Module 2 → Lesson 9 → Part 8 of 8
Итоги: как данные путешествуют по Интернету
Lesson contents
What you'll learn
Основной материал: ~6 минут.
Самоконтроль и практика: дополнительно ~8–12 минут, по желанию.
Соберем Интернет обратно в одну картину
Мы начали с простой схемы: устройство → Интернет → сайт.
Теперь понятно, что внутри слова «Интернет» скрывается довольно много всего.
Упрощенно путь выглядит так: приложение Emma → TCP / UDP → IP → локальная сеть → роутер → провайдер → другие сети → дата-центр → сервер → серверное приложение.
И это уже гораздо полезнее одной большой картинки с облачком.
- 1Application — создает или получает пользовательские данные.
- 2TCP / UDP — определяет транспортную модель.
- 3IP packets — обеспечивает сетевую адресацию и доставку пакетов.
- 4Local network — устройство сначала подключается к локальной сети (Wi-Fi, Ethernet или мобильной) и только затем получает доступ к другим сетям.
- 5Router — выбирает следующий участок маршрута.
- 6ISP — интернет-провайдер передает трафик дальше, к другим сетям на пути к серверу.
- 7Internet routing — глобальный маршрут складывается из множества локальных решений отдельных маршрутизаторов, а не одного центрального диспетчера.
- 8Data center — физическая инфраструктура, где размещаются серверы. Firewall на этом пути разрешает или ограничивает сетевой обмен.
- 9Server — предоставляет приложение или сетевую функцию. Port помогает направить трафик нужному сервису.
- 10Application — серверное приложение обрабатывает запрос и формирует ответ, который проходит обратно тем же принципом уровней.
1. Все начинается не с Интернета, а с локального подключения
Устройство Emma сначала подключается к определенной сети: Wi-Fi; Ethernet; мобильной сети.
Оно получает необходимые сетевые параметры, например IP 192.168.1.25 и gateway 192.168.1.1.
И только после этого появляется возможность отправлять данные в другие сети.
Поэтому:
Wi-Fi и Интернет — не одно и то же.
Wi-Fi может работать прекрасно, пока связь с провайдером отсутствует.
2. Данные делятся на части
Если Emma отправляет файл, Интернет обычно не переносит его одной огромной неделимой порцией.
Данные передаются небольшими блоками — пакетами.
Пакет содержит служебную информацию и данные.
Служебная информация помогает сети понять, как этот пакет обработать и куда доставить.
3. Маршрутизаторы передают пакеты дальше
Пакет может пройти через множество сетевых устройств, например: Emma → Home Router → ISP → Transit Network → Data Center → Server.
Каждый маршрутизатор в первую очередь решает:
кому передать пакет следующим шагом?
Нет одного центрального диспетчера, управляющего всеми пакетами Интернета.
4. Маршрут не обязан быть постоянным
Сегодня пакет идет по маршруту A → B → C → D, а завтра — уже A → E → F → D.
Маршрут может измениться из-за: отказа оборудования; сетевой политики; изменения доступности; нагрузки; технических работ.
Кроме того:
путь запроса и путь ответа могут различаться.
5. TCP и UDP решают транспортную задачу
IP помогает доставлять пакеты между сетями.
Но приложениям нужно больше.
Например: что делать, если часть данных потерялась?
Здесь используются транспортные протоколы.
TCP предоставляет надежный упорядоченный поток данных. Может: отслеживать доставку; восстанавливать порядок; повторно передавать потерянные данные.
UDP предоставляет более минимальную передачу отдельных датаграмм. Сам по себе не включает TCP-подобные механизмы: повторной передачи; упорядочивания; надежного соединения. Но необходимые функции могут быть реализованы протоколом выше UDP.
6. Порт помогает найти нужный сервис
Одного IP-адреса недостаточно.
На одном сервере могут работать: SSH, Web, API, VPN, Database.
Поэтому используются сетевые порты, например: TCP 22 → SSH, TCP 443 → HTTPS, UDP 51820 → другой сетевой сервис.
Упрощенно:
IP помогает найти сетевой узел, порт — нужный сервис.
7. Firewall решает, какой обмен разрешить
Даже если приложение слушает порт, это не означает, что оно доступно из любой сети.
На пути может стоять firewall: Internet → Firewall → Server → Application.
Правило ALLOW TCP 443 и правило BLOCK TCP 443 очевидно создают совершенно разные результаты.
Поэтому:
«сервис работает» и «до сервиса можно подключиться» — разные утверждения.
8. За удаленным сервисом может находиться большая инфраструктура
Когда Emma открывает приложение, она может видеть один простой экран.
А за ним: Load Balancer → Web Servers → API → Database → Other Services.
Компоненты могут находиться: на физических серверах; в виртуальных машинах; в контейнерах; в облачной инфраструктуре.
9. «Облако» — это не место в небе
Cloud computing позволяет получить вычислительные ресурсы как сервис.
Но где-то все равно существуют: реальные дата-центры; реальные серверы; реальные накопители; реальные сетевые устройства.
Облако скрывает инфраструктурную сложность.
Оно ее не отменяет.
10. Распределенность и децентрализация — не одно и то же
Это особенно важно для дальнейшего изучения криптовалют.
Сервис может иметь 1000 серверов, 20 дата-центров и присутствовать в нескольких странах — и при этом полностью контролироваться одной компанией.
То есть технически он:
распределенный
но организационно:
централизованный.
А децентрализованная базовая сеть, наоборот, может использоваться пользователем через один централизованный сервис.
Что происходит, когда Emma отправляет данные
Теперь вся цепочка выглядит примерно так: Emma нажимает «Отправить» → приложение формирует данные → TCP / UDP организует транспорт → IP формирует сетевую доставку → данные передаются через локальную сеть → роутер отправляет их провайдеру → маршрутизаторы выбирают следующие hops → трафик достигает сети назначения → нужный порт направляет данные сервису → серверное приложение обрабатывает запрос → ответ идет обратно.
