¿Cuál es la infraestructura física necesaria de Internet y quién la mantiene?

Las canalizaciones de bits y los enrutadores de protocolo de Internet (IP) (también conocidos como “puertas de enlace” en la lengua antigua) son la infraestructura física necesaria de Internet.

Las tuberías de bits vienen en muchas, muchas formas, pero dos clases básicas:

  1. conexiones punto a punto, por ejemplo, módems, T1, T3, enlaces de fibra óptica SONET / SDH, PVC en redes desagradables de Frame Relay, ATM y MPLS, etc.
  2. Redes de área local (LAN), por ejemplo, Ethernet, FDDI, Gigabit Ethernet, Token Ring, Wi-Fi, FireWire, FiberChannel, etc.

Las canalizaciones de bits conectan los enrutadores entre sí y con los hosts. Los enrutadores IP de clase portadora (capacidad más alta) provienen principalmente de Cisco (compañía) y Juniper Networks (compañía). Muchas empresas hacen las más pequeñas, por ejemplo, módems / enrutadores de cable de especificación de interfaz de servicio de datos por cable, enrutadores DSL.

Todo el mundo lo mantiene, es decir, todos mantienen las piezas que poseen / alquilan de Internet, y todos cooperamos (más o menos) entre nosotros en los puntos de interfaz (“hand off”) (donde mi red se conecta a su red) .

Internet solo funciona porque todo lo que contiene habla Protocolo de Internet (IP). (Esa es en realidad la definición funcional de Internet: si no está conectado a una parte y habla IP, no está en Internet).

Además de todo eso están:

  • los hosts: clientes y servidores (y los roles a menudo se invierten dependiendo del protocolo de aplicación que se esté hablando), y
  • el transporte (por ejemplo, TCP / IP y Protocolo de datagramas de usuario) y protocolos de aplicación, por ejemplo, Sistema de nombres de dominio, HTTP (es decir, la World Wide Web), Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP), Protocolo de transferencia de archivos, SSH, Protocolo de tiempo de red, BitTorrent ( empresa).

La infraestructura de Internet fue establecida y mantenida por una coalición de gobiernos y empresas privadas.

Juntos, crearon esta red masiva e interconectada de cables de cobre y fibra óptica que hoy forman Internet.

En resumen, estas partes físicas son esenciales para Internet:

  1. Cientos de miles de millas de cables
  2. Cientos de miles de servidores.
  3. Millones de enrutadores

Voy a entrar en más detalles sobre todo esto a continuación.

Internet en general está diseñado para ser redundante para evitar que se “caiga” por completo. Como resultado, hay alrededor de 550,000 millas de cables submarinos en todo el mundo, junto con miles de puntos de intercambio de Internet, operadores locales, enrutadores ISP, servidores de protocolo fronterizo y proveedores de larga distancia, no necesariamente en ese orden.

Las empresas o gobiernos que crearon cada parte de la infraestructura de Internet son responsables de mantenerla. Algunas organizaciones, como ICANN, son responsables de otras partes de Internet, como el Sistema de nombres de dominio (DNS).

DNS es lo que le permite escribir un nombre de dominio en la URL de su navegador en lugar de la dirección IP de un sitio web. Es la conveniencia no esencial más importante en Internet. Hay 13 clústeres de servidores para DNS en todo el mundo, y son propiedad de 12 organizaciones.

Si desea una explicación más completa, puede consultar esta infografía que creó mi empresa: ¿Cómo se conecta Internet? [Infografía] | Página web FX

¡Espero que esto ayude!

Indirectamente, todos deben tener una infraestructura fundamental para conectarse a Internet. Puede verlo como una web donde todos los nodos están conectados a la rama central. Pero eso sería una simplificación excesiva. Hagamos el análisis técnico a partir de su casa y sigámoslo hasta el nivel donde cruza continentes.

El par coaxial (cable) / trenzado (ADSL) sale de su casa y se dirige a un edificio cercano (a pocos kilómetros) llamado Oficina Central (CO). Estos cables están enterrados bajo tierra, generalmente en la calle frente a su casa o callejón, o transportados en postes si obtiene su teléfono o cable de esa manera.

En el CO, todas las líneas de cobre de todas las casas en el área se unen y, generalmente en un desorden gigante, se conectan a dispositivos en el CO, llamados ATU-C para ADSL o centros de acceso para cable. El paso de la oficina local a su casa se llama la ” última milla “.

Estos dispositivos detectan la amplitud (qué tan grande) y / o la frecuencia (con qué frecuencia) cambian el voltaje en la línea y lo convierten en datos digitales (unos y ceros). Este proceso se llama demodulación .

