Как работает Интернет? Визуализация роста глобальной сети с 1997 года

Как работает Интернет? Визуализация роста глобальной сети с 1997 года

Интернет – это основа передачи данных по сети, техническая инфраструктура, которая делает ее возможной. По своей сути Интернет – это большая сеть компьютеров, которые «соединены и общаются» между собой.

История Интернета берет начало в 1960-х годах. Он был создан как исследовательский проект, финансируемый армией США, а затем превратился в государственную инфраструктуру при поддержке многих университетов и частных компаний. Различные технологии, поддерживающие сеть Интернет, эволюционировали с течением
времени, но способ его работы не сильно изменился.

Как работает Интрнет?

Когда нужно установить связь между двумя компьютерами, вы можете либо соединить их физически (с помощью кабеля Ethernet), либо по беспроводной сети (например, с помощью сети Wi-Fi или по Bluetooth). Все современные компьютеры поддерживают различные виды соединений.

Примечание: В этой статье мы будем говорить только о кабелях, однако принцип работы беспроводных сетей такой же.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/e46133e2-9413-4b4d-bb68-cba436744bb0/Untitled.png

К сети могут подключиться больше, чем два компьютера. Вы можете соединить между собой столько ПК, сколько пожелаете. Увеличивая количество подсоединенных устройств, вы усложняете сам процесс установления связи между ними. Если вы пытаетесь связать, к примеру, десять компьютеров, вам понадобятся 45 кабелей с девятью штекерами на каждый ПК!

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/260d3705-ab12-41ba-94b7-5e27d5c69516/Untitled.png

Чтобы решить данную проблему, каждое устройство в сети подключается к специальному крошечному компьютеру – маршрутизатору. У него есть только одна задача: следить за тем, чтобы сообщение, отправленное с одного компьютера, попало на нужный ПК. Чтобы отправить сообщение на компьютер В, компьютер А сначала должен передать его маршрутизатору, который, в свою очередь, перешлет месседж на нужный ПК и проследит за тем, чтобы он не был доставлен на иное устройство.

После того как мы добавим маршрутизатор на схему нашей сети, нам понадобятся всего лишь 10 кабелей, а также штекер для каждого компьютера и маршрутизатор с 10 штекерами.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/8cfca8dd-1350-4af3-b592-1d549298ee41/Untitled.png

Объединение сетей

Если мы говорим о небольшой сети, то представленный выше вариант отлично подходит для установления соединения между компьютерами. Но как насчет соединения сотен, тысяч, миллиардов устройств? Конечно, тут уже одного маршрутизатора будет недостаточно. Вы уже знаете, что маршрутизатор – это тоже компьютер, так что же нам мешает соединить два маршрутизатора между собой? Так и поступим.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/cd5fa31c-380a-4691-a5a4-2349db99da25/Untitled.png

Соединяя компьютеры с маршрутизаторами, а затем маршрутизаторы с маршрутизаторами, мы можем увеличивать размеры сети бесконечно.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/4ad54e9a-75b9-49c1-be8a-ac13d22bc6c6/Untitled.png

Такая сеть очень похожа на то, что мы называем Интернетом, но мы о чем-то забыли. Мы создали ее для наших собственных целей. Ведь есть и другие сети: у ваших друзей, соседей, родственников. Любой может создать свою собственную сеть компьютеров. Однако невозможно протянуть кабель от вашего дома ко всему остальному миру. И что нам теперь делать? Ну, к вашему дому уже идут кабели, с помощью которых вы можете позвонить другим людям (телефонный) или включить свет (электричество). Телефонная сеть связывает вас с людьми, живущими по всему миру, так что это именно тот кабель, который нам нужен. Чтобы подключить нашу сеть к телефонной инфраструктуре, необходимо специальное оборудование, которое имеет название модем. Он преобразует информацию с нашего компьютера, делая ее доступной как для отправки, так и для получения по телефонной сети.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/14b323ec-049d-4f88-ac8b-7f93725c234d/Untitled.png

Теперь мы подключены к телефонной инфраструктуре. Следующим шагом является отправка сообщений из нашей сети в другую сеть. Для этого необходимо воспользоваться услугами интернет-провайдеров (ISP). Интернет-провайдер – это компания, которая управляет маршрутизаторами, связанными между собой, а также может получить доступ к маршрутизаторам других интернет-провайдеров. Таким образом, наше сообщение передается через объединение ISP-сетей в нужную сеть. Интернет же включает в себя множество таких отдельных соединений сетей.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/f336b3f2-270d-4756-92b8-f539b64f6bd7/Untitled.png

Иллюстрация всемирной сети

Но на сколько велик Интернет? Сколько таких сетей он в себе объединяет? К Интернету подключены миллионы устройств, и казалось бы, отобразить их всех на одной картинке невозможно. Однако исследователь из Клифорнии Барретт Лайон доказал обратное.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/1bd563f6-e68f-4148-8f1f-6fb14f7575b4/Untitled.png

В ноябре 2003 года исследователь в сфере безопасности Барретт Лайон учился на последнем курсе в Калифорнийском государственном университете в Сакраменто, работая в качестве пентестера – хакера, которого компании нанимают для поиска слабых мест в своих собственных системах. В начале тестирования на проникновение Лайон всегда проводил базовую рекогносцировку инфраструктуры заказчика. «На всякий случай», - как он сам говорит. Он понял, что, таким образом, может вывести формулу, с помощью которой видно, как выглядит новая сеть для будущего пентестинга. «Эта формула стала основой для создания программного обеспечения, которое может выполнять всю работу за меня», - говорит Лайон.