Все это может занять доли секунды.
Пользователь видит только:
«готово».
А где здесь безопасность?
На разных участках защищаются разные вещи.
Firewall
контролирует допустимый сетевой обмен.
HTTPS
позже будет защищать определенные свойства связи между браузером и веб-сервисом.
Пароль и 2FA
защищают доступ к аккаунту.
Защита устройства
снижает риск компрометации самого клиента.
VPN
может изменить маршрут и модель доверия для части сетевого трафика.
Четыре мифа, которые теперь можно убрать
| Миф | На самом деле |
|---|---|
| «Wi-Fi есть — значит Интернет работает» | Wi-Fi может соединять только с локальной сетью |
| «Интернет и Web — одно и то же» | Web — один из сервисов поверх Интернета |
| «Cloud означает, что физических серверов нет» | Облако работает поверх физической инфраструктуры |
| «Много серверов означает децентрализацию» | Техническое распределение и организационный контроль — разные свойства |
И еще один, который пригодится позже:
«Трафик зашифрован» не означает «сетевое соединение стало невидимым».
Пакеты все равно должны быть маршрутизированы.
Зачем все это пользователю KRYPTAION
Потому что дальше мы будем говорить о: DNS; HTTPS; phishing; VPN; биржах; кошельках; blockchain nodes; RPC; сетевых атаках.
И вместо одной магической коробки:
«что-то произошло в Интернете»
у нас уже есть нормальная модель:
где именно произошла проблема и какой компонент за что отвечает?
Главное, что нужно запомнить
- Интернет — это глобальная сеть взаимосвязанных сетей.
- Устройство сначала подключается к локальной или операторской сети.
- Wi-Fi и доступ в Интернет — разные вещи.
- Данные передаются через сеть пакетами.
- Маршрутизаторы передают пакеты от одного участка сети к другому.
- Глобальный маршрут состоит из множества локальных решений.
- TCP и UDP предоставляют приложениям разные транспортные модели.
- TCP ориентирован на надежный упорядоченный поток, UDP — на передачу отдельных датаграмм с минимальным встроенным транспортным механизмом.
- Порты помогают различать сетевые сервисы.
- Firewall может разрешать или запрещать сетевой обмен.
- Сервер — прежде всего роль, а не конкретный вид компьютера.
- Cloud работает на реальной физической инфраструктуре.
- Техническая распределенность не означает автоматическую децентрализацию.
- Для анализа безопасности нужно понимать всю цепочку от устройства пользователя до удаленного сервиса.
Самоконтроль
Полностью добровольно.
Можно ответить на все вопросы; только на некоторые; ни на один.
Результаты предназначены только для самопроверки и не влияют на завершение урока.
Что наиболее точно описывает Интернет?
Интернет — это глобальная система взаимосвязанных сетей, а не один сервер или единственная беспроводная технология. Смотрите Часть 1.
Emma подключена к Wi-Fi, но сайты не открываются. Возможно ли это?
Wi-Fi подтверждает связь только с локальной сетью; доступ в Интернет появляется только тогда, когда локальная сеть подключена к провайдеру. Смотрите Часть 1.
Для чего используется IP-адрес?
IP-адрес используется для сетевой адресации и доставки данных между сетями, а не для хранения паролей или имен. Смотрите Часть 1.
Что делает маршрутизатор?
Маршрутизатор в первую очередь решает, куда передать пакет дальше, помогая ему пройти между сетями. Смотрите Часть 4.
Что означает hop?
Hop — это один переход пакета от одного маршрутизатора или сетевого узла к следующему. Смотрите Часть 4.
Какое утверждение о TCP наиболее точное?
TCP предоставляет механизмы надежного упорядоченного потока данных, но не гарантирует доставку при полном разрушении соединения. Смотрите Часть 5.
Какое утверждение об UDP наиболее точное?
UDP передает отдельные датаграммы без встроенных TCP-подобных механизмов надежности, упорядочивания и повторной передачи. Смотрите Часть 5.
Для чего нужен номер сетевого порта?
Номер порта помогает операционной системе направить сетевые данные нужному приложению или сервису на устройстве. Смотрите Часть 6.
Программа слушает TCP/443. Означает ли это, что она обязательно доступна из Интернета?
То, что программа слушает порт, еще не означает доступность из Интернета — трафик может блокировать firewall или другая сетевая инфраструктура по пути. Смотрите Часть 6.
Что наиболее точно описывает cloud computing?
Cloud computing — это модель предоставления вычислительных ресурсов и сетевых функций как удаленно управляемых сервисов по запросу. Смотрите Часть 7.
У компании 1 000 серверов в разных дата-центрах. Значит ли это автоматически, что система децентрализована?
Много серверов в разных дата-центрах — это техническая распределенность, а не организационная децентрализация: все они могут по-прежнему контролироваться одной компанией. Смотрите Часть 7.
Что наиболее правильно делать при поиске сетевой проблемы?
При диагностике полезно определить, на каком именно участке цепочки от устройства до удаленного сервиса возник сбой, а не сразу винить один компонент.
Практическое задание
Тоже по желанию.
Представим ситуацию: Emma подключена к Wi-Fi, мессенджер работает, но один конкретный веб-сервис не открывается.
Разложите путь: Emma device → Wi-Fi / LAN → Router → ISP → Internet route → Remote service.
И попробуйте ответить:
- Доказывает ли работа Wi-Fi, что провайдер работает?
- Доказывает ли работа мессенджера, что конкретный сайт доступен?
- Где может находиться неисправность?
- Какие проверки позволят постепенно сузить проблему?
- Почему сразу менять пароль от Wi-Fi в этой ситуации не обязательно имеет смысл?
Пример рассуждения
Можно двигаться от ближнего к дальнему: Wi-Fi работает? → есть доступ к другим интернет-сервисам? → проблема только с одним сервисом? → разрешается ли его адрес? → достижим ли сетевой путь? → работает ли сам удаленный сервис?
