn dặm của sợi quang và cuối cùng có được đến máy chủ của Amazon, máy chủ ESPN, và máy chủ mỗi trang web khác? Vì vậy, loại trừ các trường hợp sử dụng vệ tinh, Internet chỉ là một mạng lưới cáp quang khổng lồ?

Internet là một hệ thống các mạng nhỏ hơn được kết nối với nhau có thể liên lạc với nhau thông qua định tuyến. Về cơ bản, bạn có thể "đi theo con đường" tới bất kỳ máy chủ nào mà bạn hướng đến, nhưng về cơ bản có những con đường vô tận đến bất kỳ đích nào. Nếu bạn bắt đầu từ kết nối Ethernet của mình, trước tiên bạn sẽ truy cập bộ định tuyến gia đình của mình, sau đó nhấn bộ định tuyến của ISP. Các bộ định tuyến ISP có các bảng định tuyến HUGE biết cách hướng bạn đến đích bạn đang cố gắng đến và sẽ điều hướng lưu lượng truy cập của bạn theo đó. Đây là lý do tại sao trong nhiều sơ đồ bạn thấy về Internet, có một đám mây lớn. Đám mây có nghĩa là không có con đường nhất định mà nó sẽ di chuyển mỗi lần, nhưng bằng cách này hay cách khác, lưu lượng truy cập của bạn sẽ được chuyển qua Internet cho đến khi bạn đến đích.

Về cơ bản, bạn không được kết nối trực tiếp với mọi miền trên Internet. Nó chỉ đơn giản là các bộ định tuyến có thể hướng lưu lượng truy cập bạn tạo đến đích chính xác.

Với kiểu ẩn dụ của ý tưởng bạn đã sử dụng, bạn có thể nói điều tương tự về hộp thư của bạn ở nhà. Bạn rõ ràng không kết nối trực tiếp với hộp thư của mọi người. Tuy nhiên, nếu bạn đặt một cái gì đó vào thư (bạn có thể coi đây là bộ định tuyến gia đình của mình) thì nó sẽ nằm trong tay người đưa thư, người mang nó đến bưu điện (bạn có thể coi đây là ISP của mình). Khi nó đến bưu điện, nó được sắp xếp và gửi trên đường đến đích tiếp theo (bạn có thể nghĩ đây là một bộ định tuyến). Thư của bạn sau đó sẽ được gửi đến một bưu điện lớn hơn (bạn có thể nghĩ đây là một bộ định tuyến khác) gần với đích đến của thư hơn. Nó sẽ được sắp xếp và tiếp tục được chuyển đến các dịch vụ bưu chính khác (nhiều bộ định tuyến hơn) cho đến khi đến bưu điện địa phương gần điểm đến của nó.

Internet là một thế giới phức tạp, nhưng hy vọng điều này đã giúp bạn có một sự hiểu biết ngắn gọn về những điều cơ bản :).

Để biết thêm về một hình ảnh:

• một bản đồ của Internet . Nó có thể không chính xác 100% nhưng bạn có thể thấy mọi người được kết nối như thế nào và có rất nhiều con đường bạn có thể đi.
• một bản đồ của sợi quang
• một bản đồ tương tác của sợi quang , hiển thị các đường dưới đại dương kết nối tất cả chúng ta lại với nhau. Những đường cáp quang này được đóng gói với rất nhiều kết nối sợi quang, với tốc độ rất cao.

Đây là một ví dụ điển hình khi siêu người dùng cố gắng quá mức -_-;

Câu trả lời đơn giản là  có . Có, bạn có thể đi theo dây cáp từ máy tính của mình đến máy chủ ESPN, đi theo cùng một đường dẫn như gói HTTP GET sẽ đi. Bạn có thể sẽ phải đi dưới nước vào một số thời điểm tùy thuộc vào vị trí của bạn và gần như chắc chắn phải đột nhập vào một trung tâm lưu trữ bảo mật cao để rời đi một lần nữa, nhưng đúng vậy - bởi vì lưu lượng truy cập web của bạn  rất khó đi theo bất kỳ tuyến không dây nào ( như vệ tinh, IR tầm xa hoặc wifi), bạn có thể thực hiện một trò chơi ghetto traceroute của các loại.

