Wie die Daten laufen
Der Name führt zu einer Adresse. Was danach passiert, entscheidet über Geschwindigkeit und Ausfallsicherheit, und es ist erstaunlich wenig zentral organisiert.
Adressen und Netze
Abschnitt betitelt „Adressen und Netze“Eine IP-Adresse benennt einen Anschluss. IPv4 schreibt sie als vier Zahlen
(203.0.113.10), IPv6 als Hexadezimalgruppen (2001:db8::1). IPv6 gibt es, weil IPv4 mit rund
4,3 Milliarden Adressen zu klein geworden ist.
Adressen werden in Blöcken verwaltet, nicht einzeln. Die Schreibweise 203.0.113.0/24 bezeichnet
einen solchen Block, ein Subnetz. Die Zahl hinter dem Schrägstrich sagt, wie viele Bits am
Anfang fest sind: je größer die Zahl, desto kleiner das Netz.
Autonome Systeme
Abschnitt betitelt „Autonome Systeme“Das Internet ist ein Verbund eigenständiger Netze. Jedes davon ist ein autonomes System (AS) mit einer eigenen Nummer und entscheidet selbst, welche Wege es anbietet und annimmt.
Zwei Formen der Verbindung dazwischen:
Peering heißt, zwei Netze tauschen ihren Verkehr direkt aus, meist ohne Geld dafür zu nehmen, weil beide etwas davon haben. Transit heißt, ein Netz kauft bei einem anderen die Weiterleitung in den Rest des Internets ein.
Wie erfährt ein Netz, welcher Weg zu einem fremden Block führt? Über das Border Gateway Protocol. Jedes AS teilt seinen Nachbarn mit, welche Adressblöcke es erreichen kann und über welche Zwischenstationen. Jeder Nachbar entscheidet dann selbst, welche der angebotenen Wege er nimmt und weitergibt.
Das ist ein Protokoll, das auf Zusage beruht. Es hat kein zentrales Register, das jede Ansage prüft, weshalb eine falsche Ansage Verkehr in die Irre schicken kann. Dagegen gibt es Absicherungen, die auf kryptografisch unterschriebenen Ansagen beruhen.
Unicast und Anycast
Abschnitt betitelt „Unicast und Anycast“Normalerweise gehört eine Adresse zu einem Ort: Unicast. Wer aus Australien einen Server in Frankfurt anspricht, zahlt die Entfernung in Latenz, und zwar bei jedem Paket.
Bei Anycast kündigen mehrere Standorte dieselbe Adresse an. Jeder Nachbar im Netz nimmt den Weg, der für ihn am günstigsten ist, und landet damit automatisch beim nächstgelegenen Standort. Aus einer Adresse werden so viele Eingänge.
Zwei Wirkungen, die zusammengehören:
- Nähe. Die Anfrage endet dort, wo sie herkommt, nicht dort, wo der Server steht.
- Ausfallsicherheit. Verschwindet ein Standort, hört seine Ansage auf, und die Nachbarn nehmen ohne Zutun den nächstbesten Weg.
Deshalb wird autoritatives DNS praktisch immer über Anycast betrieben: DNS-Anfragen sind klein, zahlreich und stehen am Anfang jeder Verbindung. Was das für die eigenen Domains bedeutet, steht unter Autoritative Nameserver.
Warum Latenz mehr wiegt, als man denkt
Abschnitt betitelt „Warum Latenz mehr wiegt, als man denkt“Eine einzelne Anfrage über 300 Millisekunden fällt niemandem auf. Ein Seitenaufruf besteht aber aus vielen Schritten, die aufeinander warten: Namensauflösung, Verbindungsaufbau, TLS-Aushandlung, dann der erste Inhalt. Jeder Schritt zahlt die Entfernung erneut. Nähe wirkt deshalb nicht linear, sondern multipliziert.