Это не универсальный алгоритм ремонта Интернета.
Главная привычка другая:
не рассматривать всю сеть как одну черную коробку.
Урок завершен
Теперь у нас есть базовая карта Интернета.
Следующий вопрос будет намного конкретнее.
Emma вводит в браузере https://example.com и нажимает Enter.
Что происходит после этого?
Как браузер узнает адрес сервера?
Когда устанавливается соединение?
Когда начинается HTTPS?
Когда сервер получает запрос?
И как из сетевых данных получается готовая страница?
Продолжаем — в следующем уроке — «Что происходит, когда вы открываете сайт».
- Интернет — это глобальная сеть взаимосвязанных сетей.
- Устройство сначала подключается к локальной или операторской сети.
- Wi-Fi и доступ в Интернет — разные вещи.
- Данные передаются через сеть пакетами.
- Маршрутизаторы передают пакеты от одного участка сети к другому.
- Глобальный маршрут состоит из множества локальных решений.
- TCP и UDP предоставляют приложениям разные транспортные модели.
- TCP ориентирован на надежный упорядоченный поток, UDP — на передачу отдельных датаграмм с минимальным встроенным транспортным механизмом.
- Порты помогают различать сетевые сервисы.
- Firewall может разрешать или запрещать сетевой обмен.
- Сервер — прежде всего роль, а не конкретный вид компьютера.
- Cloud работает на реальной физической инфраструктуре.
- Техническая распределенность не означает автоматическую децентрализацию.
- Для анализа безопасности нужно понимать всю цепочку от устройства пользователя до удаленного сервиса.
Core material: ~6 minutes.
Self-check and practice: an additional ~8–12 minutes, optional.
Let's put the internet back together into one picture
We started with a simple diagram: device → internet → website.
Now it's clear that quite a lot is hiding inside the word “internet.”
Simplified, the path looks like this: Emma's application → TCP / UDP → IP → local network → router → ISP → other networks → data center → server → server application.
And that's already much more useful than one big picture with a little cloud.
- 1Application — creates or receives the user's data.
- 2TCP / UDP — determines the transport model.
- 3IP packets — provides network addressing and packet delivery.
- 4Local network — the device first connects to a local network (Wi-Fi, Ethernet, or mobile) and only then gets access to other networks.
- 5Router — chooses the next leg of the route.
- 6ISP — the internet service provider passes traffic on, to other networks along the way to the server.
- 7Internet routing — the global route is built up from many local decisions made by individual routers, not from one central dispatcher.
- 8Data center — the physical infrastructure where servers are hosted. A firewall along this path allows or restricts network traffic.
- 9Server — provides an application or network function. A port helps direct traffic to the right service.
- 10Application — the server application processes the request and forms a response, which travels back following the same layered principle.
1. It all starts not with the internet, but with a local connection
Emma's device first connects to a specific network: Wi-Fi; Ethernet; a mobile network.
It receives the necessary network parameters, for example IP 192.168.1.25 and gateway 192.168.1.1.
And only after that does it become possible to send data to other networks.
So:
Wi-Fi and internet access are not the same thing.
Wi-Fi can work perfectly well while the connection to the ISP is absent.
2. Data is split into pieces
If Emma sends a file, the internet usually doesn't carry it as one huge, indivisible chunk.
Data is transmitted in small blocks — packets.
A packet contains service information and data.
The service information helps the network understand how to process this packet and where to deliver it.
3. Routers pass packets onward
A packet can pass through many network devices, for example: Emma → Home Router → ISP → Transit Network → Data Center → Server.
Each router's primary job is to decide:
who to hand the packet to next?
No single central dispatcher controls all of the internet's packets.
4. The route doesn't have to stay constant
Today a packet travels the route A → B → C → D, and tomorrow it might be A → E → F → D.
The route can change because of: equipment failure; network policy; changes in availability; load; maintenance work.
In addition:
the route a request takes and the route its response takes can differ.
5. TCP and UDP solve the transport problem
IP helps deliver packets between networks.
But applications need more.
For example: what happens if part of the data is lost?
This is where transport protocols come in.
TCP provides a reliable, ordered stream of data. It can: track delivery; restore order; retransmit lost data.
UDP provides a more minimal transmission of individual datagrams. On its own it doesn't include TCP-like mechanisms: retransmission; ordering; a reliable connection. But the necessary functions can be implemented by a protocol layered above UDP.
6. A port helps find the right service
One IP address alone isn't enough.
A single server may run: SSH, Web, API, VPN, Database.
That's why network ports are used, for example: TCP 22 → SSH, TCP 443 → HTTPS, UDP 51820 → another network service.
Put simply:
IP helps find the network node, the port helps find the right service.
7. A firewall decides what traffic to allow
Even if an application is listening on a port, that doesn't mean it's reachable from any network.
A firewall can stand along the way: Internet → Firewall → Server → Application.
The rule ALLOW TCP 443 and the rule BLOCK TCP 443 obviously produce completely different outcomes.
So:
“the service works” and “the service is reachable” are different statements.
8. A remote service can have a large infrastructure behind it
When Emma opens an application, she may see one simple screen.
And behind it: Load Balancer → Web Servers → API → Database → Other Services.
Components can be located: on physical servers; in virtual machines; in containers; in cloud infrastructure.
9. The “cloud” is not a place in the sky
Cloud computing lets you obtain computing resources as a service.
But somewhere there still exist: real data centers; real servers; real storage drives; real network devices.
The cloud hides infrastructural complexity.
It doesn't eliminate it.
10. Distribution and decentralization are not the same thing
This is especially important for studying cryptocurrencies further on.
A service can have 1,000 servers, 20 data centers, and a presence in several countries — and still be entirely controlled by a single company.
That is, technically it is:
distributed
but organizationally:
centralized.
Conversely, a decentralized underlying network can be used by a user through a single centralized service.