Làm thế nào không có khả năng là các tuyến không dây? Vâng, nó phụ thuộc vào nơi bạn sống - một số quốc gia (như Hàn Quốc) hiện đại hóa cực kỳ nhanh chóng sau Thế chiến II và nhiều người cần kết nối internet nhanh hơn các công ty cáp có thể đào đường. Mặc dù hầu hết Hàn Quốc hiện đang sử dụng cáp quang, các công ty vệ tinh vẫn kinh doanh tốt. Ở các địa điểm khác, địa hình làm cho việc đặt dây không kinh tế, do đó bạn thấy các vệ tinh và cầu không dây tầm nhìn thường xuyên hơn đồng. Các lục địa đảo của châu Á và các trang trại rất xa ở Úc thường sử dụng các kết nối Wi-Fi tầm nhìn, trong khi các quốc gia miền núi như Kazakhstan có một số vệ tinh có năng suất cao nhất ở bất cứ đâu trên thế giới.

Tuy nhiên, như bạn có thể tưởng tượng, những cây cầu không dây này chỉ được sử dụng ở chặng cuối của kết nối từ máy chủ đến máy khách. Kết nối không dây không bao giờ được sử dụng trên đường trục internet lõi vì chúng bị trễ độ trễ nghiêm trọng (hơn một giây đối với nhiều vệ tinh quỹ đạo đồng bộ địa lý), chậm hơn đáng kể so với cáp quang và độ tin cậy của chúng phụ thuộc vào nhiễu không dây xung quanh, cũng như thời tiết ( thường được gọi là mưa mưa phai nhạt). Vì tất cả những lý do này, nếu bạn có kết nối không dây với internet, bạn chắc chắn sẽ biết về nó.

Tuy nhiên, một điều kiện nhỏ cho tất cả điều này là rất ít thiết bị điện đã từng 'tiếp xúc trực tiếp' với nhau. Rất nhiều điều chế công suất được thực hiện bằng cách sử dụng cảm ứng điện từ ( https://www.youtube.com/watch?v=hajIIGHPeuU ), và rõ ràng là quang học làm mờ định nghĩa của Cam được kết nối vật lý tùy thuộc vào việc bạn có tin rằng một photon là hạt hoặc sóng: P

Nếu bạn định nghĩa lại câu hỏi là "nếu mọi máy tính trên internet đột nhiên im lặng và tôi đã gửi 50.000 Giggawts xuống cáp internet của mình - giả sử không có gì có thể phát hiện ra, liệu tín hiệu có thể phát hiện được trên máy chủ ESPN không?" Câu trả lời sẽ là không , bởi vì thông tin định tuyến là bắt buộc và dữ liệu phải được xử lý, đóng gói lại và gửi xuống các mạch vật lý khác nhau thông qua cảm ứng với một nguồn năng lượng mới cần thiết để làm như vậy. Chỉ cần gửi năng lượng xuống dây của bạn sẽ không đủ.

Đó là năm 2015 sau Công nguyên và toàn cầu đã được nối dây. Toàn cầu? Không, một ngôi làng nhỏ ...

Nhưng nghiêm túc: Công nghệ Internet về cơ bản dựa trên nguyên tắc Internet không phải là một mạng vật lý đơn lẻ và mạng Internet có thể hoạt động trên hầu hết mọi loại mạng vật lý có thể tưởng tượng được. Mạng cơ bản đó không cần sử dụng dây cáp, nó có thể sử dụng liên lạc vô tuyến hoặc liên lạc vệ tinh (chúng được sử dụng trong thực tế) hoặc thậm chí là dịch vụ chim bồ câu của nhà mạng (nếu bạn thực sự khăng khăng).

Vì vậy, bạn không cần cáp vật lý để kết nối Internet và nhiều nơi có kết nối internet, chẳng hạn như đảo xa, tàu và trạm vũ trụ , trên thực tế không được gắn với cáp.

Và tất nhiên có rất nhiều thiết bị di động và máy tính kết nối WiFi ngày nay.

