Илл. 7.49. Большую часть интернет-трафика сегодня составляет трафик облачных сервисов и CDN; при этом сети доступа и интернет-провайдеры активно обмениваются трафиком через частные линии подключения
Пользователи отправляют крупным серверам запросы на выполнение определенных действий, после чего серверы выполняют эти запросы, создавая веб-страницу, отражающую результаты их действий. Вот некоторые примеры таких запросов:
1. Купить продукт в интернет-магазине.
2. Получить электронное письмо от почтового сервиса.
3. Выдать банку платежное поручение.
4. Произвести потоковую передачу песни или фильма на устройство пользователя.
5. Обновить страницу в Facebook.
6. Отобразить статью онлайн-версии газеты.
Этой модели соответствует почти весь трафик современного интернета. Стремительное распространение облачных сервисов и CDN полностью перевернуло традиционную клиент-серверную модель интернет-трафика, при которой клиент получал контент или обменивался им с одним сервером. Сегодня подавляющее большинство контента и коммуникаций обслуживается распределенными облачными сервисами; многие интернет-провайдеры направляют им большую часть своего трафика. В наиболее развитых регионах просто нет необходимости в том, чтобы пользователи получали доступ к огромным объемам контента, используя транзитную инфраструктуру большой протяженности. CDN разместили популярный контент ближе к пользователям. Часто это означает и малую географическую удаленность, и доступ через прямую линию подключения от интернет-провайдера. Таким образом, все больше контента доставляется по CDN, которые либо напрямую подключены к сетям доступа по частным соединениям, либо даже имеют в них собственные узлы кэша.
Магистральные сети позволяют многим облачным сервисам и CDN связываться друг с другом через точки пирингового обмена, если между ними нет частной выделенной линии подключения. Так, к точке обмена интернет-трафиком DE-CIX в Франкфурте подключено около 2000 сетей, а к точкам обмена AMS-IX в Амстердаме и LINX в Лондоне — примерно по 1000. К каждой крупной точке обмена в США подключено по несколько сотен сетей. Эти точки также соединены между собой одной или несколькими оптоволоконными линиями OC-192 (9,6 Гбит/с) и/или OC-768 (38,5 Гбит/с). Точки пирингового обмена и крупные коммуникационные сети, которые в них соединяются друг с другом, образуют магистраль интернета, к которой напрямую подключено большинство облаков и CDN.
Как уже упоминалось, CDN компании Akamai включает в себя более 200 000 серверов, большая часть которых расположена внутри сетей интернет-провайдеров. Эта тенденция продолжит менять ландшафт интернета в ближайшие годы. Все больше распространяются и другие CDN, такие как CloudFlare. Наконец, свои CDN начинают развертывать провайдеры контента и сервисов. К примеру, компания Netflix развернула CDN под названием Open Connect, которая размещает контент Netflix в узлах кэша, либо в точках обмена интернет-трафиком, либо непосредственно внутри сети доступа интернет-провайдера. Степень, в которой интернет-путь пройдет через отдельную магистральную сеть или точки обмена, зависит от множества факторов, таких как затраты, доступные возможности подключения в регионе и экономия за счет масштабирования. Если в Европе и ряде других частей мира очень популярны точки обмена интернет-трафиком, то в США чаще применяется прямое подключение посредством частных межсетевых соединений.
7.6. Резюме
Именование в ARPANET изначально было очень простым: в текстовом файле перечислялись имена всех хостов и соответствующие им IP-адреса. Каждую ночь этот файл подгружался на все компьютеры. Но когда ARPANET перерос в интернет и его объем невероятно увеличился, потребовалась гораздо более изысканная и динамичная схема именования. Сегодня именование доменов в интернете реализуется при помощи иерархического подхода — системы доменных имен, DNS. Эта система организует все подключенные к интернету компьютеры в набор деревьев. На верхнем уровне находятся общеизвестные родовые домены, включая com, edu и около 200 национальных доменов. DNS реализована в виде распределенной базы данных, серверы которой расположены по всему миру. Обратившись к DNS-серверу, процесс может преобразовать доменное веб-имя в IP-адрес, используемый для общения с компьютером в этом домене. DNS применяется для различных целей; в последнее время в силу выявленных проблем конфиденциальности возникла тенденция к шифрованию DNS-трафика с помощью протокола TLS или HTTPS. В итоге это может привести к централизации службы DNS, что, в свою очередь, изменит фундаментальные аспекты архитектуры интернета.
Электронная почта — это одно из самых ранних и популярных приложений интернета. Ею до сих пор пользуются все, от мала до велика. Большинство существующих сегодня систем электронной почты соответствует спецификациям RFC 5321 и 5322. Сообщения содержат ASCII-заголовки и данные разных типов, прописанных в MIME-заголовках. Почта отдается агентам передачи для доставки, а затем извлекается и отображается во многих пользовательских агентах, включая веб-приложения. Отправленная почта доставляется по протоколу SMTP, устанавливающему TCP-соединение между хостом-источником и хостом-получателем.
Всемирная паутина является приложением, которое многие считают интернетом. Изначально это была система для обработки страниц, написанных на HTML и содержащих гиперссылки на другие страницы, которые загружались при помощи TCP-соединения браузера с сервером. Сегодня большая часть контента является динамической, или на стороне сервера (например, с PHP), или на стороне браузера (например, с JavaScript). Динамические страницы на сервере в сочетании с внутренними базами данных позволяют использовать системы электронной торговли и поиска. Динамические страницы браузера превращаются в полнофункциональные приложения, такие как электронная почта, которая работает внутри браузера и использует веб-протоколы для общения с удаленными серверами. С ростом рекламной индустрии в интернете стало практически повсеместно использоваться отслеживание, реализуемое с помощью самых разных методов, от использования файлов cookie до снятия цифрового отпечатка пользователя.
Хотя существуют способы блокировки некоторых типов отслеживающих механизмов (например, файлов cookie), иногда такая блокировка плохо сказывается на функциональности веб-сайта. Кроме того, некоторые механизмы отслеживания чрезвычайно трудно поддаются блокировке (к примеру, метод снятия цифрового отпечатка).
Цифровое аудио и видео стали ключевыми факторами развития интернета с 2000 года. Сегодня передача видеоданных составляет большую часть интернет-трафика. Значительная его доля передается с веб-сайтов потоковым методом с помощью определенного набора протоколов; также широко используется TCP. При этом медиаданные передаются в режиме реального времени множеству пользователей. Так работают радио- и телестанции, транслирующие самые разнообразные программы в интернете. Аудио и видео также используются для конференций в реальном времени. Для многих звонков применяется IP-телефония или приложения видеоконференций, а не традиционные телефонные сети.
Существует небольшое количество крайне популярных веб-сайтов и огромное количество не слишком популярных. Для обслуживания популярных сайтов были созданы сети распределения контента, CDN. Они используют DNS, чтобы направлять клиентов на ближайший сервер. Серверы расположены в центрах обработки данных по всему миру. В качестве альтернативы P2P-сети позволяют нескольким компьютерам совместно использовать контент (например, видео). Они обеспечивают емкость распределения контента, которая растет с увеличением числа компьютеров-участников, так что подобные сети могут соперничать с крупнейшими сайтами.