Desde aquí, sus datos se agrupan junto con todos los demás datos que ingresan al CO y se envían a través de una línea de fibra óptica, generalmente enterrada debajo de la calle o colgada de un poste, a un gran centro de datos donde se encuentran los enrutadores de su ISP. La fibra óptica puede llegar muy lejos, por lo que solo hay unos pocos de estos grandes centros de datos en una ciudad. Estos centros de datos están físicamente conectados entre sí con cables de fibra óptica enterrados, y luego uno o más de los centros de datos en cada ciudad están directamente conectados a uno o más de los centros de datos en ciudades vecinas. Entonces, la fibra pasa de su vecindario CO a una milla más o menos a un edificio mucho más grande en algún lugar de la ciudad, que luego tiene conexiones a otros centros de datos en la ciudad y en las ciudades vecinas.

Las señales eléctricas se convierten en luz utilizando un transceptor . Luego, la luz rebota por la línea de fibra óptica hasta el transceptor en el otro extremo, donde se convierte nuevamente en señales eléctricas.

En el centro de datos, los enrutadores de su ISP observan los datos. Los enrutadores son responsables de mover datos entre diferentes redes. Observan la dirección IP de destino y descubren a qué red IP están destinados los datos. Luego observan estas grandes tablas (más de 500,000 entradas) que hacen coincidir cada red IP con un ISP en función del número de sistema autónomo (ASN) del ISP, que es cómo Internet ve un ISP. Ves “Verizon”, Internet ve ASN 701 . Tener su propio ASN, y tener una copia de la tabla que enumera todas las asignaciones de red IP a ASN es básicamente lo que hace que un ISP sea un ISP (bueno, eso y conectarse a otros ISP). Una vez que el enrutador sabe a qué ASN deben ir los datos, busca el enrutador de borde más cercano al ASN de destino, y luego envía los datos rebotando a través de sus centros de datos, ciudad por ciudad, hasta llegar a ese enrutador de borde. Más información sobre enrutadores de borde más adelante.

Los ISP se conectan entre sí al enterrar el cable de fibra óptica de uno de sus propios centros de datos a un intercambio de Internet (IX), que es un lugar donde un montón de otros ISP han acordado arrastrar las líneas de fibra también. Por razones obvias, los ISP también designarán uno de sus propios centros de datos como un Punto de Presencia (POP) y “permitirán” que otros ISP traigan cables de fibra allí y alquilen espacio en el bastidor del edificio.

Los propios ISP, o las compañías que se especializan en esto, a veces también entierran cables directamente entre IX y POP que están muy separados (por ejemplo, en diferentes continentes). Estas conexiones pueden ser muy, muy largas y muy, muy caras. Lo enterrarán sobre tierra o mar, tierras de cultivo, bosques, montañas, arrecifes de coral u océano profundo. Estas líneas suelen ser un gran enlace continuo e ininterrumpido, menos unos pocos repetidores que mantienen la intensidad de la señal y duran miles de kilómetros.

En un IX o POP, que es básicamente un almacén, a cada ISP se le da espacio en bastidores de computadoras en el edificio. Por lo tanto, su ISP ha llevado su cable de fibra óptica a miles de millas desde su centro de datos al IX o POP y lo ha encaminado a través del edificio a sus bastidores. Luego colocan su enrutador de borde en el bastidor y conectan su cable de fibra de retorno. Luego, se pasa un cable de fibra óptica o cobre físico desde el enrutador de borde de su propio ISP, a través del edificio, hasta el otro enrutador de borde de ISP, que se conecta a su propio cable de fibra de larga distancia de regreso a los centros de datos de ese ISP. ~~ Y así es como se hacen los bebés ~~

Los enrutadores perimetrales le dicen a cualquier ISP al que estén conectados las redes IP que posee su ISP y, lo que es más importante, también suelen decir a qué ISP adicionales está conectado su ISP.

Los ISP luego firmarán acuerdos entre ellos con respecto a cuánto, en todo caso, se cobrarán entre sí por los datos que se transmiten entre ellos, y si se les permite o no enviar datos solo a ese ISP en particular, o si también se les permite enviar a ISP a los que se conecta ESO ISP también. Esto se llama peering .

No hace falta decir que esto sigue siendo una gran simplificación y estereotipificación de algo que puede ir de mil millones de maneras diferentes.

Una variación habitual es que hay empresas que se especializan en enterrar líneas de fibra óptica entre IX y POP, de modo que si el ISP A quiere hablar directamente con el ISP B, pero está muy lejos del ISP B, pueden pagar para usar parte de uno de ellos. Estas compañías tienen líneas de fibra para llegar desde un IX donde está el ISP A hasta un IX donde está el ISP B, en lugar de pagar para construir su propio cable de larga distancia.

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