What happens when Emma sends data
Now the whole chain looks roughly like this: Emma presses “Send” → the application forms the data → TCP / UDP organizes transport → IP handles network delivery → the data travels across the local network → the router sends it to the ISP → routers choose the next hops → the traffic reaches the destination network → the right port directs the data to the service → the server application processes the request → the response travels back.
All of this can take a fraction of a second.
The user only sees:
“done.”
So where does security fit in?
Different things are protected at different points.
Firewall
controls what network traffic is permitted.
HTTPS
will later protect certain properties of the connection between the browser and the web service.
Password and 2FA
protect access to the account.
Device protection
reduces the risk of the client itself being compromised.
VPN
can change the route and the trust model for part of the network traffic.
Four myths we can now put to rest
| Myth | In reality |
|---|---|
| “There's Wi-Fi, so the internet works” | Wi-Fi may only connect to the local network |
| “The internet and the Web are the same thing” | The Web is one of the services running on top of the internet |
| “Cloud means there are no physical servers” | The cloud runs on top of physical infrastructure |
| “Many servers means decentralization” | Technical distribution and organizational control are different properties |
And one more, which will come in handy later:
“Traffic is encrypted” does not mean “the connection became invisible.”
Packets still have to be routed.
Why does any of this matter to a KRYPTAION user
Because next we'll be talking about: DNS; HTTPS; phishing; VPN; exchanges; wallets; blockchain nodes; RPC; network attacks.
And instead of one magic box:
“something happened on the internet”
we now have a proper model:
where exactly did the problem occur, and which component is responsible for what?
The main things to remember
- The internet is a global network of interconnected networks.
- A device first connects to a local or carrier network.
- Wi-Fi and internet access are different things.
- Data travels across the network in packets.
- Routers pass packets from one part of the network to another.
- The global route is made up of many local decisions.
- TCP and UDP give applications different transport models.
- TCP is oriented toward a reliable, ordered stream, while UDP is oriented toward sending individual datagrams with a minimal built-in transport mechanism.
- Ports help distinguish between network services.
- A firewall can allow or deny network traffic.
- A server is, first and foremost, a role, not a specific kind of computer.
- The cloud runs on real physical infrastructure.
- Technical distribution does not mean automatic decentralization.
- Analyzing security requires understanding the whole chain from the user's device to the remote service.
Self-check
Completely optional.
You can answer all the questions; only some of them; or none at all.
The results are for self-checking only and don't affect lesson completion.
What most accurately describes the internet?
The internet is a global system of interconnected networks, not a single server or a single wireless technology. See Part 1.
Emma is connected to Wi-Fi, but websites won't open. Is that possible?
Wi-Fi only confirms a connection to the local network; internet access appears only once the local network is connected to an ISP. See Part 1.
What is an IP address used for?
An IP address is used for network addressing and delivering data between networks, not for storing passwords or names. See Part 1.
What does a router do?
A router's primary job is deciding where to send a packet next, helping it pass between networks. See Part 4.
What does a hop mean?
A hop is one step a packet takes from one router or network node to the next. See Part 4.
Which statement about TCP is most accurate?
TCP provides mechanisms for a reliable, ordered data stream, but it doesn't guarantee delivery if the connection breaks down completely. See Part 5.
Which statement about UDP is most accurate?
UDP transmits individual datagrams without built-in TCP-like mechanisms for reliability, ordering, and retransmission. See Part 5.
What is a network port number for?
A port number helps the operating system direct network data to the right application or service on a device. See Part 6.
A program is listening on TCP/443. Does that necessarily mean it's reachable from the internet?
The fact that a program is listening on a port doesn't mean it's reachable from the internet — a firewall or other network infrastructure along the way can block the traffic. See Part 6.
What most accurately describes cloud computing?
Cloud computing is a model for providing computing resources and network functions as remotely managed, on-demand services. See Part 7.
A company has 1,000 servers across different data centers. Does that automatically mean the system is decentralized?
Many servers across different data centers is technical distribution, not organizational decentralization — they can all still be controlled by a single company. See Part 7.
What's the most correct thing to do when tracking down a network problem?
When diagnosing, it's useful to determine exactly which segment of the chain — from the device to the remote service — the failure occurred in, rather than immediately blaming one component.
Practical exercise
Also optional.
Let's imagine a situation: Emma is connected to Wi-Fi, her messenger works, but one specific web service won't open.
Break down the path: Emma device → Wi-Fi / LAN → Router → ISP → Internet route → Remote service.
And try to answer:
- Does Wi-Fi working prove that the ISP is working?
- Does the messenger working prove that the specific website is reachable?
- Where could the fault be located?
- What checks would let you gradually narrow down the problem?
- Why doesn't it necessarily make sense to immediately change the Wi-Fi password in this situation?
Example of reasoning
You can move from near to far: Does Wi-Fi work? → Is there access to other internet services? → Is the problem limited to one service? → Does its address resolve? → Is the network path reachable? → Is the remote service itself working?
This isn't a universal algorithm for fixing the internet.
The main habit is a different one:
don't treat the whole network as one black box.
Lesson complete
Now we have a basic map of the internet.
The next question will be much more specific.
Emma types https://example.com into her browser and presses Enter.
What happens after that?
How does the browser find out the server's address?
When is the connection established?
When does HTTPS begin?
When does the server receive the request?
And how does network data turn into a finished page?
Let's continue — in the next lesson — “What happens when you open a website.”
- The internet is a global network of interconnected networks.
- A device first connects to a local or carrier network.
- Wi-Fi and internet access are different things.
- Data travels across the network in packets.
- Routers pass packets from one part of the network to another.
- The global route is made up of many local decisions.
- TCP and UDP give applications different transport models.
- TCP is oriented toward a reliable ordered stream, while UDP transmits individual datagrams with a minimal built-in transport mechanism.
- Ports help distinguish network services.
- A firewall can allow or block network traffic.
- A server is, above all, a role, not a specific kind of computer.
- The cloud runs on real physical infrastructure.