Máy tính của bạn được kết nối với mọi máy tính khác trên internet giống như cách điện thoại của bạn được kết nối với mọi điện thoại khác trên thế giới.

Không có một sợi dây nào, nhưng một thứ được kết nối với một thứ khác, và vâng, cuối cùng tất cả các máy tính trên internet đều được kết nối.

Không bao gồm các trường hợp sử dụng vệ tinh, Internet chỉ là một mạng cáp quang khổng lồ

Vâng, có những kết nối không dây khác ngoài vệ tinh. Các liên kết vi sóng mặt đất trực quan là liên kết thực sự cho băng thông khá tốt và có các liên lạc vô tuyến cục bộ (di động hoặc cách khác). Có các kết nối có dây khác ngoài cáp quang (chủ yếu là đồng, như trong cáp ethernet của bạn. Cắt một cái cũ mở một thời gian).

Với định nghĩa phù hợp về "bit chuỗi" có nghĩa là bất kỳ loại kết nối dữ liệu có dây nào, có khả năng hợp lý là bạn có thể theo một chuỗi chuỗi từ PC đến hộp (bộ định tuyến gia đình của bạn) và sau đó là một chuỗi khác từ hộp đó sang hộp khác (có thể là tủ trong phố của bạn), sau đó là một chuỗi khác từ hộp đó, v.v. và cuối cùng đến trung tâm dữ liệu của Amazon nơi họ đang phục vụ trang web của họ cho bạn. Tất nhiên những gì xảy ra bên trong mỗi hộp là loại phức tạp và liên quan đến các mạch tích hợp cũng như dây đủ lớn để thực sự nhìn thấy , nhưng bạn có thể nghĩ về nó như một kết nối vật lý hữu hình.

Tất nhiên, đó là một chút của tautology, ngoại trừ các trường hợp kết nối không dây, Internet là một mạng lưới khổng lồ của các kết nối có dây . Điều này xuất phát từ thực tế rằng Internet là một mạng lưới kết nối khổng lồ [*]. Vì vậy, câu trả lời có / không cho câu hỏi của bạn phụ thuộc vào cách bạn muốn các từ "sợi quang" và "vệ tinh" theo nghĩa đen. Một tỷ lệ tương đối nhỏ của các trang web được kết nối với các dịch vụ xương sống bởi bất kỳ thứ gì khác ngoài dây và bản thân xương sống có dây (tôi đoán có một vài trường hợp ngoại lệ đặc biệt), vì không có gì ngoài một bó sợi dày có băng thông để xử lý một đoạn biểu thị lưu lượng truy cập internet của một quốc gia lớn.

Vì vậy, nếu bạn đang ở trong một thị trấn hoặc thành phố và máy chủ ở trong một trung tâm dữ liệu ở đâu đó, rất có thể sẽ có một tuyến đường toàn tuyến từ bạn đến họ. Tất nhiên không phải tất cả các máy chủ đều ở trong các trung tâm dữ liệu. Không có gì ngăn cản tôi chạy một máy chủ web khỏi WiFi nhà của tôi nếu tôi cảm thấy như vậy (thực tế tôi có trong quá khứ, cho mục đích thử nghiệm). Tất nhiên, tôi sẽ không thể xử lý 0,01% khán giả của Amazon theo cách đó.

Sau đó, một lần nữa, nếu tôi ở văn phòng của chủ nhân thì câu trả lời là "không" cho các dây cáp ở bất cứ đâu bên ngoài tòa nhà vì chúng tôi có kết nối vi sóng trên mái nhà thay vì sử dụng bất kỳ ISP có dây nào. Đây không phải là trong boondocks hoặc bất cứ điều gì, đó là trung tâm London. Nó chỉ là lựa chọn tốt nhất có sẵn cho những lý do hơi tẻ nhạt.

