Blogbejegyzés
Médiatörténet
2015. augusztus 3. 09:12

Az internet topológiája

Az előző blogbejegyzésemben az internet hazai kezdeményeit mutattam be, ami a hőskor összes jegyét magán viselte. Ma már egészen másképp működik az internet itthon is, meg persze az egész világban is. Hogy hogyan? Ki kapcsolódik kihez? Hogy épül fel ez a bonyolult, már-már áttekinthetetlennek látszó rendszer, a hálózatok hálózata? Erre próbálok egy rövid összefoglalót adni a következőkben.

A szakszerű leíráshoz persze kötetekre lenne szükség, itt csak egy áttekintő képre van lehetőség, de ez is sokat megmutat az internet világából. Azt sokan tudják, hogy az internet számítógép-hálózatok összekapcsolt rendszere, ezért is szokták a hálózatok hálózatának nevezni. Az is biztos sokak előtt ismerős, hogy az internet hálózat spontán módon jött létre, ami azt jelenti, hogy senki nem tervezte meg előre, hogyan is kapcsolódjanak össze az egyes rendszerek, hanem fokozatosan alakult ki az a – ma már több milliárd eszközt összekapcsoló – rendszer, amit internetnek nevezünk. Nem véletlenül mondta Eric Emerson Schmidt, a Google igazgatótanácsának elnöke, 2001 és 2011 közötti vezérigazgatója, a ma már szállóigeként terjedő mondatát: „The Internet is the first thing that humanity has built that humanity doesn’t understand, the largest experiment in anarchy that we ever had.”. Magyarul: az internet az első olyan dolog, amit az ember épített és mégsem ért, ez a valaha volt legnagyobb kísérlet az anarchiára.

Ha azonban alaposabban megnézzük, ebben az anarchiában mégis van egyfajta rend. Ha a hálózatban két számítógép kapcsolatba akar kerülni egymással, akkor ezt többnyire több hálózaton keresztül eljutva tudják megtenni. Pontosan ez történik, amikor pl. egy dokumentumot töltünk le egy szerverről, ha a Google segítségével megnézünk valamit, vagy ha egy YouTube-videót nézünk. Azonban az egymással összekapcsolódó hálózatok között van bizonyos hierarchia, s ez némileg strukturálttá teszi az internetet.

Az otthoni számítógépünk általában egy internet hozzáférés szolgáltatóhoz csatlakozik, amit az angol szaknyelv az ISP (Internet Service Provider) rövidítéssel jelöl. Ezek a hálózatok jelentik az internet hierarchiában a legalsó réteget, ezeket a hálózatokat Tier 3 szintűnek nevezzük. A „tier” szó ebben az esetben réteget jelent. A Tier 3 szintű hálózatok általában magasabb rétegekhez kapcsolódnak, ezek a Tier 2 szintű hálózatok. A struktúra legmagasabb szintjét a Tier 1 hálózatok jelentik, melyek már kontinensek közötti kapcsolatokat is képesek kezelni. A hálózatokon ezeknek a szinteknek nagyjából megfelelően helyi, regionális és globális szolgáltatók nyújtanak szolgáltatásokat. A szolgáltatók alapvetően kétféle elv alapján kapcsolódnak össze.

Ha két azonos szintű szolgáltató összekapcsolódásáról van szó, akkor ezt legtöbbször peering alapon teszik, azaz egymás között bonyolítják a forgalmat. Sokszor az a helyzet, hogy két ilyen szolgáltató között a forgalom a két irányban kiegyenlítődik vagy nagyon minimális az eltérés. Ekkor a peering szerződés alapján nem is számolnak el egymással, mert kb. ugyanannyit fizetne az egyik a másiknak, mint fordítva. Fontos viszont hangsúlyozni – mert ez egy nagy félreértés szokott lenni –, hogy nem ingyenesen szolgáltatnak egymásnak, csak nem látják értelmét az elszámolásnak a kiegyenlített forgalmi viszonyok miatt.

A másik jellemző helyzet, amikor egy hálózat egy olyan hálózatot akar elérni, amelyikkel nincs közvetlen kapcsolata. Ekkor egy – vagy több – másik szolgáltató hálózatát veszi igénybe. Ekkor tranzit szolgáltatást vesznek igénybe, ami azt jelenti, hogy a forgalom nem a két hálózat között zajlik, hanem az egyik szolgáltató csak továbbítást végez a másik számára. A tranzit szolgáltatást a forgalom mennyiségének megfelelően elszámolja a tranzit szolgáltató, tehát ilyenkor ténylegesen meg is kell fizetni az igénybe vett szolgáltatást. Erre tipikus példa, ha egy Tier 3-as ISP egy Tier 1-es globális szolgáltatót szeretne elérni, de ezt csak egy Tier 2-es regionális szolgáltatón keresztül tudja megtenni.

A fentiek alapján látható, hogy ilyen módon a hálózatok hálózata mégiscsak egyfajta hierarchiára épül, még ha ez nem is szigorú szabályokon alapul. Az összekapcsolódások ugyanis teljesen önkéntes alapon szerveződnek, mégis ezek az elvek tapinthatók ki az internet szövevényes hálózatában.

Ezt a képet még egy nagyon pragmatikus megoldás egészíti ki. Annak érdekében, hogy egy országon vagy egy régión belül ne kelljen a sok egymással forgalmazó szolgáltatót összekötni, célszerűen létrejöttek olyan központi helyek, ahol a szolgáltatók egymás között – a szerződéseiknek megfelelően – ki tudják cserélni a forgalmat. Ezeket internet kicserélő központoknak nevezzük. A legnagyobb európai kicserélő központok Londonban, Amszterdamban és Frankfurtban vannak, a hazai forgalom kicserélési pontjaként pedig 1996-ban jött létre a Budapest Internet Exchange, a BIX. A BIX a Matáv Városház utcai épületében kezdte meg működését, de 1998-ban áttelepült a Victor Hugo utcába. Ma már három telephelye van a BIX-nek Budapesten, és fokozatosan jelentek meg benne a hazai szolgáltatók mellett a nemzetközi szolgáltatók is, így Európa hatodik legnagyobb internet kicserélő központjává vált.

