Что из себя представляет интернет соединение?

Question

[Губернатор]

Как-то в универе я писал псевдо-чат, с использованием вин-сокетов.
Так вот, как мне сказали, после соединения клиент имеет "непрерывное соединение" с сервером.
И когда происходит определенное событие, сервер отправляет сообщение в некий поток.

В моей голове - "непрерывное соединение" представляется как струя воды, которая непрерывно льётся, причем в обе стороны, и когда надо, туда подсовывают песчинку (сообщение).
Но разве физически "интернет соединение" может быть непрерывным?
Задаюсь вопросом: Что подразумевается под словом "непрерывное"?

Comments

[Василий Банников]

Почитай про сетевые модели OSI и TCP/IP
На разных уровнях это может выглядеть по разному

[Vitsliputsli]

Скорее всего имелось ввиду соединение TCP, которое подразумевает установление соединения (тупо несколько пакетов, которые запрашивают и подтверждают, что обе стороны готовы друг друга слушать), и все последующие сообщения отправляются в рамках этого соединения, причем имеется проверка доставки.
""непрерывное соединение" представляется как струя воды" - это больше похоже на UDP, где не нужно специально устанавливать соединение, нет проверок (потерялось, так потерялось), здесь просто льется поток информации. Например, потоковое видео или аудио-вещание.

Answer 1

[nowm]

Самая ближайшая аналогия: вы открываете чат с другом и болтаете минут 20. Несмотря на то, что вы отправляли друг другу много сообщений, все они отправлялись в рамках одного разговора, и вы их считатете связанными. Они были отправлены в рамках этого непрерывного соединения-разговора. «Под капотом» в это время может происходить много разных вещей. Например, чтобы написать сообщение, нужно достать телефон из кармана, разблокировать экран, открыть приложение-чат, выбрать собеседника, кликнуть на поле ввода сообщения, по-очереди нажимать на буквы экранной клавиатуры. Телефон, тоже где-то там под капотом делает много вещей, чтобы обеспечить вам возможность разговора с другом. Но эти детали вас не отвлекают, и вы считаете, что вы просто разговариваете с другом. У вас непрерывное 20-минутное соединение-разговор, даже если вы за эти 20 минут несколько раз доставали телефон и клали обратно.

То же самое можно сказать про непрерывное соединение клиента и сервера. Оно состоит из отдельных сообщений и кучи телодвижений под капотом, но абстрактно воспринимается как одно соединение, потому что все эти мелкие сопутствующие телодвижения не являются существенными. Но, по сути, на самом низком уровне просто происходит периодический обмен сигналами и их обработка. Никакой непрерывности там и в помине нет.

Answer 2

[Василий Банников]

Мой ответ - нет, это не "непрерывный поток" а просто некоторое состояние, которое зафиксировано в узлах сети.
Это состояние меняется с каждым отправленным блоком данных. Сами эти блоки данных кодируются определённым образом и передаются через какой-то физический канал.
На уровне сети - это вполне дискретные сообщения.
На физическом уровне - это непрерывный поток из сигналов, но не обязательно, тк есть IP over Avian carriers

Смотрим по уровням:

• Прикладной - тут будет HTTP и прочие прикладные протоколы. Это не совсем интернет, так что пропускаем.
  
• Транспортный - TCP и UDP. Так что их тоже пропускаем, тк в "интернете" используются оба.
  
• Сетевой - IP и прочие - как раз на этом уровне происходит обмен полезными данными в интернете. Тут нет "непрерывного потока", и как правило общение происходит в виде "фреймов" и "сообщений" с определённым набором полей.
  
• Физический - тут всё очень зависит от физической реализации сети
  

PS: Но при этом, с точки зрения программы на ПК, TCP-соединение может выглядеть как непрерывный поток байт, но это всё зависит от абстракций.

