Hlavní obsah
Informatika – Počítače a internet
Pakety, routery a spolehlivost internetu
Lynn Root, softwarový inženýr Spotify, a „otec Internetu“ Vint Cerf nám vysvětlí, jak se informace na internetu rozdělují na pakety a jak je zajištěna spolehlivost jejich přenosu.
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.
Transkript
Sedm, šest, pět, čtyři, tři, dva, jedna. (úvodní znělka) Ahoj, jmenuji se Lynn Root. Jsem softwarová inženýrka
ve firmě Spotify. Přiznám se, že i já beru spolehlivost
internetu jako samozřejmost. Objem dat kolujících přes
internet je ohromující. Ale jak je možné, že každý kus
informace je k vám doručen spolehlivě? Řekněme, že si chcete pustit
písničku ze Spotify. Zdá se, že váš počítač se připojí
přímo k serverům Spotify, a Spotify vám pošle
písničku přímou cestou. Ve skutečnosti takhle
internet nefunguje. Kdyby byl internet tvořen
pomocí přímých připojení, bylo by nemožné udržet
všechno v chodu, obvzlášť když se připojí
milióny uživatelů, a navíc nemáme záruku,
že každý drát a počítač běží nepřetržitě. Místo toho informace cestují
přes internet v mnohem otevřenějším duchu. (Vint Cerf) Před mnoha, mnoha lety,
na počátku sedmdesátých let, můj partner, Bob Kahn,
se mnou začal pracovat na návrhu toho, čemu
dnes říkáme internet. Bob a já jsme měli možnost a zodpovědnost navrhnout protokoly a
architekturu internetu. S Bobem jsme se podíleli
na růstu a evoluci internetu po celou dobu
až k dnešnímu dni. Způsob jakým se
informace dostávají z jednoho počítače do druhého
je velmi zajímavý. Nemusí sledovat pevně danou cestu. Jejich cesta se může změnit
během komunikace počítač-počítač. Informace se na internetu
dostává z jednoho počítače na druhý v takzvaném "informačním paketu". Pakety na internetu
cestují ze místa na místo podoboně jako byste seq
vy mohli dostat z místa na místo autem. V závislosti na dopravních zácpách
nebo stavu vozovky si můžete si vybrat nebo
být přinuceni zvolit jinou cestu abyste se dostali na stejné místo při každé vaší cestě. Stejně jako můžete v autě
převážet spoustu věcí tak spousta druhů digitálních informací
může být přenesena v IP paketech ale vše má své hranice. Co kdybyste například potřebovali
přesunout raketoplán z výrobní linky na místo startu? Raketoplán se nevejde do jednoho auta,
takže se musí rozebrat na součástky, a převézt pomocí několika náklaďáků. Každý z nich může jet jinou cestou
a dorazit do cíle v jiný čas, ale jakmile jsou všechny díly na místě, můžete je znovu sestavit v raketoplán
připravený k odletu. Na internetu to funguje podobně. Velmi velký obrázek, který chcete poslat příteli
nebo nahrát na stránky, se skládá z desítek miliard jedniček a nul, což je příliš mnoho dat na jeden paket. Ale protože mluvíme o datech v počítači, počítač odesílající obrázek může data rychle
rozebrat na stovky až tisíce menších částí, nazývaných "pakety". Narozdíl od aut a náklaďáků,
pakety nemají řidiče, a nevybírají si cestu. Každý paket má internetovu adresu
odkud vyrazil a kam míří. Speciální počítače na internetu, zvané "routery",
slouží jako kontroloři dopravy, udržující plynulý chod sítě. Pokud je jedna cestu ucpaná,
jednotlivé pakety mohou skrz internet cestovat jinými cestami, a mohou dorazit v trochu
jiném čase, ale dokonce i v jiném pořadí. [Lynn] Pojďme si promluvit
o tom jak to funguje. V rámci internetového protokolu
si každý router udržuje přehled o několika cestách
pro posílání paketů, a vybere tu "nejdostupnější" cestu pro každý kousek informace
podle cílové IP adresy pro paket. "Nejdostupnější" v tomto případě
nemá nic společného s cenou, ale s časem a jinými faktory, například vyhláškami
a vztahy mezi společnostmi. Ta nejvíc přímá cesta nemusí
nutně být ta nejlepší. Možnost volit mezi cestami
dělá síť tolerantní vůči chybám, což znamená, že síť může
posílat pakety, i když se něco velmi pokazí. Tohle je jeden ze základních
principů internetu - spolehlivost. Co když si vyžádáte nějaká data, ale ne všechny jsou doručeny? Řekněme, že si chcete
pustit písničku. Jak se můžete být na 100% jistí,
že všechny data budou doručeny, aby písnička hrála bez problémů? Představuji vám vašeho
nového nejlepšího přítele: TCP - Transmission Control Protocol. TCP se stará o odesílání
a příjímání dat ve formě paketů. Můžete si to představit
jako zásilka se zárukou. Když si na vašem zařízení
vyžádáte písničku, Spotify ji pošle rozdělenou
do mnoha malých paketů. Když vaše pakety dorazí,
TCP udělá inventuru a zpátky pošle potvrzení
o přijatých paketech. Pokud všechny pakety dorazily,
TCP zásilku "podepíše" a je hotovo. (Znělka) Pokud TCP zjistí, že nějaké
pakety chybí, nepodepíše. V opačeném případě by vaše
písnička nezněla tak dobře, a nebo by její části mohly chybět. Každý chybějící nebo neúplný paket
Spotify odešle znova. Jakmile TCP ověří zásilku
všech paketů pro vaši písničku, písnička se přehraje. (znělka) Skvělá vlastnost TCP a routerů
je jejich škálovatelnost. Mohou pracovat s osmi nebo
s osmi miliardami zařízení. Díky principům tolerance chyb
a redundance chybové tolerance a překrývání, čím více routerů přidáme,
tím bude internet spolehlivější. Další skvělá věc je,
že můžeme rozsah Internetu zvětšit bez jakéhokoliv přerušení. (Vint) Internet je tvořen stovkami tisíc sítí a miliardami fyzicky propojených
počítačů a zařízení. Tyto rozdílné systémy,
které tvoří Internet, se vzájemně propojují
komunikují a spolupracují díky dohodnutým standardům
pro posílání dat přes Internet. Výpočetní přístroje či routery na Internetu napomáhají všem paketům
najít cestu k cíli, kde jsou, pokud je to nutné,
poskládány do správného pořadí. Toto probíhá miliardkrát za den, ať už posíláte emaily,
navštěvujete webové stránky, máte videohovor, používáte mobilní aplikaci, či když senzory nebo zařízení
na Internetu spolu komunikují.