Как устроен маршрут пакетов в интернете: хопы, BGP и задержки

Как данные разбиваются на пакеты

Любые данные в интернете передаются не целиком, а кусочками — пакетами. Каждый пакет — это «конверт» с адресом отправителя, адресом получателя и кусочком данных. Пакеты одного запроса могут идти разными путями и прибывать в разном порядке, а устройство на другом конце собирает их обратно.

Это как отправить книгу по частям в разных конвертах: каждый конверт найдёт свой путь, а на месте их соберут в книгу. Такой подход делает сеть устойчивой — если один путь занят, пакеты пойдут другим.

Хопы: узлы на пути пакета

Хоп (от англ. hop — прыжок) — каждый промежуточный узел, через который проходит пакет: роутеры провайдеров, магистральные маршрутизаторы, узлы обмена трафиком. Типичный путь до сайта — 10–25 хопов.

Каждый хоп добавляет маленькую задержку — микросекунды на обработку и миллисекунды на передачу по линии. Сумма этих задержек и есть пинг. Чем больше хопов и чем они «толще» (перегруженнее), тем выше задержка.

BGP: как интернет выбирает маршрут

Кто решает, каким путём пойдёт пакет? За это отвечает протокол BGP (Border Gateway Protocol) — «карта дорог» интернета. BGP — это система обмена маршрутами между сетями: каждая сеть «рассказывает» соседям, до каких адресов может доставить трафик.

Важно: BGP выбирает маршрут не по скорости, а по «стоимости» — числу переходов между сетями и политикам соглашений. Поэтому самый быстрый маршрут не всегда выбирается. Более того, маршруты могут меняться в реальном времени из-за сбоев или конфликтов — отсюда «внезапные» замедления без видимых причин.

Откуда берутся задержки

Задержка складывается из нескольких компонентов:

• Задержка передачи. Время, за которое пакет физически «проезжает» по кабелю (свет в оптоволокне медленнее скорости света в вакууме).
• Задержка обработки. Время, которое каждый роутер тратит на анализ заголовка и выбор следующего узла.
• Задержка очереди. Время ожидания в очереди, когда узел перегружен.
• Потери. Когда очередь переполнена, пакеты отбрасываются, и отправитель шлёт их заново — это добавляет и задержку, и «дёргания».

Именно задержка очереди и потери — главные виновники «вечернего» замедления, о котором мы писали в статье «Почему вечером падает скорость».

Автономные системы и пиринг

Интернет состоит из тысяч автономных систем (AS) — сетей провайдеров, дата-центров и магистральных операторов. Между собой они обмениваются трафиком через пиринг (прямые соединения) или через транзит (платную передачу через посредника).

Качество маршрута зависит от соглашений между сетями. Если у вашего провайдера прямой пиринг с сетью сервиса — путь короткий и быстрый. Если нет — трафик идёт через посредников, и каждый посредник добавляет задержку. Отсюда разница в скорости одного и того же сервиса у разных провайдеров.

Как посмотреть свой маршрут

Маршрут до любого сайта можно посмотреть самому:

1. В командной строке (Windows) или Терминале (macOS/Linux) введите tracert example.com (Windows) или traceroute example.com (Linux/macOS).
2. Программа покажет список хопов с адресами и задержками.
3. Посмотрите, где начинаются скачки задержки или появляются звёздочки (потерянные пакеты).

Если задержка скачет на конкретном узле или маршрут ведёт через «лишние» страны — вы нашли источник проблемы.

Почему маршрут бывает «кривым» и что делать

«Кривой» маршрут — когда ваш трафик до ближайшего сервера идёт через полмира: из-за политик BGP, сбоев или перегрузки промежуточных сетей. Самому на это повлиять нельзя — выбор маршрута делает сеть.

Что можно сделать:

• Проверить маршрут трасертом и понять, где проблема.
• Обратиться к провайдеру с конкретными данными — иногда он меняет маршрут.
• Использовать сервис, который прокладывает собственный маршрут. Ускоритель интернета Rare Booster строит оптимизированный путь до серверов, минуя перегруженные и «кривые» участки сети — пакеты идут напрямую и быстрее.

Маршрут — невидимая, но критичная часть скорости. Поняв, как он устроен, вы поймёте, почему «у соседа быстрее» и что с этим делать.