Answer 3

[Vindicar]

Поток (в смысле поток байт) - это не более чем удобная абстракция.
На уровне IP протокола данные маршрутизируются (передаются от узла к узлу) отдельными пакетами, независимо друг от друга.
Протокол UDP оставляет это как есть - каждая датаграмма будет отдельным пакетом. Как следствие, есть ненулевая вероятность, что какие-то датаграммы могут потеряться, или дойти не в том же порядке, в каком были отправлены.
Протокол TCP реализует абстракцию "поток байт". Грубо говоря, помимо передаваемых данных, он вставляет в каждый пакет контрольную сумму и номер. Таким образом получатель может проверить целостность пакета, и собрать пакеты в правильном порядке. Если какого-то пакета нет или он повреждён, получатель может запросить повторную отправку этого пакета. Всё это происходит "под капотом" протокола TCP, так что приложение, которое с ним работает, не обязано об этом думать. С его точки зрения, отправленные другой стороной данные приходят к нему в том же порядке, в котором они были отправлены - либо оно получает явное оповещение об ошибке передачи.
Установка соединения требуется только для того, чтобы "договориться" о нумерации пакетов и других деталях передачи, т.е. задать начальное состояние.

Answer 4

[Saboteur]

В зависимости от протокола и уровня OSI просто резервируются ресурсы для передачи информации.
Например в https устанавливается https сессия (генерируется секрет для сессии, сервер хранит ID сессии, клиент пользуется им для связи с сервером в рамках сессии)
На уровне выше это может быть например зарезервированный порт, чтобы сервер знал куда слать ответ.

Это не непрерывная связь, это грубо говоря выделенный канал между одним и другим приложением, который существует некоторое время.

Comments

[Василий Банников]

скорее уровнем ниже)

Answer 5

[Алексей Харченко]

В плане TCP/IP (на чём построен интернет) и сокетов (в программном плане, как общаются приложения между собой) примерно так: сервер слушает определённый порт, а клиент отправляет серверу сообщение с указанием IP-адреса и порта. Сервер получает сообщение (т.к. непрерывно прослушивает порт) и определённым образом обрабатывает его. Например, веб-сервер получает от клиента что-то типа "GET https://habr.com/ru/auth/checklogin/"
И отправляет в ответ "200 OK" и далее заголовки всякие и содержимое страницы.
А уже как между приложением клиентом и приложением сервером обрабатываются данные, нужно изучить модель OSI, это как матрёшка - на одном уровни одни данные добавляются к другим, на другом ещё... на другой стороне в обратном порядке каждый компонент их забирает и обрабатывает (маршрутизатор одно, сетевой драйвер другое, сама ОС ещё что-то, веб-сервер другое...). Ну и само функционирование TCP/IP нужно изучить. А это в сотню строк не уместить. Это на 1-2 тысяч страниц.

Comments

[Губернатор]

Но ведь сервер слушает порт с неким интервалом? То есть это не совсем непрерывность

[Алексей Харченко]

Губернатор, всегда слушает. Механизм взаимодействия ОС-приложение обычно делают в виде событий. Драйвер сетевой карты общается с сетевой картой на довольно низком уровне, а сам чип именно на электрическом уровне (физическом) поддерживает соединение, и события (дисконнект, потеря или изменение скорости, и т.д. передаёт драйверу. Драйвер сетевой карты передаёт данные (и принимает) операционной системе, она уже посылает сигнал приложению что есть данные, приложение обрабатывает их. Но это дальше мы погрузимся в дебри системного программирования, а на таком уровне понимания вопроса совершенно не нужно. Считайте, что НЕПРЕРЫВНО слушает. Задержка получения сигнала по сети будет всегда намного больше задержки между получением данных драйвером сетевой карты и передачей их на приложение. (при этом все эти данные могут ещё буферизироваться на разных уровнях - и на сетевом оборудовании, и драйвером, да и само приложение может их обработать не мгновенно (если например тысячи запросов в секунду будет).

[Василий Банников]

TCP и HTTP - это не весь интернет.
Интернет - это вообще про подключение к глобальной сети, а обмен данными может и через UDP происходить.