Как работает интернет: пакеты, маршрутизаторы, подводные кабели и DNS
Интернет — это сеть сетей. Ваше устройство режет каждое сообщение на мелкие пронумерованные пакеты, маршрутизаторы передают пакеты дальше от узла к узлу по правилам TCP/IP, а получатель собирает их в нужном порядке. Между континентами пакеты идут импульсами света по стеклянным волокнам в кабелях на морском дне, которые несут около 99 процентов межконтинентального трафика. По оценке МСЭ, в 2025 году онлайн были около 6 миллиардов человек, примерно три четверти человечества.
Мы пользуемся интернетом каждый час, но он не облако и не одна машина: это кабели, маршрутизаторы и договорённые правила. Ниже: что такое пакет, как маршрутизаторы выбирают дорогу, почему длинные дороги лежат под океаном, что делает DNS и как самому оценить время прохождения сигнала.
Главные идеи
- Интернет — сеть сетей, а не один компьютер и не облако. По данным МСЭ, в 2025 году онлайн были около 6 миллиардов человек.
- Сообщения режутся на пакеты не больше примерно 1500 байт. В каждом есть адреса и номер, поэтому потерянный кусок можно отправить заново отдельно.
- Маршрутизатор читает адрес назначения и передаёт пакет соседу, который кажется ближе к цели. Путь часто занимает 10–20 переходов, а пакеты одного файла могут идти разными дорогами.
- Около 99 процентов межконтинентальных данных идёт по кабелям на морском дне. Свет в стекле движется со скоростью около 200 000 км/с, поэтому есть минимальная задержка, которую не убрать никакими усилиями.
- DNS превращает имя в IP-адрес. Веб — лишь одна из служб интернета, рядом с почтой, звонками и играми.
Сеть сетей
Интернет — не одна вещь, принадлежащая одной компании. Это десятки тысяч независимых сетей, которые ведут провайдеры, университеты, компании и государства и которые договорились пропускать трафик друг друга. Их связывают общие правила, протоколы, прежде всего TCP/IP. По оценке МСЭ, в 2025 году интернетом пользовались около 6 миллиардов человек, а около 2,2 миллиарда оставались офлайн.
Предком была сеть ARPANET: первое сообщение между двумя американскими компьютерами она передала 29 октября 1969 года. 1 января 1983 года все её машины перешли на TCP/IP, и многие считают этот день днём рождения интернета.
Режем на пакеты
Допустим, вы отправляете фото на 3 МБ. Интернет не гонит его по проводу одним куском. Устройство режет его на части не больше примерно 1500 байт, получается около 2000 пакетов, и на каждом пишет отправителя, получателя и порядковый номер.
Зачем так? Одну линию могут делить многие люди, потому что их пакеты идут по очереди. А если один пакет потерялся, заново посылают только этот маленький кусок, а не всё фото.
TCP — осторожная половина правил: получатель присылает подтверждения вроде «получил пакеты с 1 по 40», а отправитель повторяет недостающий пакет. IP — половина, отвечающая за адреса. Адрес IPv4 состоит из 32 бит, всего их около 4,3 миллиарда, и их стало не хватать, поэтому IPv6 использует 128 бит, число из 39 цифр.
Маршрутизаторы: прыжок за прыжком
Дальше каждый пакет едет сам по себе. На каждом перекрёстке маршрутизатор читает адрес назначения и передаёт пакет соседу, который кажется ближе к цели. Путь часто занимает 10–20 таких переходов, а два пакета одного фото могут пойти разными дорогами. На месте номера возвращают их в правильный порядок.
Весь маршрут заранее никто не планирует. Если линия вышла из строя, маршрутизаторы узнают об этом и отправляют следующие пакеты в обход, так что обрыв обычно стоит небольшой задержки, а не потерянного сообщения.
Кабели под морем
Интернет не в небе. Около 99 процентов данных между континентами идёт по кабелям, лежащим на дне океанов, а карта кабелей TeleGeography показывает больше 500 действующих систем. Внутри каждого кабеля — стеклянные волокна тоньше волоса. Лазер на одном конце мигает импульсами света, стекло ведёт их, а детектор на другом конце превращает вспышки обратно в биты. Повторители усиливают свет через каждые несколько десятков километров.
Свет в стекле движется со скоростью около 200 000 км/с, примерно на треть медленнее, чем в пустоте. От Москвы до Нью-Йорка по прямой около 7500 км, поэтому свету нужно 7500 / 200 000 = 0,0375 с, то есть 37,5 миллисекунды в один конец. Настоящие кабели огибают берега, а маршрутизаторы добавляют паузы, поэтому реальный круговой путь обычно занимает заметно больше 100 мс. Эти 37,5 мс — нижняя граница, потому что ничто не движется быстрее света.
На фотографии место, где такой кабель выходит на сушу: кабельная станция японской компании KDDI в Тикуре, здание, куда морской кабель выходит на берег и подключается к наземной сети.