- Technical distribution doesn't automatically mean decentralization.
- Analyzing security requires understanding the whole chain from the user's device to the remote service.
Βασικό υλικό: ~6 λεπτά.
Αυτοέλεγχος και πρακτική: επιπλέον ~8–12 λεπτά, προαιρετικά.
Ας συναρμολογήσουμε ξανά το Ίντερνετ σε μία εικόνα
Ξεκινήσαμε με ένα απλό σχήμα: συσκευή → Ίντερνετ → ιστότοπος.
Τώρα είναι ξεκάθαρο ότι μέσα στη λέξη «Ίντερνετ» κρύβονται αρκετά πράγματα.
Απλοποιημένα, η διαδρομή μοιάζει ως εξής: εφαρμογή της Emma → TCP / UDP → IP → τοπικό δίκτυο → router → πάροχος → άλλα δίκτυα → data center → server → εφαρμογή του server.
Και αυτό είναι ήδη πολύ πιο χρήσιμο από μία μεγάλη εικόνα με ένα συννεφάκι.
- 1Application — δημιουργεί ή λαμβάνει τα δεδομένα του χρήστη.
- 2TCP / UDP — καθορίζει το μοντέλο μεταφοράς.
- 3IP packets — εξασφαλίζει τη διευθυνσιοδότηση δικτύου και την παράδοση πακέτων.
- 4Local network — η συσκευή συνδέεται πρώτα στο τοπικό δίκτυο (Wi-Fi, Ethernet ή κινητό δίκτυο) και μόνο μετά αποκτά πρόσβαση σε άλλα δίκτυα.
- 5Router — επιλέγει το επόμενο τμήμα της διαδρομής.
- 6ISP — ο πάροχος internet προωθεί την κίνηση περαιτέρω, προς άλλα δίκτυα στη διαδρομή προς τον server.
- 7Internet routing — η παγκόσμια διαδρομή διαμορφώνεται από πολλές τοπικές αποφάσεις μεμονωμένων δρομολογητών, όχι από έναν κεντρικό διαχειριστή.
- 8Data center — η φυσική υποδομή όπου φιλοξενούνται οι servers. Το firewall σε αυτή τη διαδρομή επιτρέπει ή περιορίζει την ανταλλαγή δεδομένων δικτύου.
- 9Server — παρέχει μια εφαρμογή ή μια λειτουργία δικτύου. Το port βοηθά να κατευθυνθεί η κίνηση στην κατάλληλη υπηρεσία.
- 10Application — η εφαρμογή του server επεξεργάζεται το αίτημα και διαμορφώνει την απάντηση, η οποία επιστρέφει με την ίδια λογική επιπέδων.
1. Όλα ξεκινούν όχι από το Ίντερνετ, αλλά από την τοπική σύνδεση
Η συσκευή της Emma συνδέεται πρώτα σε ένα συγκεκριμένο δίκτυο: Wi-Fi· Ethernet· κινητό δίκτυο.
Λαμβάνει τις απαραίτητες παραμέτρους δικτύου, για παράδειγμα IP 192.168.1.25 και gateway 192.168.1.1.
Και μόνο μετά από αυτό εμφανίζεται η δυνατότητα αποστολής δεδομένων σε άλλα δίκτυα.
Γι' αυτό:
Το Wi-Fi και το Ίντερνετ δεν είναι το ίδιο πράγμα.
Το Wi-Fi μπορεί να λειτουργεί άψογα, ενώ η σύνδεση με τον πάροχο απουσιάζει.
2. Τα δεδομένα χωρίζονται σε τμήματα
Αν η Emma στέλνει ένα αρχείο, το Ίντερνετ συνήθως δεν το μεταφέρει ως ένα τεράστιο αδιαίρετο κομμάτι.
Τα δεδομένα μεταδίδονται σε μικρά τμήματα — πακέτα.
Το πακέτο περιέχει υπηρεσιακές πληροφορίες και δεδομένα.
Οι υπηρεσιακές πληροφορίες βοηθούν το δίκτυο να καταλάβει πώς να επεξεργαστεί αυτό το πακέτο και πού να το παραδώσει.
3. Οι δρομολογητές προωθούν τα πακέτα παρακάτω
Ένα πακέτο μπορεί να περάσει μέσα από πολλές συσκευές δικτύου, για παράδειγμα: Emma → Home Router → ISP → Transit Network → Data Center → Server.
Κάθε δρομολογητής αποφασίζει πρωτίστως:
σε ποιον να προωθήσει το πακέτο στο επόμενο βήμα;
Δεν υπάρχει ένας κεντρικός διαχειριστής που να ελέγχει όλα τα πακέτα του Ίντερνετ.
4. Η διαδρομή δεν είναι υποχρεωτικά σταθερή
Σήμερα το πακέτο ακολουθεί τη διαδρομή A → B → C → D, ενώ αύριο μπορεί να είναι ήδη A → E → F → D.
Η διαδρομή μπορεί να αλλάξει εξαιτίας: βλάβης εξοπλισμού· πολιτικής δικτύου· αλλαγής διαθεσιμότητας· φόρτου· τεχνικών εργασιών.
Επιπλέον:
η διαδρομή του αιτήματος και η διαδρομή της απάντησης μπορεί να διαφέρουν.
5. Το TCP και το UDP λύνουν το πρόβλημα της μεταφοράς
Το IP βοηθά στην παράδοση πακέτων μεταξύ δικτύων.
Όμως οι εφαρμογές χρειάζονται περισσότερα.
Για παράδειγμα: τι γίνεται αν χαθεί ένα μέρος των δεδομένων;
Εδώ χρησιμοποιούνται τα πρωτόκολλα μεταφοράς.
Το TCP παρέχει μια αξιόπιστη, διατεταγμένη ροή δεδομένων. Μπορεί: να παρακολουθεί την παράδοση· να αποκαθιστά τη σειρά· να αναμεταδίδει δεδομένα που χάθηκαν.