Однажды, обедая с коллегами, Лайон Барретт предложил использовать свой сетевой картограф, чтобы нарисовать весь Интернет. «Они подумали, что это довольно забавная идея, поэтому поспорили со мной на 50 баксов, что я не смогу этого сделать», - говорит он. Но у него получилось.

В процессе создания иллюстрации Интернета было задействовано огромное количество тонких пересекающихся линий, звездных вспышек и ветвей. Данная картинка стала изображением глобальной сети в начале 2000-х. Лайон назвал свою работу «Opte», и хотя его коллеги сначала скептически относились к данному «виду искусства», конечный продукт сразу же начал привлекать внимание поклонников на Slashdot и за его пределами.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/a7428832-21c7-4788-bd84-e034b6b57636/Untitled.png
Фото: Barrett Lyon / The Opte Project (2003)

Позже «Opte» появился в сети в совершенно новом обличье. В оригинальной версии использовались «traceroutes», команды диагностики, которые исследовали различные пути в сети, чтобы визуализировать Интернет с его запутанными ветвями и закоулками. Однако данная методика может быть не до конца точной при создании иллюстрации Интернета. Поэтому в 2010 году на выставке оригинальной картины в Музее современного искусства в Нью-Йорке Лайон подумал об альтернативах для создания своего шедевра. Вместо того чтобы изобразить карту Интернета, основываясь на трассировочных маршрутах, он использовал таблицы маршрутизации протокола пограничного шлюза. Это дало ему возможность получить более точное представление о всемирной сети. Он использовал этот подход и в дальнейшем.

Оригинальный «Opte» представлял собой статическое изображение, но версия 2021 года – это видео в разрешении 10К. Были использованы данные BGP из проекта Route Views Университета штата Орегон для отображения глобального Интернета с 1997 года по сегодняшний день. Лайон работал над визуализацией в течение нескольких месяцев и использовал ряд приложений, инструментов и скриптов для ее создания. Один из них – это пакет программ под названием Large Graph Layout, изначально предназначенный для визуализации изображений белков. Он использует сотни различных визуальных макетов, пока не подберет наиболее эффективное и репрезентативное решение для поставленной задачи. Таким образом, была создана «идеальная картина сети», где изображены все длинные, взаимосвязанные маршруты передачи данных в Интернете. Чем ближе к центру находится сеть, тем больше связей она имеет с другими сетями.

В то время как сама концепция («визуализировать весь Интернет») остается прежней, анимация дает возможность новой версии «Opte» быть более интерактивной. Полученные иллюстрации бесплатны для некоммерческого использования. Лайон также создал несколько диаграмм и видео, которые вызывают особый интерес. Одна из них показывает интернет-пространство Китая с его жестко контролируемыми двумя соединениями внутри и снаружи страны. Лайон показал и массовое присутствие военных США в Интернете, включая такие сети, как NIPRNET и SIPRNET.

https://s3-us-west-2.amazonaws.com/secure.notion-static.com/48b4ec7b-46a6-4008-b4f0-177c5480732f/Untitled.png
Фото: Barrett Lyon / The Opte Project

В новой версии «Opte» можно также отследить крупные интернет-события, такие как национальное отключение Интернета в Иране в 2019 году. В видео также отображены утечки маршрута BGP и инциденты, связанные со злонамеренным перенаправлением данных по сети. Новая анимированная картина Интернета разработана таким образом, чтобы Лайон смог изменить ее с течением времени.

В то время как «Opte» является поразительной визуализацией размера и значения Интернета для людей, Лайон утверждает, что его работа также указывает на неспособность сети стать действительно децентрализованным и свободным местом в его нынешнем виде. Особенно, это касается стран и регионов, где введены ограничения, связанные с использованием глобальной сети.

«Когда я смотрю это видео, то каждая из маленьких закорючек и волн представляются мне людьми, бродящими по просторам Интернета», - говорит Лайон. «Люди пользуются Интернетом, сами строят всемирную сеть, буквально пересекая океаны и горы, используя оптоволокно, ставя столбы и роя канавы. Вся эта работа отображена в одном видео. Однако некоторые страны слишком скрытны в этом вопросе, поэтому невозможно с точностью отобразить их интернет-активность».

По материалам Wired.

Подписывайся на Эксплойт в Telegram, чтобы не пропустить новые компьютерные трюки, хитрости смартфонов и секреты безопасности в интернете.




Join the conversation.

Great! Check your inbox and click the link
Great! Next, complete checkout for full access to Эксплойт
Welcome back! You've successfully signed in
You've successfully subscribed to Эксплойт
Success! Your account is fully activated, you now have access to all content
Success! Your billing info has been updated
Your billing was not updated