DNS и что происходит, когда вы открываете страницу
Компьютерам нужны числа, людям удобнее имена. Система доменных имён DNS — гигантская телефонная книга, распределённая по миру; её разработал Пол Мокапетрис в 1983 году. Когда вы вводите имя, устройство спрашивает распознаватель, тот — корневые серверы, затем серверы окончания вроде .com, затем серверы самого сайта. Последний отвечает IP-адресом. Ответы запоминаются на минуты или часы, поэтому повторные заходы быстры.
После поиска браузер открывает соединение с этим адресом, настраивает шифрование для HTTPS и отправляет запрос. Грубо говоря, до первых байтов страницы проходит около трёх обменов туда и обратно. При круговой задержке 80 мс это примерно 240 мс, поэтому популярные сайты держат копии содержимого на серверах рядом с вами. Новые протоколы вроде HTTP/3 сокращают это число.
Веб — одна из служб, работающих поверх интернета, как почта, видеозвонки и онлайн-игры. В марте 1989 года Тим Бернерс-Ли в CERN предложил систему связанных страниц. Первые браузер и сервер заработали к концу 1990 года, в 1991 году Веб открылся миру, а 30 апреля 1993 года CERN передал программы в общественное достояние.
Как это показывает VJOURNAL SMART BOOK
В главе «Интернет» книги «Как это работает» VJOURNAL SMART BOOK, том I, пять анимированных моментов: фото распадается на пронумерованные пакеты, маршрутизаторы передают их от узла к узлу, свет пересекает океаны в стекле на морском дне, DNS превращает имя в число, а Веб оказывается лишь одной из служб. 3D-модель проигрывает именно тот момент, который описывает блок текста.
Под картинкой есть песочница. Отправьте сообщение и смотрите, как каждый переход добавляет свою небольшую задержку, или выберите два города и сравните оценку с расчётом на 37,5 мс выше. В главе также есть ключевые факты, тест из трёх вопросов с объяснениями и источники.
Простыми словами
Представьте почту. Длинное письмо вы рвёте на пронумерованные открытки, каждая находит свой путь через множество сортировочных узлов, а получатель складывает их по порядку и просит прислать те, что пропали.
Попробуйте сами
Фото на 6 МБ (6 000 000 байт) режется на пакеты по 1500 байт. Сколько получится пакетов? Затем найдите наименьшее время, которое нужно свету в волокне при 200 000 км/с на прямые 8800 км от Токио до Лос-Анджелеса.
Ожидаемый результат
6 000 000 / 1500 = 4000 пакетов. Свету нужно 8800 / 200 000 = 0,044 с, то есть 44 мс в один конец.
Проверьте себя: Чему тогда равно наименьшее возможное время кругового пути (пинг) между Токио и Лос-Анджелесом?
Около 88 мс, вдвое больше времени в один конец. Настоящие трассы длиннее прямой, а маршрутизаторы добавляют паузы, поэтому реальный пинг выше, но никогда не ниже.
Вопросы и ответы
Интернет и Веб — это одно и то же?
Нет. Интернет — сеть из кабелей, маршрутизаторов и правил. Веб — одна из служб поверх неё, состоящая из страниц, адресов URL и протокола HTTP. Почта, видеозвонки и онлайн-игры используют ту же сеть, не являясь Вебом.
Где физически находится интернет?
В кабелях, маршрутизаторах, радиомачтах, центрах обработки данных и в устройствах, которые вы держите в руках. Между континентами около 99 процентов данных идёт по кабелям на морском дне, а не по небу.
Работает ли интернет через спутники?
В основном нет. Спутники обслуживают корабли, самолёты и отдалённые места, но основной межконтинентальный трафик идёт по стеклянному волокну: оно несёт гораздо больше данных и на большинстве маршрутов даёт меньшую задержку.
Что такое IP-адрес?
Это число, которое говорит, где устройство находится в сети, как почтовый адрес. IPv4 использует 32 бита, около 4,3 миллиарда адресов, а IPv6 — 128 бит, число из 39 цифр.
Кому принадлежит интернет?
Целиком он не принадлежит никому. Тысячи сетей, у каждой свой владелец, работают по общим стандартам. Протоколы пишут такие организации, как IETF, а систему имён и номеров координирует ICANN.
Почему есть задержка даже при быстром соединении?
Скорость в мегабитах в секунду показывает, сколько данных течёт за секунду. Задержка показывает, сколько времени нужно сигналу, чтобы дойти, и её ограничивает расстояние: свет в стекле проходит около 200 000 км за секунду.
Запомните три строки: сообщения идут пронумерованными пакетами через много переходов, большинство длинных дорог лежит на морском дне, а DNS превращает имена в числа. Затем откройте главу, отправьте сообщение и посмотрите, как накапливается задержка.
Источники и дальнейшее чтение
- Internet Society: A Brief History of the Internet ↗Источники проверены:
- CERN: info.cern.ch, home of the first website ↗Источники проверены:
- Cloudflare Learning Center: What is DNS? ↗Источники проверены:
- ITU: Facts and Figures 2025, connecting the world and beyond ↗Источники проверены:
- TeleGeography: Submarine Cable Map ↗Источники проверены: