Сетевой уровень OSI и Интернет

Сегодня постараюсь по-минимуиу затронуть технические вопросы ибо в следующих постах мы будем разбираться с протоколами сетевого уровня, а также будут и лабораторные работы.

Сегодня речь пойдет о том, как устроен интернет

Что мы знаем. Интернет - это сеть сетей.
Изначально он предполагался как децентрализованная система. Однако со временем это стало метафорой. Появилось множество провайдеров. Причем разных уровней (tier1, tier2 и тп). В общем то это скорее были комерческие ходы, но с технической точки зрения следует отметить tier1. Это та част интернета, которая, объединяла провайдеров более низких уровней, и образовывала собой пиринговую сеть с помощью оптических магистралей и суперкомпьютеров-маршрутизаторов.
Самые крупные линии проходят по дну Атлантического океана США-Европа и Тихого - США-Азия.

Конечно работает связь и через спутники, но основные эти две.
Любой другой провайдер, чтобы предоставлять полноценный доступ в Интернет своим клиентам (физ.лицам, организациям или даже другим провайдерам) должен был заключать договор с tier1 или теми кто имеет к ним доступ.
Однако несколько лет назад, ситуация начала изменятся, и Интернет стал приобретать свою истинную децентрализованную форму (правда по большему счету пока с физической стороны, о программной мы будем говорить вскоре).
Каждый провайдер (или оператор связи) имеет в своем распоряжении целые датацентры, в которых кэшируется много данных, часто переправляемых маршрутизаторами этой сети. Сами маршрутизаторы могут также получать данные из кэша, таких датацентров, если он не устарел. Это позволяет снизить количество трафика, а следовательно и ресурсов маршрутизаторов сети.
Когда вы делаете запрос страницы интернета, то передается пакет с адресом нужного ресурса (сервера), номером службы и дополнительными заголовками более высокого уровня (транспортного), например это может быть имя хоста. Провайдер получая данный пакет, начал смотрит, есть ли актуальный ответ для такого пакета, в его датацентре, или его части. Если нет, то он отправляет этот пакет на маршрутизатор, который с помощью адреса в пакете, смотрит у себя специальную таблицу адресов, и направляет его на ближайший, или наиболее разгруженный от трафика маршрутизатор (то есть находит самый выгодный вариант пересылки). Если пакет внутри, например одной страны или экономической зоны, то возможно он передастся другому провайдеру, и попадет от него в нужную сеть. Если пакет например направляется из Москвы в Нью-Йорк, то его путь будет проходить по трансатлантической магистрали. Хотя пакет можно "подговорить" отправиться например через спутник. Но для этого надо знать на какие маршрутизаторы он попадет.
Для такой передачи может быть использовано "туннелирование" - это когда пакет одного протокола передается через другой протокол. Для этого просто напросто один пакет, упаковывается в другой. Ну то есть в качестве содержимого пакета IPv6, например, у нас будет пакет IPv4, как матрешка. Маршрутизаторы умеют такие пакеты извлекать, как только появляется необходимость, и передавать на линии как самостоятельные.
Основной протокол в Интернете - это IP. В следующем посте мы начнем его осваивать, а чтобы это было действительно с пользой будем закреплять лабораторными работами, каждый пост. Для того мы загрузим эмулятор сетей GNS3. Ссылки на все необходимые проги я подготовлю.