Το UDP παρέχει μια πιο ελάχιστη μεταφορά μεμονωμένων datagrams. Από μόνο του δεν περιλαμβάνει μηχανισμούς όπως του TCP: αναμετάδοσης· ταξινόμησης· αξιόπιστης σύνδεσης. Όμως οι απαραίτητες λειτουργίες μπορούν να υλοποιηθούν από ένα πρωτόκολλο πάνω από το UDP.
6. Το port βοηθά να βρεθεί η κατάλληλη υπηρεσία
Μία διεύθυνση IP δεν είναι αρκετή.
Σε έναν server μπορούν να λειτουργούν: SSH, Web, API, VPN, Database.
Γι' αυτό χρησιμοποιούνται τα network ports, για παράδειγμα: TCP 22 → SSH, TCP 443 → HTTPS, UDP 51820 → άλλη υπηρεσία δικτύου.
Απλοποιημένα:
Το IP βοηθά να βρεθεί ο κόμβος δικτύου, το port — η κατάλληλη υπηρεσία.
7. Το Firewall αποφασίζει ποια ανταλλαγή δεδομένων θα επιτραπεί
Ακόμα κι αν μια εφαρμογή «ακούει» σε ένα port, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι προσβάσιμη από οποιοδήποτε δίκτυο.
Στη διαδρομή μπορεί να υπάρχει ένα firewall: Internet → Firewall → Server → Application.
Ο κανόνας ALLOW TCP 443 και ο κανόνας BLOCK TCP 443 προφανώς δημιουργούν εντελώς διαφορετικά αποτελέσματα.
Γι' αυτό:
«η υπηρεσία λειτουργεί» και «η υπηρεσία είναι προσβάσιμη» — είναι διαφορετικές δηλώσεις.
8. Πίσω από μια απομακρυσμένη υπηρεσία μπορεί να κρύβεται μεγάλη υποδομή
Όταν η Emma ανοίγει την εφαρμογή, μπορεί να βλέπει μία απλή οθόνη.
Πίσω από αυτήν όμως: Load Balancer → Web Servers → API → Database → Other Services.
Τα στοιχεία μπορεί να βρίσκονται: σε φυσικούς servers· σε εικονικές μηχανές· σε containers· σε υποδομή cloud.
9. Το «cloud» δεν είναι ένα μέρος στον ουρανό
Το cloud computing επιτρέπει την απόκτηση υπολογιστικών πόρων ως υπηρεσία.
Όμως κάπου εξακολουθούν να υπάρχουν: πραγματικά data centers· πραγματικοί servers· πραγματικοί δίσκοι αποθήκευσης· πραγματικές συσκευές δικτύου.
Το cloud κρύβει την πολυπλοκότητα της υποδομής.
Δεν την καταργεί.
10. Η κατανομή και η αποκέντρωση δεν είναι το ίδιο πράγμα
Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την περαιτέρω μελέτη των κρυπτονομισμάτων.
Μια υπηρεσία μπορεί να έχει 1000 servers, 20 data centers και παρουσία σε πολλές χώρες — και παρόλα αυτά να ελέγχεται πλήρως από μία εταιρεία.
Δηλαδή τεχνικά είναι:
κατανεμημένη
αλλά οργανωτικά:
συγκεντρωτική.
Αντίθετα, ένα αποκεντρωμένο βασικό δίκτυο μπορεί να χρησιμοποιείται από τον χρήστη μέσω μίας συγκεντρωτικής υπηρεσίας.
Τι συμβαίνει όταν η Emma στέλνει δεδομένα
Τώρα ολόκληρη η αλυσίδα μοιάζει περίπου ως εξής: η Emma πατάει «Αποστολή» → η εφαρμογή διαμορφώνει τα δεδομένα → το TCP / UDP οργανώνει τη μεταφορά → το IP διαμορφώνει την παράδοση στο δίκτυο → τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του τοπικού δικτύου → το router τα στέλνει στον πάροχο → οι δρομολογητές επιλέγουν τα επόμενα hops → η κίνηση φτάνει στο δίκτυο προορισμού → το κατάλληλο port κατευθύνει τα δεδομένα στην υπηρεσία → η εφαρμογή του server επεξεργάζεται το αίτημα → η απάντηση επιστρέφει.
Όλο αυτό μπορεί να διαρκέσει κλάσματα του δευτερολέπτου.
Ο χρήστης βλέπει μόνο:
«έτοιμο».
Και πού βρίσκεται εδώ η ασφάλεια;
Σε διαφορετικά σημεία προστατεύονται διαφορετικά πράγματα.
Firewall
ελέγχει την επιτρεπόμενη ανταλλαγή δεδομένων δικτύου.
HTTPS
αργότερα θα προστατεύει συγκεκριμένες ιδιότητες της σύνδεσης μεταξύ του browser και της υπηρεσίας web.
Κωδικός πρόσβασης και 2FA
προστατεύουν την πρόσβαση στον λογαριασμό.
Προστασία της συσκευής
μειώνει τον κίνδυνο παραβίασης του ίδιου του πελάτη.
VPN
μπορεί να αλλάξει τη διαδρομή και το μοντέλο εμπιστοσύνης για μέρος της κίνησης δικτύου.
Τέσσερις μύθοι που τώρα μπορούμε να ξεπεράσουμε
| Μύθος | Στην πραγματικότητα |
|---|---|
| «Υπάρχει Wi-Fi — άρα το Ίντερνετ λειτουργεί» | Το Wi-Fi μπορεί να συνδέει μόνο με το τοπικό δίκτυο |
| «Το Ίντερνετ και ο Web είναι το ίδιο πράγμα» | Ο Web είναι μία από τις υπηρεσίες πάνω στο Ίντερνετ |
| «Το Cloud σημαίνει ότι δεν υπάρχουν φυσικοί servers» | Το cloud λειτουργεί πάνω σε φυσική υποδομή |
| «Πολλοί servers σημαίνουν αποκέντρωση» | Η τεχνική κατανομή και ο οργανωτικός έλεγχος είναι διαφορετικές ιδιότητες |
Και ένας ακόμα, που θα φανεί χρήσιμος αργότερα:
«Η κίνηση είναι κρυπτογραφημένη» δεν σημαίνει «η σύνδεση δικτύου έγινε αόρατη».
