Hur fungerar Internet? Visualisera global nätverkstillväxt sedan 1997

Internet är ryggraden i dataöverföring över nätverket, den tekniska infrastruktur som gör det möjligt. I sin kärna är Internet ett stort nätverk av datorer som är "anslutna och kommunicerar" med varandra.

Internets historia går tillbaka till 1960-talet. Det skapades som ett forskningsprojekt finansierat av den amerikanska armén och förvandlades sedan till en offentlig infrastruktur med stöd av många universitet och privata företag. De olika teknikerna som driver internet har utvecklats över
tiden, men hur det fungerar har inte förändrats mycket.

Hur fungerar Internet?

När du behöver upprätta en anslutning mellan två datorer kan du antingen ansluta dem fysiskt (med en Ethernet -kabel) eller trådlöst (med hjälp av till exempel ett Wi-Fi-nätverk eller Bluetooth ). Alla moderna datorer stödjer olika typer av anslutningar.

Obs: I den här artikeln kommer vi bara att prata om kablar, men principen för trådlösa nätverk är densamma.

Fler än två datorer kan ansluta till nätverket. Du kan ansluta hur många datorer du vill. Genom att öka antalet anslutna enheter komplicerar du processen att upprätta en anslutning mellan dem. Om du till exempel försöker koppla samman tio datorer behöver du 45 kablar med nio pluggar per PC!

För att lösa detta problem ansluter varje enhet i nätverket till en speciell liten dator – en router. Den har bara en uppgift: att se till att ett meddelande som skickas från en dator kommer till rätt dator. För att skicka ett meddelande till dator B måste dator A först skicka det till routern, som i sin tur vidarebefordrar meddelandet till rätt PC och ser till att det inte levereras till en annan enhet.

Efter att vi lagt till en router i vårt nätverksdiagram behöver vi bara 10 kablar, plus en plugg för varje dator och en router med 10 pluggar.

Nätverk

Om vi ​​pratar om ett litet nätverk, är alternativet ovan bra för att upprätta en anslutning mellan datorer. Men hur är det med att ansluta hundratals, tusentals, miljarder enheter? Naturligtvis räcker det inte med en router redan här. Du vet redan att en router också är en dator, så vad hindrar oss från att koppla ihop två routrar? Så låt oss göra det.

Genom att ansluta datorer till routrar och sedan routrar till routrar kan vi öka storleken på ett nätverk i det oändliga.

Ett sådant nätverk är väldigt likt det vi kallar internet, men vi har glömt något. Vi skapade den för våra egna syften. Det finns trots allt andra nätverk: dina vänner, grannar, släktingar. Vem som helst kan skapa sitt eget nätverk av datorer. Det är dock omöjligt att dra en kabel från ditt hem till resten av världen. Och vad gör vi nu? Jo, det finns redan kablar till ditt hus som du kan använda för att ringa andra människor (telefon) eller tända lamporna (el). Telefonnätet ansluter dig till människor över hela världen, så det här är kabeln vi behöver. För att koppla upp vårt nätverk till telefoninfrastrukturen behöver du specialutrustning, som kallas modem. Den konverterar information från vår dator och gör den tillgänglig för både sändning och mottagning via telefonnätet.

Nu är vi anslutna till telefoninfrastrukturen. Nästa steg är att skicka meddelanden från vårt nätverk till ett annat nätverk. För att göra detta måste du använda tjänsterna från Internet Service Providers (ISP). En internetleverantör är ett företag som hanterar sammankopplade routrar och som även kan komma åt routrar från andra internetleverantörer. Således överförs vårt meddelande genom associeringen av ISP-nätverk till det önskade nätverket. Internet, å andra sidan, innehåller många sådana individuella nätverksanslutningar.

world wide web illustration

Men hur stort är internet? Hur många sådana nätverk omfattar det? Miljontals enheter är anslutna till Internet, och det verkar omöjligt att visa dem alla i en bild. Cliffland-forskaren Barrett Lyon bevisade dock motsatsen.