[*] Trường hợp đặc biệt - nếu một đoạn lớn tạm thời bị cắt đứt so với phần còn lại, đôi khi xảy ra vì lý do này hay lý do khác, thì có thể có một số nhầm lẫn về "internet". Một số định nghĩa có thể nói các mảnh lớn hơn là các internet, và các mảnh nhỏ hơn là cái gì khác. Mặc dù vậy, những người trong nhóm nhỏ hơn nói chuyện với nhau có thể nghĩ rằng họ vẫn đang sử dụng "internet".

Có, nhưng nó không phải là một đường thẳng duy nhất. Họ gọi nó là "công việc mạng" vì một lý do:

Có rất nhiều con đường khác nhau từ điểm A đến điểm B cho bất kỳ A và B đã cho nào, mặc dù tất nhiên một số đường dẫn nhanh hơn các đường khác. Khi bạn (tại điểm A) bảo máy tính của bạn liên lạc với máy chủ tại điểm B, máy tính của bạn sẽ chuyển yêu cầu đến bộ định tuyến gần nhất, có một số ý tưởng về hình dạng của mạng xung quanh nó và xác định tuyến đường tốt nhất là gì và chuyển nó dọc theo bộ định tuyến tiếp theo, v.v.

Đúng!

Sẽ có một liên kết nào đó.

Bạn có thể tìm thấy một vài con đường chéo hoặc đường vòng (bộ định tuyến), nhưng nếu bạn đi đúng đường, bạn sẽ đến Amazon hoặc đến bất cứ nơi nào bạn muốn. Bạn có thể nhấn một số dấu hiệu màu đỏ (khối tường lửa) nhưng liên kết cáp (coper, sợi) hoặc liên kết vô tuyến (wi-fi; wi-max; bất cứ điều gì) sẽ tiếp tục cho đến khi định mệnh.

Một điểm khác biệt quan trọng: cáp Ethernet của bạn cho phép bạn nói chuyện với bất kỳ máy chủ công cộng nào trên Internet, nhưng nó không cho phép bạn nói "" Ethernet "với họ. Bạn có một mạng nhỏ trong nhà, kết nối với mạng của ISP, chúng kết nối với mạng 'ngang hàng', v.v. Liên mạng.

Sự khác biệt này là phạm vi nhưng quan trọng vì một vài lý do. Vào thời điểm phát minh ra Internet, có những công nghệ mạng yêu cầu mọi hệ thống phải được kết nối vật lý với nhau và được kiểm soát bởi cùng một quản trị viên. Một số công nghệ Ethernet cũ hơn (10BASE5,10BASE2) yêu cầu mọi máy tính phải ở trên cùng một cáp vật lý! Vâng, thực sự là một loạt các cáp đồng trục được kết nối điện bằng các mảnh T. Nếu một trong số họ rơi ra, toàn bộ mạng ngừng hoạt động.

Các hệ thống điện thoại tiền kỹ thuật số cũng thiết lập một kết nối điện duy nhất giữa các thiết bị cầm tay (có bộ khuếch đại ở giữa cho khoảng cách xa).

Sự khác biệt cũng rất quan trọng vì các chương trình phát sóng : nhiều thứ khác nhau trong mạng LAN của bạn sẽ phát ra "Tôi ở đây!" các gói được gửi đến địa chỉ quảng bá. Điều này đi đến mọi máy tính trên mạng của bạn - nhưng không phải mọi máy tính trên internet!

Không trực tiếp, không, nhưng bạn được kết nối trong một ý nghĩa .

Điều quan trọng cần nhận ra là Internet không chỉ là một giao thức . Đó là một loạt các giao thức, mỗi giao thức thực hiện một nhiệm vụ cụ thể. Chúng kết hợp thành một thứ gọi là ngăn xếp , giữa các giao thức khác nhau bên trong nó, lấy dữ liệu ở nơi cần đến.

Phần lớn, những người đã phát triển các giao thức tạo nên Internet sắp xếp mọi thứ thành bốn lớp . Có một mô hình cạnh tranh sử dụng bảy lớp, nhưng bây giờ chúng ta sẽ gắn bó với mô hình bốn lớp.

Thấp nhất trong số này là lớp liên kết dữ liệu , xử lý nhiệm vụ nhận tín hiệu giữa hai máy được kết nối trực tiếp . Khi bạn cắm cáp Ethernet vào máy tính và bộ định tuyến của mình, bạn đang kết nối chúng trong lớp này. Họ giao thức Wi-Fi cũng sống trong lớp liên kết dữ liệu. PPP cũng được sử dụng cho modem và điện thoại di động. Cũng có những thứ khác, cho các liên kết hồng ngoại và laser, cho các trạm vệ tinh và lò vi sóng, và thậm chí cho chim bồ câu mang. Đó là trò đùa cuối cùng được thực hiện như một trò đùa Cá tháng Tư; không ai sẽ sử dụng nó trong các trường hợp thông thường, nhưng nó đã được thực hiện, chỉ để chứng minh rằng khái niệm này hoạt động. Mạng người là lạ.

Tiếp theo là lớp Internet , di chuyển tín hiệu giữa các máy tính không được kết nối trực tiếp, sử dụng một chuỗi các máy tính được kết nối trực tiếp . IP (là nơi mà địa chỉ IP của bạn đến) sống ở đây, cũng như một vài giao thức khác liên quan đến quản lý mạng. Nó được chia thành giao thức riêng để các máy khác nhau trong chuỗi không phải quan tâm đến cách toàn bộ kết nối : mỗi người chỉ phải quan tâm đến máy mà nó nhận được tín hiệu (trừ khi đó là liên kết đầu tiên trong chuỗi) và máy sẽ chuyển tín hiệu đến (trừ khi đó là liên kết cuối cùng trong chuỗi).

Sau đây là các lớp truyền tải , đơn vị tổ chức một tín hiệu vào dữ liệu có ý nghĩa . Nó được chia thành giao thức riêng để hai máy không phải quan tâm làm thế nào tín hiệu có được giữa chúng. Khi bạn đang xử lý lớp vận chuyển, có cảm giác như các máy được kết nối trực tiếp , bởi vì các thứ trong lớp Internet xử lý tất cả mớ hỗn độn đó. Nhưng IP đang làm rất nhiều công việc bên dưới.

Cuối cùng là lớp ứng dụng , diễn giải dữ liệu theo nhu cầu của ứng dụng . HTTP, giao thức mà các trình duyệt Web sử dụng để gửi các trang và phương tiện qua lại, sống ở đây. FTP, IRC và nhiều người khác cũng vậy. Các giao thức lớp ứng dụng không phải quan tâm đến bất kỳ chi tiết nào về việc nhận dữ liệu qua lại: bạn gửi và nhận từ một số giao thức lớp vận chuyển, nhưng bạn không phải xử lý bất kỳ phần còn lại nào.

Kết quả cuối cùng của việc này là Internet không chỉ là một mạng lưới cáp quang khổng lồ. Nó còn lộn xộn hơn thế nhiều . Ngay cả khi chúng tôi nói rằng đó là một mạng lưới các máy tính được kết nối bằng dây cáp, thì đó vẫn sẽ là những thứ quá mức. Có thể bạn sẽ không bao giờ gửi dữ liệu qua liên kết chim bồ câu, nhưng nhiều tín hiệu của bạn sẽ đi qua đồng, sợi, vệ tinh và các loại liên kết khác trên đường đến đích. Nhưng vì cách tổ chức ngăn xếp, bạn không bao giờ phải biết hoặc quan tâm đến bất kỳ điều gì trong số đó.

Tôi sẽ thực hiện một cách tiếp cận đơn giản hơn và chỉ cần nói "không." Không có dây / sợi kết nối trực tiếp máy tính của bạn với tất cả các máy chủ trên Internet. Có lẽ bạn có một bộ định tuyến trong nhà? Tôi nghĩ sẽ chính xác hơn khi gọi kết nối qua bộ định tuyến đó là "gián tiếp" hơn là trực tiếp. Rốt cuộc, nó được chuyển đổi điện tử. Vì vậy, kết nối giữa các máy chủ yếu được thực hiện khi một máy yêu cầu địa chỉ IP của máy khác. Sau đó, các bóng bán dẫn được chuyển sang đóng (có nghĩa là kết nối) một phần của kết nối đó. Quá trình này đi qua một loạt các bộ định tuyến bên ngoài ngôi nhà của bạn, tất cả đều cản trở kết nối của bạn. Nếu không có sự hợp tác của các bộ định tuyến và các thiết bị liên quan đó, sẽ không có kết nối điện (hoặc cáp quang) giữa máy tính của bạn và các thiết bị ngoài Internet.

