Эта статья о том, что такое Интернет, и как он работает.
Необходимые знания:
Отсутствуют, но мы будем признательны, если вы сначала прочтёте Материал о там как начать разрабатывать свой сайт
Цель:
Вы изучите основы технической инфраструктуры Веба и поймёте разницу между Вебом и интернетом.
Резюме
Активное изучение
Погружаемся глубже
Простая сеть
Когда нужно связать между собой два компьютера, вы должны связать их в сеть либо проводным (обычно с помощью Ethernet кабеля), либо беспроводным способом (например, с помощью WiFi или Bluetooth). Современные компьютеры поддерживают любой из этих способов связи.
Примечание: До конца этой статьи мы будем говорить только о физическом (проводном) способе подключения, но беспроводные сети работают аналогичным образом.
Таким способом вы можете подключить более двух компьютеров, но с каждым новым это становится все сложнее. Если хочется подключить, скажем, 10 компьютеров, вам понадобится 45 кабелей и 9 сетевых плат в каждом компьютере!
Чтобы решить эту проблему, каждый компьютер в сети подключается к специальному маленькому компьютеру. Этот компьютер называют маршрутизатором. Маршрутизатор исполняет только одну роль: как сигнальщик на железной дороге он следит за тем, чтобы пакет, отправленный одним компьютером — источником — достиг пункта назначения. Чтобы отправить сообщение компьютеру B, компьютер A сначала должен отправить его маршрутизатору, который перенаправит его компьютеру B и проконтролирует, чтобы данные не попали компьютеру C.
С добавлением маршрутизатора наша сеть здорово упрощается: чтобы соединить 10 компьютеров нам требуется только 10 кабелей (каждый кабель соединяет маршрутизатор с одним из компьютеров).
Сеть сетей
Пока все нормально. Но что нам делать, если нужно объединить в сеть сотни, тысячи или миллиарды компьютеров? Конечно, один маршрутизатор не справится с этой задачей, но если вы внимательно читали, то помните, что маршрутизатор — это обычный компьютер, и ничто не мешает нам соединить друг с другом 2 маршрутизатора. Давайте сделаем это.
Подключая компьютеры к маршрутизатору, а затем — маршрутизатор к другому маршрутизатору, мы можем увеличивать нашу сеть до сколь угодно больших размеров.
Такая сеть уже очень похожа на то, что мы называем интернетом, но мы что-то упустили. Наша сеть построена для решения только наших задач. Но кроме неё есть и другие сети: наши друзья, соседи — кто угодно может создать свою сеть. Как же нам их объединить? Мы не можем протянуть кабели между нашим домом и всеми остальными сетями в мире. Чтобы решить эту проблему, мы можем воспользоваться уже существующими кабельными сетями. Ведь у нас дома уже есть кабели, например, электрические или телефонные. Телефонный провод уже соединяет ваш дом со всем остальным миром, так что он идеально подходит для решения нашей задачи. Чтобы подключить нашу сеть к глобальной сети с помощью телефонного провода, нам понадобится специальное оборудование, которое называется модем. Модем перекодирует информацию, поступающую из нашей сети в формат, который можно передавать через телефонную сеть, и наоборот, декодируют информацию из телефонной сети в формат, который распознают наши компьютеры.
Итак, мы подключились к телефонной сети. Следующий шаг — передать сообщение из нашей сети в сеть, с которой мы хотим связаться. Чтобы сделать это, мы должны подключить нашу сеть к провайдеру услуг интернета (Internet Service Provider (ISP)). Провайдер — компания, которая обслуживает специальные маршрутизаторы, которые не только подключены друг к другу (объединяют в единую сеть всех клиентов провайдера), но также связаны с маршрутизаторами других провайдеров. Таким образом, наше сообщение, пройдя транзитом через сеть нескольких провайдеров, достигнет сеть назначения. Интернет — это сеть сетей, которая объединяет в себе всю вышеперечисленную инфраструктуру.
Поиск компьютера
Чтобы послать сообщение какому-то компьютеру, необходимо как-то обратиться к нему, выделить среди других. Поэтому каждый компьютер, подключённый к сети, имеет свой уникальный адрес для связи: этот адрес называют IP-адресом (IP — сокращение для Internet Protocol, протокол интернета). В зависимости от версии протокола IP этот адрес может записываться по-разному. Самая широко используемая версия интернет-протокола — версия 4. Адреса IPv4 обычно записываются в виде четырёх чисел, разделённых точками, например: 192.168.2.10.
