Quem fornece o serviço de Internet para os Internet Service Providers (ISPs)?

Recentemente, estive pensando sobre como a infraestrutura da Internet realmente funciona.

Sei que tenho um provedor de serviços de Internet (ISP) que fornece minha conexão à Internet.

Mas o que não sei é: quem fornece a Internet para o ISP? E quem as fornece? Existe um loop sem fim que eventualmente nos conecta?

Como faço para descobrir a infraestrutura da Internet?

Vamos supor que não sabemos sobre a história da Internet , nem temos acesso a recursos on-line que nos explicam isso. Então, a única maneira de aprender como a infra-estrutura da Internet é construída é voltar às raízes. Usando protocolos existentes para descobrir como nossa Internet é construída.

Especificamente, o Internet Control Message Protocol ou ICMP define a solicitação de eco e a resposta de eco. Aumentando o tempo de vida dos pacotes IP em 1 a cada iteração, você pode encontrar cada próximo salto no caminho para o seu destino. Isso permite que você obtenha uma lista de saltos entre você e seu alvo, o traceroute clássico .

No Windows, você pode usar tracert; no Linux e Mac OS X, você pode usar traceroute.

Então, vamos fazer um traceroute da Bélgica para os Estados Unidos; O Stack Exchange parece um bom alvo.

Tracing route to stackexchange.com [64.34.119.12] over a maximum of 30 hops:

  ... redacted ...

  5    10 ms    12 ms    12 ms  te-3-3.car2.Brussels1.Level3.net [212.3.237.53]
  6    11 ms    11 ms    15 ms  ae-0-11.bar2.Brussels1.Level3.net [4.69.148.178]
  7    20 ms    13 ms    15 ms  ae-7-7.ebr1.London1.Level3.net [4.69.148.182]
  8    16 ms    16 ms    18 ms  vlan101.ebr2.London1.Level3.net [4.69.143.86]
  9    83 ms    84 ms    87 ms  ae-44-44.ebr1.NewYork1.Level3.net [4.69.137.78]
 10    84 ms    93 ms    97 ms  ae-71-71.csw2.NewYork1.Level3.net [4.69.134.70]
 11    87 ms    96 ms    83 ms  ae-2-70.edge1.NewYork1.Level3.net [4.69.155.78]
 12    84 ms    93 ms    84 ms  gig2-0.nyc-gsr-b.peer1.net [216.187.123.5]
 13    87 ms    84 ms    85 ms  gwny01.stackoverflow.com [64.34.41.58]
 14    87 ms    82 ms    87 ms  stackoverflow.com [64.34.119.12]

Interessante, agora sabemos que Bélgica, Londres e Nova York estão todos conectados ao Level3 . O nível 3 pode ser visto como um ISP para ISPs, eles simplesmente interconectam vários ISPs. Aqui está uma imagem de como ele está conectado:

Vamos na direção oposta, China! A primeira coisa que pude encontrar é o mecanismo de pesquisa Baidu.

Tracing route to baidu.com [123.125.114.144] over a maximum of 30 hops:

  ... redacted ...

  5    12 ms    10 ms    12 ms  ae0.anr11.ip4.tinet.net [77.67.65.177]
  6   167 ms   167 ms   167 ms  xe-5-1-0.sjc10.ip4.tinet.net [89.149.185.161]
  7   390 ms   388 ms   388 ms  as4837.ip4.tinet.net [77.67.79.150]
  8   397 ms   393 ms   397 ms  219.158.30.41
  9   892 ms     *      392 ms  219.158.97.13
 10   407 ms   403 ms   403 ms  219.158.11.197
 11   452 ms   451 ms   452 ms  219.158.15.5
 12     *      434 ms   434 ms  123.126.0.66
 13   449 ms   450 ms   450 ms  61.148.3.34
 14   432 ms   433 ms   431 ms  202.106.43.66
 15   435 ms   435 ms   436 ms  123.125.114.144

Bem, não há muita informação sobre os ISPs chineses, mas pelo menos encontramos Tinet . Aqui está uma bela imagem do site que mostra como eles se conectam com os vários ISPs:

Eles simplesmente têm uma nuvem de lúpulo espalhada pela parte relevante do mundo a que servem e, no final, se conectam aos ISPs. A razão pela qual eles têm uma nuvem de lúpulo é a confiabilidade, pois quando alguns lúpulos caem ...

Se você repetir isso algumas vezes, poderá ter uma idéia de como tudo está conectado .

Então, quais camadas de rede existem?

As enormes redes encontradas por meio do roteamento de rastreamento são conhecidas como redes de camada 1.

Embora não exista autoridade que defina as camadas de redes que participam da Internet, a definição mais comum de uma rede de camada 1 é aquela que pode alcançar todas as outras redes da Internet sem comprar trânsito IP ou pagar acordos.

Por essa definição, uma rede de camada 1 é uma rede sem trânsito que emparelha com todas as outras redes de camada 1. Mas nem todas as redes sem trânsito são de camada 1. É possível tornar-se livre de trânsito pagando peering ou concordando com os assentamentos.

Definições comuns de redes de camada 2 e 3:

• Camada 2: uma rede que emparelha com algumas redes, mas ainda compra tráfego IP ou paga acordos para alcançar pelo menos uma parte da Internet.

• Camada 3: uma rede que compra apenas o trânsito de outras redes para acessar a Internet.

Se você clicar nas redes de camada 1 na página Backbone da Internet, encontrará uma lista das redes atuais de camada 1:

• AT&T dos EUA
• Cogent Communications dos EUA
• Centurylink (anteriormente Qwest e Savvis) dos EUA
• Deutsche Telekom AG da Alemanha
• GTT (anteriormente Tinet) dos EUA / Itália
• Comunicações de nível 3 dos EUA
• Telecom Italia Sparkle da Itália
• Telefonica Global Solutions da Espanha
• Verizon Business (anteriormente UUNET) dos EUA
• Transportadora Internacional TeliaSonera da Suécia-Finlnd
• NTT Comunicações do Japão
• Tata Communications da Índia
• Laranja da França
• Comunicações XO dos EUA
• Grupo Zayo dos EUA

Não se sabe se AOL Transit Data Network (ATDN)ainda existe uma rede de nível 1.

Espere, o que ... O que é Peering?

Essas redes se conectam através de um processo conhecido como 'peering'. A maior parte do tráfego precisa passar por pelo menos duas redes diferentes de primeira linha para alcançar seu destino, e as redes são conectadas a acordos de pares. A maneira como isso geralmente funciona é que cada parte do contrato se comprometa a rotear x quantidade de tráfego para a outra parte em sua rede e vice-versa. Normalmente, não há troca de dinheiro nesses acordos, a menos que um lado esteja enviando ou recebendo muito mais dados do que os outros lados.

As grandes empresas também podem organizar seus próprios relacionamentos de pares. Por exemplo, a Netflix organizou sua própria infraestrutura de rede e de pares diretamente com várias redes de camada 1, para que seu tráfego seja mais barato e mais próximo dos usuários finais em cada um dos ISPs de banda larga americanos populares.

Veja esta página da Wikipedia em Peering .

Há muito mais para ler nessas páginas; essa resposta fornece uma idéia geral, descobrir todos os detalhes é deixado como um exercício para o leitor. Você pode fazer perguntas sobre este assunto nos comentários abaixo ...

Basicamente, como Tom descreveu. Para colocar suas palavras em uma generalidade, existem vários backbones da Internet que se conectam. Os ISPs trabalham com esses backbones da Internet e depois vendem largura de banda para seus usuários. Ninguém realmente é dono da Internet, pois compreende milhões de servidores em todos os lugares. No entanto, existem hubs centrais (backbones) que podem causar grandes interrupções na conectividade da Internet de várias pessoas a alguns sites e servidores. Basicamente, se um backbone no Colorado cair, isso poderá impedir que os usuários da costa leste dos EUA percam a conectividade com os servidores na costa oeste. No entanto, eles ainda teriam acesso aos seus próprios servidores da Costa Leste (assumindo que o tráfego não seja roteado através do Colorado neste exemplo).

Se você está se perguntando por que uma página da Web pode não estar carregando e há outras pessoas reclamando das mesmas coisas na sua área, eu consultaria os relatórios de saúde na Internet .

Acabei de tirar essa foto. Parece que existe uma alta latência entre a Cogent e a AT&T, o que poderia afetar alguns usuários a acessar alguns sites ou atrasar as respostas.

Imagem do SouthPark apresentada como diversão relacionada ao tópico.

Como você pode ver na figura acima, é mais uma malha / rede neural do que um 'loop sem fim'. Para obter informações sobre como as conexões funcionam, consulte:

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Network_topology#Decentralization
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Connectionless_communication

///

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Encapsulation_(networking)
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_Protocol#Reliability
5. https://en.wikipedia.org/wiki/End-to-end_principle
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Packet_switching
7. https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_protocol_suite

trazidos aos ISP's por:

• https://www.ietf.org/
• http://www.iab.org/

A Internet é uma coleção de redes. A maioria das redes precisa pagar algo para enviar ou receber dados para outras redes. Isso inclui a rede em sua casa, mesmo que a "rede" tenha apenas 1 computador. As redes de camada 1 não precisam pagar para enviar ou receber dados entre si; o fato de eles não estarem pagando pelo privilégio de enviar / receber tráfego é a principal coisa que (não oficialmente) define o que é uma rede de nível 1.

Observe que os acordos legais que esses players de nível 1 mantêm entre si geralmente especificam que qualquer rede que eles permitam enviar / receber dados com eles gratuitamente precisa concordar em não enviar muito mais do que recebe.

ISPs e outras redes grandes se interconectam. Existem dois tipos principais de interconexões, "peering" e "transit" (e algumas variações entre esses dois).

as interconexões de "emparelhamento" geralmente são, mas nem sempre, "livres de liquidação" (nenhuma rede paga a outra pelo emparelhamento, embora seja necessário que haja algum arranjo para pagar pela conexão física) e permite que as duas redes e seus clientes se comuniquem entre si . O peering não é transitivo, se A com B e B com C, então A não obtém uma rota para C.

O peering pode acontecer em um link direto entre as duas redes ou através de pontos de troca. Os pontos de troca fornecem uma interconexão (quase sempre uma rede ethernet) entre muitos provedores, tornando viável a comunicação entre provedores que trocam apenas uma pequena quantidade de tráfego. Se dois provedores estão trocando muito tráfego (gigabits sustentados por segundo hoje em dia), geralmente é mais econômico colocar um link direto.

Em uma interconexão de "trânsito", há uma relação provedor-cliente. O provedor de transporte público fornece (mediante taxa) o cliente de transporte público com conectividade com toda a Internet. Um cliente pode usar vários provedores de transporte público para redundância ou para fornecer rotas mais curtas.

No topo da árvore, há um punhado de grandes fornecedores conhecidos como redes de "camada 1". Essas redes não compram o trânsito de ninguém, mas todas elas se entreolham.