Câu hỏi có thể xuất hiện do cách mạng TCP / IP hoạt động. Mỗi máy tính trên một vòng TCP / IP sẽ thấy mọi gói tin từ mọi máy tính khác trong cùng một nhánh. Nhánh là một tập hợp các địa chỉ trên cùng một mạch phía sau bộ định tuyến. Bộ định tuyến biết các địa chỉ họ phục vụ và chỉ cho phép các gói được gửi đến địa chỉ của họ. Bộ định tuyến cũng có thể ngăn các gói rời khỏi nhánh nếu địa chỉ đích cũng nằm trong cùng nhánh với địa chỉ nguồn.

Vì vậy, trong một mạng TCP / IP đơn giản, mọi máy tính đều nhìn thấy mọi gói di chuyển trên mạng cục bộ. Nhưng toàn bộ quan điểm của Internet là cắt thế giới thành các mạng cục bộ có thể quản lý có thể tương tác với nhau khi cần thiết. Các bộ định tuyến (và máy chủ địa chỉ động) cho phép mạng hoạt động bằng cách chỉ chia sẻ những gì cần chia sẻ giữa các nhánh (mạng cục bộ). Nếu không, lưu lượng truy cập tuyệt đối sẽ áp đảo mọi máy tính.

Một nhánh gắn liền với bộ định tuyến có thể là bất kỳ phương tiện nào (đồng, sợi, radio). Vì vậy, có, mọi máy tính trên mạng đều được gắn với mọi máy tính khác, nhưng hệ thống các bộ định tuyến giới hạn lưu lượng mà máy tính của bạn tương tác với chỉ những máy tính trên nhánh bạn là một phần của.

Trong một số giác quan, nó không được kết nối trực tiếp. Đầu tiên, máy tính của bạn phải nói chuyện với cổng của bạn (rất có thể là bộ định tuyến gia đình của bạn), sau đó lưu lượng đi qua ISP của bạn , sau đó có thể thông qua một hoặc nhiều cấp độ cân bằng tải và NAT s:

$ traceroute example.com
traceroute to example.com (93.184.216.34), 30 hops max, 60 byte packets
 1  gateway (192.168.1.1)  3.070 ms  4.307 ms  4.263 ms
 2  * * *
 3  * * *
 [snipped some entries from my ISP]
 8  82.112.101.73 (82.112.101.73)  9.465 ms  9.429 ms  8.786 ms
 9  ae-6.r22.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.4.20)  23.813 ms ae-7.r23.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.6.54)  23.976 ms  21.417 ms
10  ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  87.500 ms ae-0.r22.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.4.85)  47.845 ms  46.741 ms
11  ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  89.635 ms ae-13.r05.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.4.71)  84.415 ms ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  88.222 ms
12  ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  91.944 ms ae-13.r05.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.4.71)  75.052 ms ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  80.620 ms
13  ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  87.154 ms 93.184.216.34 (93.184.216.34)  75.963 ms ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  76.340 ms

Thứ hai, các tín hiệu có thể di chuyển bằng cách sử dụng bất kỳ phương tiện đáng tin cậy nào, và rất có thể sẽ thay đổi phương tiện nhiều lần trong suốt chuyến đi từ nhà bạn đến một máy chủ lớn.

Thứ ba, về cơ bản, mọi dịch vụ bạn có thể sử dụng đều phải giữ một danh sách các máy mà nó được kết nối là ICMP (hay còn gọi là ping ping). Đối với các dịch vụ internet thông thường, một kết nối logic phải được thiết lập với một số kiểu bắt tay, trong đó máy khách và máy chủ xác định các tham số kết nối dựa trên khả năng của cả hai (ví dụ: khi mã hóa lưu lượng truy cập vào trang web ).