Сети передачи данных

Сеть передаёт пакеты между узлами через каналы, коммутаторы и маршрутизаторы. Для приложения важен не список оборудования, а свойства пути: задержка, пропускная способность, потери и изменение порядка.

Уровни

Уровень	Задача	Примеры понятий
канал	доставка кадров в одном сегменте	MAC, Ethernet, Wi-Fi
сеть	адресация и маршрут между сетями	IP, router
транспорт	обмен между процессами	TCP, UDP, порт
приложение	прикладной протокол	HTTP, DNS

Инкапсуляция:

HTTP-сообщение -> TCP-сегмент -> IP-пакет -> Ethernet-кадр

Коммутация и маршрутизация

Коммутатор обычно пересылает кадры внутри канального сегмента по MAC-адресам. Маршрутизатор выбирает следующий участок пути между IP-сетями. NAT меняет адресное представление потока, но не заменяет firewall.

Характеристики

• bandwidth — сколько данных можно передать за единицу времени;
• latency — сколько занимает доставка;
• jitter — разброс задержки;
• packet loss — доля потерянных пакетов;
• MTU — максимальный размер пакета на участке без фрагментации.

Высокая пропускная способность не гарантирует низкую задержку. Для короткого API-вызова важнее несколько сетевых раундов, для большого файла — ещё и полоса.

LAN, MAN, WAN

• LAN охватывает локальную инфраструктуру с единым административным управлением;
• MAN связывает площадки на масштабе города;
• WAN соединяет удалённые сети через операторов и множество маршрутов.

Граница определяется не только расстоянием, но и владением инфраструктурой и характеристиками канала.

Разбор проблемы

имя -> IP -> маршрут -> TCP/TLS -> прикладной ответ

Проверяю по порядку:

1. разрешается ли имя;
2. достижим ли адрес и правильный ли маршрут;
3. открыт ли порт;
4. устанавливается ли защищённое соединение;
5. отвечает ли приложение;
6. где появляется задержка или потеря.

Связано: DNS, Http протокол, Принципы организации Интернет.

Самопроверка

• Чем bandwidth отличается от latency?
• Почему успешный DNS-запрос не доказывает доступность приложения?
• Какие дополнительные проблемы появляются у TCP при потерях?