Τα πακέτα και πάλι πρέπει να δρομολογηθούν.
Γιατί όλα αυτά χρειάζονται τον χρήστη του KRYPTAION
Επειδή στη συνέχεια θα μιλήσουμε για: DNS· HTTPS· phishing· VPN· ανταλλακτήρια· πορτοφόλια· blockchain nodes· RPC· επιθέσεις δικτύου.
Και αντί για ένα μαγικό κουτί:
«κάτι συνέβη στο Ίντερνετ»
έχουμε ήδη ένα κανονικό μοντέλο:
πού ακριβώς συνέβη το πρόβλημα και ποιο στοιχείο είναι υπεύθυνο για τι;
Τα βασικά που πρέπει να θυμάστε
- Το Ίντερνετ είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο διασυνδεδεμένων δικτύων.
- Η συσκευή συνδέεται πρώτα σε ένα τοπικό δίκτυο ή στο δίκτυο ενός φορέα.
- Το Wi-Fi και η πρόσβαση στο Ίντερνετ είναι διαφορετικά πράγματα.
- Τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω του δικτύου σε πακέτα.
- Οι δρομολογητές προωθούν τα πακέτα από ένα τμήμα του δικτύου σε άλλο.
- Η παγκόσμια διαδρομή αποτελείται από πολλές τοπικές αποφάσεις.
- Το TCP και το UDP παρέχουν στις εφαρμογές διαφορετικά μοντέλα μεταφοράς.
- Το TCP επικεντρώνεται σε μια αξιόπιστη, διατεταγμένη ροή, ενώ το UDP επικεντρώνεται στη μετάδοση μεμονωμένων datagrams με ελάχιστο ενσωματωμένο μηχανισμό μεταφοράς.
- Τα ports βοηθούν να ξεχωρίζουν οι υπηρεσίες δικτύου.
- Το Firewall μπορεί να επιτρέπει ή να απαγορεύει την ανταλλαγή δεδομένων δικτύου.
- Ο server είναι πρωτίστως ένας ρόλος, όχι ένας συγκεκριμένος τύπος υπολογιστή.
- Το Cloud λειτουργεί πάνω σε πραγματική φυσική υποδομή.
- Η τεχνική κατανομή δεν σημαίνει αυτόματα αποκέντρωση.
- Για την ανάλυση της ασφάλειας χρειάζεται να κατανοούμε ολόκληρη την αλυσίδα, από τη συσκευή του χρήστη μέχρι την απομακρυσμένη υπηρεσία.
Αυτοέλεγχος
Εντελώς προαιρετικό.
Μπορείτε να απαντήσετε σε όλες τις ερωτήσεις· μόνο σε μερικές· ή σε καμία.
Τα αποτελέσματα προορίζονται μόνο για αυτοαξιολόγηση και δεν επηρεάζουν την ολοκλήρωση του μαθήματος.
Τι περιγράφει πιο ακριβώς το Ίντερνετ;
Το Ίντερνετ είναι ένα παγκόσμιο σύστημα διασυνδεδεμένων δικτύων, όχι ένας server ή μία μοναδική ασύρματη τεχνολογία. Δείτε το Μέρος 1.
Η Emma είναι συνδεδεμένη σε Wi-Fi, αλλά οι ιστότοποι δεν ανοίγουν. Είναι αυτό δυνατό;
Το Wi-Fi επιβεβαιώνει σύνδεση μόνο με το τοπικό δίκτυο· η πρόσβαση στο Ίντερνετ εμφανίζεται μόνο όταν το τοπικό δίκτυο είναι συνδεδεμένο με τον πάροχο. Δείτε το Μέρος 1.
Σε τι χρησιμεύει η διεύθυνση IP;
Η διεύθυνση IP χρησιμοποιείται για τη διευθυνσιοδότηση δικτύου και την παράδοση δεδομένων μεταξύ δικτύων, όχι για την αποθήκευση κωδικών πρόσβασης ή ονομάτων. Δείτε το Μέρος 1.
Τι κάνει ένας δρομολογητής;
Ο δρομολογητής αποφασίζει πρωτίστως πού να προωθήσει το πακέτο στη συνέχεια, βοηθώντας το να περάσει ανάμεσα σε δίκτυα. Δείτε το Μέρος 4.
Τι σημαίνει hop;
Το hop είναι ένα βήμα του πακέτου από έναν δρομολογητή ή κόμβο δικτύου στον επόμενο. Δείτε το Μέρος 4.
Ποια δήλωση για το TCP είναι πιο ακριβής;
Το TCP παρέχει μηχανισμούς αξιόπιστης, διατεταγμένης ροής δεδομένων, αλλά δεν εγγυάται την παράδοση σε περίπτωση πλήρους διακοπής της σύνδεσης. Δείτε το Μέρος 5.
Ποια δήλωση για το UDP είναι πιο ακριβής;
Το UDP μεταδίδει μεμονωμένα datagrams χωρίς ενσωματωμένους μηχανισμούς αξιοπιστίας, ταξινόμησης και αναμετάδοσης όπως αυτούς του TCP. Δείτε το Μέρος 5.
Σε τι χρησιμεύει ο αριθμός ενός network port;
Ο αριθμός port βοηθά το λειτουργικό σύστημα να κατευθύνει τα δεδομένα δικτύου στην κατάλληλη εφαρμογή ή υπηρεσία της συσκευής. Δείτε το Μέρος 6.