Такие адреса отлично подходят для компьютеров, но людям очень сложно их запоминать. Чтобы упростить себе жизнь, мы можем присвоить каждому IP-адресу псевдоним с понятным для человека именем. Такой псевдоним называют доменным именем. Например, google.com — доменное имя, которое является псевдонимом IP-адреса 173.194.121.32. Использование доменного имени — самый простой способ обратиться к компьютеру в интернете.
Интернет — Что это такое и как он работает: подробно!
Интернет является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Им пользуется огромное количество людей самого разного возраста и увлечений. Выйти в веб можно почти с любого устройства, даже с телевизора.
Поэтому, довольно важно знать, что скрывается под этим термином, его правильное определение и, что он вообще из себя представляет. Как миллионы людей могут быть объединены в одну большую — глобальную сеть?
Прошлая публикация про то, что такое vpn была очень информативна и оказалась для многих полезной, сегодня мы подробно и в картинках разберем определение интернета, рассмотрим, как он появился — историю его возникновения и принципы работы.
Что такое интернет
Интернет (internet, инет, глобальная сеть) — это всемирная информационная система связи, представляющая собой множество компьютерных сетей на всей планете объединенных между собой. Т.е. — это глобальная сеть, к которой подключено неограниченное количество устройств и других сетей. Находятся они в ней одновременно. Интернет становится больше и развивается, так как количество устройств и сетей, подключающихся к нему растет с каждым днем.
Интернет строится и работает на модели протоколов TCP/IP. Используется, как средство передачи информации для множества различных систем передачи данных. Именно на его основе и внутри него, работает всемирная паутина — World Wide Web, благодаря которой мы можем посещать свои любимые сайты.
Важно! Интернет не является всемирной паутиной — это разные вещи. Веб работает внутри глобальной сети и позволяет нам получать информацию в виде веб-ресурсов — сайтов. Подробнее о том, что такое www, написано в соответствующей статье.
Так, как Internet представляет из себя множество — миллионы подключенных между собой устройств, он не может быть чьим-то. Он никому не принадлежит. Некоторые государства, создают свой «локальный интернет», отгораживаясь от остального мира файрволом.
История создания интернета
Идея соединения между собой нескольких компьютеров появилась еще при их создании, но сделали это лишь в 1 969 году. Соединили между собой два ПК из разных университетов — ПК Sigma 7 из Калифорнии с ПК SDS 940 в Стэнфорде.
Так, в далеком 1 969 году, была создана самая первая в мире сеть — ARPANET. Она была закрытой для большинства и больше применялась для военных нужд. Чтобы обеспечивать качественную передачу данных в 1 983 году в ней начали использовать проколы TCP/IP — которыми мы до сих пор пользуемся.
Используя сильные стороны и удачные решения ARPANET в 1 984 году национальным научным фондом США была создана уже более открытая и современная сеть — NSFNet. Использовали ее для установления связи между вычислительными центрами и институтами посредством компьютеров. Подключение к ней было довольно свободным, поэтому уже к 1 992 году к ней было подключено уже более 7 500 тысяч других мелких сеток. Некоторые были и из разных стран.
ARPANET просуществовала до 1 990 года, после чего полностью уступила место более современной NSFNet. За год до этого, в 1 989 году британский специалист Тим Бернерс-Ли начал реализацию своей концепции всемирной паутины и начал разработку протокола HTTP для TCP/IP, языка гипертекста — HTML, идентификаторов адресов — URI и браузера. Назвал он свой проект — World Wide Web.
В 1 990 году всемирная паутина вышла в свет и стала доступна для исследовательских учреждений. Первый браузер вышел тогда же и назывался WordWideWeb.
В 1 991 году всемирная паутина вышла в общий доступ для всех компьютеров, соединенных с интернетом. А, в 1 993 году вышел в свет первый графический браузер Windows NCSA Mosaic, на основе которого были созданы браузеры Internet Explorer и другие. Именно благодаря появлению всемирной паутины, браузеров, возможности создавать сайты — популярность интернета начала расти огромными темпами. Люди смогли не просто общаться между компьютерами по сети, а получили полноценное медиа пространство с практически безграничными возможностями для обмена информацией в удобном — графическом виде.
Так, теперь в интернете можно:
С этого момента Internet стал приобретать нынешний вид и развиваться бешеными темпами. А всемирной паутиной мы пользуемся с вами каждый день. Маршрутизацией трафика с 1 995 года начали заниматься привычные нам провайдеры, а NSFNet вернулась к тому, с чего начинала — к исследовательской деятельности.
Как работает и устроен интернет
Это миллионы подключенных между собой устройств и других сетей. Все они объединены в одну большую — глобальную сеть и могут общаться между собой в ней. Для передачи данных используются протоколы TCP/IP, благодаря, которым есть возможность передавать и получать самую различную информацию.
