من سعید یگانه هستم، یه گیک و مهندس نرم افزار، برنامه نویس، دیجیتال مارکتر و سئو منیجر، کارآفرینی جسور، مشاور کسب و کار و تولید کننده محتوا، نویسنده حوزه تکنولوژی
شبکه ایی از شبکه ها,داده های ما در بستر وب چگونه منتقل میشوند؟
در این مقاله قصد دارم به معرفی ساختار شبکه اینترنت و مفاهیمی مثل ISP های دسترسی, ISP های منطقه ایی,ISP های tier-1 یا ISPهای ترانزیت جهانی ,POPها,Multi-homing, peering,IXP بپردازم .اگه نمیدونید اصلا چرا ما باید بخاطر اینترنت پول پرداخت کنیم و یا اینکه نمیدونید ساختار اینترنت چطور کار میکنه و این مفاهیم چی هستن,این مقاله میتونه کمکتون کنه که بطور واضحی با این ساختار و اجزاش آشنا بشین. منبع این مقاله کتاب شبکه های کامپیوتری رویکرد بالا به پایین از اقایان جیمز کوروس و کیت راس ترجمه اقایان احسان ملکیان-علیرضا زارع پور-محمد گنجی از انتشارات نص هستش.
این مقاله برای چه کسانی مفیده ؟
این مقاله بطور عمومی برای کلیه افرادی که یه دانش پایه ایی از اینترنت و مسیریاب ها و ... دارند مناسبه و نیاز به دانش تخصصی خاصی برای درکش نیست.
سطح مقاله :متوسط
شبکه شبکه ها یا اینترنت
همونطور که همگی در جریان هستیم به ما یا در واقع به کامپیوتر یا گوشی های ما و ... End User یا کاربر پایانی میگن . در واقع ما استفاده کنندگان خدمات اینترنت هستیم. اما ما برای وصل شدن به اینترنت نیاز به یه شرکت خدمات دهنده اینترنت یا ISP داریم,شرکت های ISP یا Internet Service Provider وظیفه دارن که اتصال مارو با شبکه اینترنت برقرار کنند.اونهای اینکار رو با روش های مختلفی مثل DSL, کابل فیبر نوری ,شبکه های رادیویی و غیره انجام میدن که موضوع اصلی این نوشته نیست.
چند نمونه از شرکت های ISP داخل ایران عبارتند از شرکت هایی مثل های وب,شاتل,مخابرات,ایرانسل,همراه اول,اسیاتک و ...
تا اینجای کار رو احتمالا از قبل هم میدونستید,اما چیزی که شاید نمیدونستین اینه که به این ISP ها اصطلاحا Access ISP یا Local ISP گفته میشه . اما اگر به تعریف اینترنت دقت کنیم اینترنت یعنی شبکه ایی از شبکه ها که تمام اجزای اون با هم در ارتباط هستن و باهم تشکیل یک شبکه وسیع در سراسر دنیا رو میدن; فکر کنید که هر شرکت های ارائه دهنده خدمات اینترنتی (ISP) یک جزیرست و در یک کشور ممکنه بینهایت جزیره در کنار هم قرار داشته باشند. بلطبع برای ایجاد یک شبکه باید جزیره های مختلف به هم متصل بشن. اما مشکلی که اینجا وجود داره اگر بخواهیم هر دو جزیره رو بصورت مستقیم به هم وصل کنیم به ازای هر جزیره n-1 مسیر مجزا (کابل فیبر نوری رو در نظر بگیرید مثلا) نیازه که n تعداد کل ISP های دیگره .بلفرض در کشور 100 تا ISP مختلف داریم .برای اینکه ارتباط گره شماره 1 (ISP 1) با تموم 99 جزیره دیگه برقرار بشه نیازه که از این جزیره 99 تا مسیر جداگونه به هر یک از جزایر دیگه کشیده بشه!!! با کمی فکر کردن متوجه میشیم که این روش عملا غیر ممکنه و احمقانه به نظر میرسه چرا که بینهایت ISP های دسترسی و محلی در دنیا وجود داره و اگه این روش رو بخوایم در دنیا پیاده سازی کنیم باید اونقدر کابل بکشیم تا عمرمون تموم شه !!!
اگه علاقمند به دیدن دوره هستین روی این لینک کلیک کنید تا به یوتوب من منتقل بشید. دوره بصورت رایگانه و پروژه محوره و از 0 تا 100 یه فروشگاه اینترنتی وردپرسی رو در اون طراحی کردم.
