Pakety, routery a spolehlivost internetu

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.