A hálózat hierarchikus jellege mellett is igaz, hogy két számítógép között számtalan útvonalon lehet kapcsolatot találni, s ez adja az internet egyik óriási előnyét is. Az internet alapját képező IP protokoll segítségével a kicsi csomagokra bontott információk ki is használják ezt a lehetőséget, és ennek köszönhető az, hogy a kapcsolat akkor is működőképes, ha a hálózat egy része nagyon túlterhelt vagy éppen kiesik a rendszerből valami műszaki hiba miatt. De hogy találja meg ebben a bonyolult hálózatban a letöltendő információ azt, hogy hová is kell eljutnia?

Az internetes világban az IP címek alapján tájékozódnak a csomagok, s a hálózat egyes pontjaiban a csomagban lévő cím alapján irányítják tovább az útválasztók (routerek) az egyes csomagokat. Persze mi, mint felhasználók, nem kell, hogy IP címeket írjunk be, ehelyett azokat a beszédes címeket használjuk, melyek alapján szinte tudjuk, hogy mit kell megcímeznünk. Ezeket a beszédes címeket a hálózatban lévő domén név szerverek azonosítják és állítják elő a címzett tényleges IP címét.

A doménnevek – vagy magyarul tartománynevek – hátulról előre olvasva értelmezhetőek. A doménnév végén áll a legfelső szint azonosítója, mely nemzetközi fődomén vagy nemzeti domén lehet. A google.com doménnévben a „.com” egy nemzetközi fődomén (angolul Top Level Domain), ilyen még a „.org”, a „.edu”, a „.gov”, a „.net” és a „.mil”. Ezek nem országot azonosítanak, hanem alkalmazási területet, s még akkor terjedtek el, amikor szinte csak az Egyesült Államokban volt internet. A „.com” a kereskedelmi alkalmazások, a „.net” az infrastrukturális intézmények, a „.gov” a kormányzati szervezetek, a „.edu” az oktatási szervezetek, a „.mil” a katonai szervezetek fődoménja. A „.org” az előző kategóriába be nem sorolható intézmények fődoménja volt. A korai elterjedés következtében a fődoménok legtöbb hálózata ma is az Egyesült Államokban van, de ez már nem jelent kizárólagosságot.

Az internet elterjedésével a nemzetközi fődomének mellett megjelentek az országdomének, mint pl. a hazai „.hu” domén.

A doménnévben a fődomén előtt a doméncím áll, amely a hálózatot vagy a szervezetet jelöli ki. A bme.hu doméncím pl. magában foglalja a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem teljes hálózatát. A hte.hu ugyanakkor a Hírközlési és Informatikai Tudományos Egyesület szerverét jelöli ki, de nincs mögötte egy hasonlóan kiterjedt számítógép-hálózat. Éppen emiatt a különbség miatt aldomének is lehetnek a doméncímben. A tmit.bme.hu pl. a BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszékét jelenti a BME-n belül.

Amikor az interneten egy dokumentumot vagy más tartalmat címzünk meg, akkor a doménnévnél összetettebb címet, az URL (Uniform Resource Locator) címet adjuk meg. Ez többet tartalmaz, mint a doménnév, mert ez négy alapvető információt is magában foglal. Megadja a célgéppel való kommunikációhoz szükséges protokollt, a gép vagy a tartomány címét, tartalmazhatja a kommunikációhoz használt port számát – bár ez a legtöbb esetben nem szükséges –, és végül tartalmazza a gépen belüli dokumentum elérési útvonalát. A http://www.hte.hu/web/medianet2015/felhivas cím például azt mutatja, hogy a http protokoll segítségével a world wide web-en a HTE szerveréről a weblapra szánt információk közül a MediaNet 2015 konferencia felhívását fogja megjeleníteni. A http://www.hte.hu/documents/10180/29883/Alapszabaly_150521.pdf cím pedig a http protokoll segítségével a HTE szerverén tárolt dokumentumok közül a szervezet Alapszabályát tölti le „.pdf” formátumban. A címben a „.hu” utáni rész a dokumentum gépen belüli elérési útvonala, a „.pdf” pedig a tárolás formátuma.

Mint látható, az URL cím nem csak a számítógépet címzi meg, hanem azon belül a keresett dokumentumot vagy egyéb információt is, így ennek a címnek az alapján mindent azonosítani tudunk. A letöltéskor pedig a mi számítógépünk IP címére érkezik meg a kért információ sok-sok kicsi adatcsomag formájában. A már hosszú ideje használt és még jelenleg is domináns címzési rendszer az IPv4, azaz negyedik verziójú IP protokoll szerint működik. Ez a protokoll egy négyszer nyolc bites címmezőt használ, ami bevezetésekor bőven elégségesnek tűnt, ma már azonban ott tartunk, hogy az IPv4 címtartomány szűkössé vált. Ennek – és még sok más problémának – a megoldására már a kilencvenes években kidolgozták az IPv6 protokollt, mely sok más újdonsága mellett már tizenhatszor nyolc bites címeket használ, amivel akkora címtartomány áll a rendelkezésünkre, hogy akár a Föld összes molekulájának önálló IP címet adhatnánk. Ez már csak elég lesz a következő évszázadra is!

Link másolva!

Kapcsolódó anyagaink