I november 2003 arbetade säkerhetsforskaren Barrett Lyon på sitt sista år vid California State University, Sacramento, och arbetade som penetrationstestare, en hackare som anlitats av företag för att hitta svagheter i sina egna system. I början av penetrationstester gjorde Lyon alltid en grundläggande spaning av kundens infrastruktur. "För säkerhets skull", säger han. Han insåg att han på detta sätt kunde härleda en formel genom vilken han kunde se hur det nya nätverket för framtida penetrationstestning såg ut. "Denna formel blev grunden för att skapa mjukvara som kan göra allt för mig", säger Lyon.

En dag, när han åt lunch med kollegor, föreslog Lyon Barrett att man skulle använda sin nätverkskartare för att rita hela Internet. "De tyckte att det var en ganska rolig idé, så de satsade mig 50 spänn på att jag inte kunde göra det", säger han. Men han gjorde det.

I processen med att skapa illustrationen av Internet var ett stort antal tunna korsande linjer, starbursts och grenar inblandade. Den här bilden blev en bild av det globala nätverket i början av 2000-talet. Lyon kallade hans verk Opte, och även om hans kollegor från början var skeptiska till "konstformen", började slutprodukten omedelbart locka fans på och utanför Slashdot.

Foto: Barrett Lyon / The Opte Project (2003)

Senare dök " Opte " upp på nätet i en helt ny skepnad. Den ursprungliga versionen använde " traceroutes ", diagnostiska kommandon som utforskade olika vägar genom nätverket för att visualisera Internet med dess invecklade grenar och skrymslen och vrår. Den här tekniken kanske inte är helt korrekt när du skapar en illustration av Internet. Därför 2010 på utställningen av den ursprungliga målningenpå Museum of Modern Art i New York övervägde Lyon alternativ för att skapa sitt mästerverk. Istället för att rita en karta över Internet baserad på spårning av rutter, använde han rutttabellerna i Border Gateway Protocol. Detta gav honom möjligheten att få en mer korrekt bild av World Wide Web. Han använde detta tillvägagångssätt i framtiden.

Den ursprungliga "Opte" var en statisk bild, men 2021-versionen är en 10K-video. BGP-data från Oregon State Universitys projekt Route Views användes för att kartlägga det globala Internet från 1997 till idag. Lyon arbetade med visualiseringen i flera månader och använde en rad applikationer, verktyg och skript för att skapa den. En av dem är ett mjukvarupaket som heter Large Graph Layout, ursprungligen utformat för att visualisera bilder av proteiner. Han använder hundratals olika visuella layouter tills han hittar den mest effektiva och representativa lösningen för uppgiften. Således skapades den " ideala bilden av nätverket ".", som skildrar alla långa, sammankopplade dataöverföringsvägar på Internet. Ju närmare ett nätverk är centrum, desto fler förbindelser har det med andra nätverk.

Medan själva konceptet (" visualisera hela Internet ") förblir detsamma, tillåter animeringen att den nya versionen av "Opte" är mer interaktiv. De resulterande illustrationerna är gratis för icke-kommersiellt bruk. Lyon har också skapat flera diagram och videor av särskilt intresse. En av dem visar Kinas internetutrymme med dess hårt kontrollerade två anslutningar inom och utanför landet. Lyon visade också den amerikanska militärens massiva närvaro på Internet, inklusive nätverk som NIPRNET och SIPRNET.

Foto: Barrett Lyon / The Opte Project

Den nya versionen av "Opte" kan också spåra stora internethändelser som Irans nationella internetavstängning 2019. Videon visar också BGP-ruttläckor och skadliga omdirigeringsincidenter över nätverket. Den nya animerade bilden av Internet är utformad så att Lyon kan ändra den över tid.

Medan "Opte" är en slående visualisering av storleken och betydelsen av Internet för människor, hävdar Lyon att hans arbete också pekar på nätverkets misslyckande med att bli en verkligt decentraliserad och fri plats i sin nuvarande form. Detta gäller särskilt för länder och regioner där restriktioner har införts relaterade till användningen av det globala nätverket.

"När jag tittar på den här videon framträder var och en av de små krumlorna och vågorna för mig som människor som strövar runt på Internets vidsträckta," säger Lyon. "Människor använder internet, bygger själva det världsomspännande nätverket, korsar bokstavligen hav och berg, använder fiberoptik, sätter upp stolpar och gräver diken. Allt detta arbete visas i en video. Men vissa länder är för hemlighetsfulla i den här frågan, så det är omöjligt att exakt visa deras internetaktivitet.”

Enligt Wired.