خب اما راه حل چیه؟
از اونجایی که بشر یک موجود هوشمنده و یچیزی در بالاترین قسمت بدنش به اسم مغز وجود داره و اون مغز توانایی حل مشکلات و... داره در نتیجه یک راه حل منطقی اینه که بجای اینکه هر دو ISP در دنیارو مستقیم به هم وصل کنیم, اینه که یک شرکت دیگری بوجود بیاریم که اون شرکت زیر ساخت های ارتباطی رو در سطح جهانی پیاده سازی کنه و به تموم ISP های دنیا لینک بشه.قاعدتا انجام اینکار هزینه زیادی رو روی دست اون شرکت میزاره درنتیجه طبیعیه که به ازای اون خدماتی که به ISP ها محلی میده و اجازه میده که داده هاشون رو از طریق زیر ساخت ارتباطی(شامل خطوط ارتباطی ,روتر ها,سویچ ها و کلیه تجهیزات ارتباطی) این شرکت منتقل کنندازشون یک هزینه ای دریافت کنه .در واقع یک ISP دیگری در دنیا بوجود میاد که به ISP های محلی سرویس میده و مشتری های اون ISP های محلی هستند.اما دنیا اونقدر وسیع هست که هیچ ISP نمیتونه به تموم نقاط و ISP های مشتریش خدمات برسونه .با توجه به ایجاد یک بیزینس و بحث های سود اوریش, منطقیه که فکر کنیم شرکت های ISP از این نوع در دنیا تاسیس بشن و این درواقع این اتفاق چیز خوبیه چرا که با ایجاد بازار رقابتی باعث بهبود خدمات ISP های بزرگتر به مشتری هاشون میشه و باعث میشه که هم کیفیت بالاتر بره و هم قیمت ها برای مشتریان مناسب تر بشن .
لپ کلام اینکه به این ISP هایی که به ISP های دسترسی یا لوکال خدمات میدن Tier-1 ISP یا ISP ترانزیت جهانی میگن. در دنیا حدودا 12 تا ISP رده 1 یا ISP ترانزیت جهانی وجود دارند که از معروفترین اونها میتونیم به غولهای بزرگی مثل AT&T,Sprint,NTT, Level3 Communications اشاره کنیم ;اما یک مشکل عمده هنوز پابرجاست این وسط و اون مشکل اینه که همینطور که گفتیم هر شرکتی تو دنیا هر اندازه هم که بزرگ باشه از پس مخارج و مشکلات ایجاد زیرساخت های خطوط اینترنتی بر نمیادش و ایجاد ارتباط مستقیم با ISPهای دسترسی در سراسر دنیا توسط یه ISP رده 1 کار دشواریه و به بودجه و نیروی انسانی و وقت زیادی نیاز داره,اینجاست که یه ISP دیگر در دنیا بوجود میاد به اسم Regional ISP یا ISP منطقه ایی. با بوجود اومدن این دسته از ISP ها یک سلسله مراتبی در در دنیا ایجاد میشه به این صورت که کاربران نهایی از یک ISP محلی خدمات اینترنت میگیرند و این شرکت ها هم از ISP های منطقه ایی خدماتشونو دریافت میکنند و ISPهای منطقه ایی هم از ISPهای ترانزیت جهانی خدمات رو دریافت میکنند و دیتا های کاربر نهایی از مسیر ISPدسترسی به زیرساخت ISP های منطقه ایی یا کشوری میرسه و از طریق گیت هایی (خطوط ارتباطی) دیتای کاربر در زیر ساخت ISPهای ترانزیت جهانی به کشور مقصد و ISP دسترسی مقصد و به کابر نهایی منتقل میشه.
برای مثال در کشور داده ارتباطی من به روتر ها و خطوط ارتباطی های وب و بعد در زیر ساخت ارتباطی شرکت ارتباطات زیر ساخت به یک ISP ترانزیت انتقال داده میشه و بعد به ISP منطقه ایی مقصد و در نهایت به ISP محلی مقصد و بعد از چند میلی ثانیه به کاربر نهایی در یه گوشه دیگری در دنیا میرسه.
بزارید از یه زاویه دیگه هم بهش نگاه کنیم . در واقع ISP های دسترسی (مثلا های وب) به ISP منطقه ایی (مثلا شرکت ارتباطات زیر ساخت) پول میدن (چون دارند از زیرساختشون برای انتقال دیتای کاربرشون استفاده میکنند ); ISP های منطقه ایی هم به ISP های ترانزیت جهانی پول میدن ;البته هیچ مانعی وجود نداره که ISP محلی مستقیما به ISP ترانزیت جهانی یا همون Tier-1 ISP متصل بشه .
در این سلسله مراتب ISP های ترانزیت جهانی به هیچ کسی پول پرداخت نمیکنند و در واقع هزینه مخارجشون مربوط به ایجاد و نگهداری زیر ساخت های ارتباطیشون در سطح بین المللیه.
اما بریم با چند تا مفهوم اشنا بشیم
مفوم POP یا Point Of Presence یا نقاط حضور
نقاط حضور یا POP ها در تمامی سطوح سلسله مراتب ISP ها به جز در سطح ISP های دسترسی وجود دارند. تعریف POP به این صورته که POP در واقع مجموعه ایی متشکل از یک یا چندین مسیریاب (روتر) در یک مکان خاص در شبکه ارائه دهنده خدمات هست که ISP های مشتری میتونن به اونها متصل بشن . مشتری میتونه برای وصل کردن خودش به POP ارائه دهنده,یک لینک پرسرعت از شرکت های مخابراتی اجاره کنه تا یکی از مسیریاب هاشو مستقیما به روتر موجود در POP متصل کنه و این کار باعث افزایش سرعت ارتباطی بین ISP رده پایین با ISP رده بالایی میشه .
چند خانگی یا Multi-Homing
تموم ISPها به جز ISPهای رده 1 میتونن از قابلیت چندد خانگی استفاده کنن. در یک کلام چند خانگی یعنی یک ISP میتونه به چند ISP رده بالاترش متصل باشه,این قابلیت باعث میشه که حتی در صورت از کار افتادن یک ISPرده بالاتر, کماکان ISP رده پایین بتونه در شبکه باقی بمونه و ارتباطش قطع نشه.
ائتلاف یا Peering
این مفهوم چیز باحالیه. در واقع بالاتر گفتم که ISP های مشتری باید بابت استفاده از خطوط و زیرساخت (مسیریاب ها و ...)ISPهای رده بالاتر بهشون پول بدن و این پول به میزان ترافیکی که در بستر زیر ساخت اونها منتقل میکنن مربوطه . ائتلاف میگه که برای کاستن از هزینه ها دو ISP هم رده و مجاور هم (مثلا های وب و شاتل) میتونن با هم ائتلاف کنن یعنی شبکه های خودشونو مستقیما به هم وصل کنن به طوری که نیاز نباشه ترافیک بین این دو از ISPرده بالاتر عبور بکنه و براشون ایجاد هزینه بکنه.
وقتی دو ISP ائتلاف میکنن این ائتلافشون بدون هزینست یعنی پولی به ISP دیگه پرداخت نمیکنن. حتی ISP های رده 1 هم میتونن بدون هزینه با سایر ISP های هم رده ائتلاف کنن. اما میرسیم به مفهوم IXP
در واقع یه سری شرکت ثالث هستن که با ایجاد نقطه تبادل اینترنت یا Internet exchange points که معمولا در یک ساختمان مستقل با سوییچ های خاص خود هستش امکان ائتلاف برای ISPهای مختلف رو فراهم میکنن.
نکاتی درباره گوگل
گوگل یکی از بزرگترین شبکه های ارائه محتوا (Content Provider Network) در دنیاست,تمامی دیتاسنتر های گوگل از طریق شبکه TCP/IP بصورت اختصاصی به هم متصل هستن.این شبکه در سراسر دنیا گسترده شده ولی از اینترنت جدا و مستقل هست.از همه مهمتر اینکه این شبکه خصوصی گوگل فقط ترافیک سرویس دهنده های گوگل رو جابجا میکنه .همینطور که در تصویر زیر میبینید شبکه گوگل با ائتلاف مستقیم با ISPهای رده پایین خودش رو از وابستگی کامل به ISP های ترانزیت جهانی رها کرده.از اونجایی که بعضی از ISP های دسترسی فقط از طریق ISPهای رده 1 در دسترس هستند لذا شبکه خصوصی گوگل به ISPهای رده 1 هم متصله و برای ترافیک خودش به اونها پول میده.
نتیجه گیری
با مطالعه این نوشته متوجه میشید که اینترنت و شرکت های خدمات دهنده اینترنت از رده های مختلفی تشکیل شدند و هر رده ایی از رده بالاییش خدماتی دریافت میکنه و به رده پایینی خدماتی ارائه میده و در نهایت ISP های دسترسی,دسترسی اینترنت رو به کاربرشون ارائه میکنند و در ازای اون به نسبت میزان ترافیکی که کاربر از اینترنت استفاده میکنه و با توجه به میزان سرعتی که نیاز داره یه هزینه ایی به ISP محلی پرداخت میکنه و ISP محلی هم درصدی از اون رو به عنوان سود بیزینس برای خودش بر میداره و درصدی از اون رو به ISP های رده ملی بعنوان اجاره خطوط ارتباطی و تجهیزات و ... پرداخت میکنه و این اتفاق برای ISP رده ملی هم رخ میده و هزینه ایی به ISP ترانزیت جهانی بابت هزینه انتقال اطلاعاتش پرداخت میکنه و در نهایت ISP رده 1 هم هزینه دریافتی رو بخشیش رو بعنوان سود خودش و بخشی از اون رو صرف نگهداری تجهیزات و زیر ساخت هاش میکنه .
من سعیدیگانه ,مهندس نرم افزار و برنامه نویس وب هستم
امیدوارم از مطالعه این نوشته لذت برده باشید و این نوشته برای شما مفید واقع شده باشه .
اگر مایل به ارتباط بیشتر با من بودین میتونید اکانت توییتر من رو فالو کنید
مطلبی دیگر در همین موضوع
امنیت در فضای مجازی وجود ندارد !
مطلبی دیگر در همین موضوع
چالش ۳۰ روزه وبلاگ نویسی
بر اساس علایق شما
اگه اینا رو دیدی یادم بیفت...