Ένα πρόγραμμα ακούει στο TCP/443. Σημαίνει αυτό ότι είναι οπωσδήποτε προσβάσιμο από το Ίντερνετ;
Το ότι ένα πρόγραμμα ακούει σε ένα port δεν σημαίνει ακόμη προσβασιμότητα από το Ίντερνετ — η κίνηση μπορεί να μπλοκαριστεί από ένα firewall ή άλλη υποδομή δικτύου στη διαδρομή. Δείτε το Μέρος 6.
Τι περιγράφει πιο ακριβώς το cloud computing;
Το cloud computing είναι ένα μοντέλο παροχής υπολογιστικών πόρων και λειτουργιών δικτύου ως απομακρυσμένα διαχειριζόμενων υπηρεσιών κατ' απαίτηση. Δείτε το Μέρος 7.
Μια εταιρεία διαθέτει 1 000 servers σε διαφορετικά data centers. Σημαίνει αυτό αυτόματα ότι το σύστημα είναι αποκεντρωμένο;
Πολλοί servers σε διαφορετικά data centers είναι τεχνική κατανομή, όχι οργανωτική αποκέντρωση: όλοι τους μπορούν να εξακολουθούν να ελέγχονται από μία εταιρεία. Δείτε το Μέρος 7.
Ποια είναι η πιο σωστή προσέγγιση κατά την αναζήτηση ενός προβλήματος δικτύου;
Κατά τη διάγνωση είναι χρήσιμο να προσδιορίζουμε σε ποιο ακριβώς σημείο της αλυσίδας, από τη συσκευή μέχρι την απομακρυσμένη υπηρεσία, εμφανίστηκε η βλάβη, αντί να κατηγορούμε αμέσως ένα μόνο στοιχείο.
Πρακτική άσκηση
Επίσης προαιρετικό.
Ας φανταστούμε την εξής κατάσταση: η Emma είναι συνδεδεμένη σε Wi-Fi, το messenger λειτουργεί, αλλά μία συγκεκριμένη υπηρεσία web δεν ανοίγει.
Αναλύστε τη διαδρομή: Emma device → Wi-Fi / LAN → Router → ISP → Internet route → Remote service.
Και προσπαθήστε να απαντήσετε:
- Αποδεικνύει η λειτουργία του Wi-Fi ότι λειτουργεί ο πάροχος;
- Αποδεικνύει η λειτουργία του messenger ότι ένας συγκεκριμένος ιστότοπος είναι προσβάσιμος;
- Πού μπορεί να βρίσκεται η βλάβη;
- Ποιοι έλεγχοι επιτρέπουν τον σταδιακό περιορισμό του προβλήματος;
- Γιατί δεν έχει απαραίτητα νόημα να αλλάξουμε αμέσως τον κωδικό του Wi-Fi σε αυτή την κατάσταση;
Παράδειγμα συλλογισμού
Μπορούμε να προχωρήσουμε από το πιο κοντινό στο πιο μακρινό: λειτουργεί το Wi-Fi; → υπάρχει πρόσβαση σε άλλες υπηρεσίες internet; → το πρόβλημα αφορά μόνο μία υπηρεσία; → επιλύεται η διεύθυνσή της; → είναι προσβάσιμη η διαδρομή δικτύου; → λειτουργεί η ίδια η απομακρυσμένη υπηρεσία;
Αυτός δεν είναι ένας καθολικός αλγόριθμος επισκευής του Ίντερνετ.
Η βασική συνήθεια είναι διαφορετική:
να μη θεωρούμε ολόκληρο το δίκτυο ως ένα μαύρο κουτί.
Το μάθημα ολοκληρώθηκε
Τώρα έχουμε έναν βασικό χάρτη του Ίντερνετ.
Το επόμενο ερώτημα θα είναι πολύ πιο συγκεκριμένο.
Η Emma πληκτρολογεί στον browser https://example.com και πατάει Enter.
Τι συμβαίνει μετά από αυτό;
Πώς μαθαίνει ο browser τη διεύθυνση του server;
Πότε δημιουργείται η σύνδεση;
Πότε ξεκινάει το HTTPS;
Πότε λαμβάνει ο server το αίτημα;
Και πώς από τα δεδομένα δικτύου προκύπτει η έτοιμη σελίδα;
Συνεχίζουμε — στο επόμενο μάθημα — «Τι συμβαίνει όταν ανοίγετε έναν ιστότοπο».
- Το διαδίκτυο είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο διασυνδεδεμένων δικτύων.
- Η συσκευή συνδέεται πρώτα σε ένα τοπικό δίκτυο ή δίκτυο παρόχου.
- Το Wi-Fi και η πρόσβαση στο διαδίκτυο είναι διαφορετικά πράγματα.
- Τα δεδομένα ταξιδεύουν στο δίκτυο ως πακέτα.
- Οι δρομολογητές μεταφέρουν τα πακέτα από ένα τμήμα του δικτύου σε άλλο.
- Η παγκόσμια διαδρομή αποτελείται από πολλές τοπικές αποφάσεις.
- Τα TCP και UDP προσφέρουν στις εφαρμογές διαφορετικά μοντέλα μεταφοράς.
- Το TCP προσανατολίζεται σε μια αξιόπιστη ταξινομημένη ροή, ενώ το UDP μεταδίδει μεμονωμένα datagrams με έναν ελάχιστο ενσωματωμένο μηχανισμό μεταφοράς.
- Οι θύρες βοηθούν να ξεχωρίζουμε τις δικτυακές υπηρεσίες.
- Ένα firewall μπορεί να επιτρέψει ή να αποκλείσει τη δικτυακή κίνηση.
- Ένας server είναι πρωτίστως ρόλος, όχι συγκεκριμένο είδος υπολογιστή.
- Το cloud λειτουργεί πάνω σε πραγματική φυσική υποδομή.
- Η τεχνική κατανομή δεν σημαίνει αυτόματα αποκέντρωση.
- Η ανάλυση της ασφάλειας απαιτεί κατανόηση ολόκληρης της αλυσίδας από τη συσκευή του χρήστη έως την απομακρυσμένη υπηρεσία.