Всемирная паутина — это составляющая часть интернета, то, благодаря чему работают все сайты. Она дает нам возможность посещать и создавать сайты, и другие ресурсы в веб.
Компьютеры соединены в одну сеть с помощью кабелей, которыми владеют провайдеры. Через них маршрутизируется весь трафик. Также, доступ в Internet может передаваться и через спутники.
Центры обмена трафика называются Internet Exchange (IX), они обрабатывают основной международный трафик. И, да, эти кабели находятся между континентами и под огромной глубиной в море/океане — около 3км.
Провайдеры делятся — на больших и маленьких, владельцы самих кабелей могут сами не давать доступ к интернету, а продавать его через других более мелких провайдеров.
Сети делаться на уровни:
Все они объединены между собой и из них и строится вся всемирная сеть нашей планеты.
Чтобы все это работало правильно и были разработаны протоколы TCP/IP. Благодаря им компьютеры внутри сетей могут взаимодействовать между собой. Протоколы являются стандартом и не зависят от устройства или операционной системы. Их придерживаются и производители устройств, и разработчики операционных систем. Поэтому неважно, будь у вас Windows или Mac OS — интернет везде будет работать одинаково — по одним и тем же правилам.
В заключение
Теперь вы точно знаете, что такое Internet или, как его любят называть — инет, когда он появился и какую огромную роль играет в роли развития всего человечества. Это действительно неиссякаемый источник информации и толчок к образованию всех на этой планете.
Как работает глобальная сеть интернет: Принцип и схема
Приветствую Вас, друзья! Большинство привыкло пользоваться «инетом» и не задаваться вопросом, как всё устроено. Есть те, кто хочет всё-таки понять принцип, схему глобальной сети и узнать: Как работает интернет. В статье кратко постараюсь изложить простыми словами основные моменты для пользователя, а не для тех, кому надо разбираться в этом профессионально со всеми техническими терминами и определениями.
Что такое интернет простыми словами
Интернет — это глобальная международная система связи компьютеров. По мере развития технологий, компьютерами стали: смартфоны, планшеты и даже бытовая техника, которая имеет доступ к всемирной паутине.
Основное достижение интернет-технологий, это скорость с которой любой компьютер внутри сети может связаться с другим за считанные секунды и получить или отправить нужную информацию.
Как устроена и работает сеть интернет
Для того, чтобы из любой точки Земли можно было получить доступ к интернету, вся планета окутана кабелями. Для связи между континентами кабели уложены по дну морей и океанов.
Скорость передачи обеспечивает применение в кабеле «оптического волокна» или как его называют в народе «оптоволокна». Оптоволокно обеспечивает диэлектрическую направляющую среду для проведения волн инфракрасного и оптического диапазонов.
Для построения всей схемы применяется сеть хранения и маршрутизации трафика:
Для простого пользователя важно одно, чтобы при обращении к сети быстро получать требуемую информацию. Неважно, что это будет: запрос, оплата услуг, использование сервиса или игра.
Весь принцип можно описать так: Клиент — любое устройство, которое подключено к интернету и отправляет свой запрос к сети. В этот момент происходит обработка полученного запроса по всей необходимой цепочке для его выполнения и получения результата клиентом.
Принцип и схема работы интернета кратко
Для передачи данных используется пакетная технология и используется протокол TCP/IP.
После того, как пользователь (клиент) обращается к сети со своим запросом запускается процесс, который хорошо виден из этой схемы.
Виды технологий интернета для передачи данных
Кабельный
Самый доступный по цене и наилучший по скорости для использования в помещениях. При установке WI-FI роутера даёт возможность пользоваться беспроводным подключением любому гаджету в радиусе действия сигнала.
Сейчас технология беспроводной сети встроена в каждый гаджет и стала самой популярной системой у пользователей. Передача сигнала происходит на радиоволнах в диапазоне 2,4 ГГц и 5 ГГц.
Wi-Fi модемы от операторов мобильной связи используются в местах непостоянного пребывания пользователями ноутбуков, компьютеров, где нет стационарного подключения.
Спутниковый
Применяется там, где нет возможности подключиться к кабельной сети. Используется спутниковая тарелка и модем. В данный момент скорость передачи выросла, но имеет дорогие тарифы и недешёвое оборудование.
Мобильный
В телефон, смартфон, планшет встроен GPRS модем, благодаря которому аппарат имеет прямой выход в интернет через подключенного провайдера мобильной связи.
Недавно приняли закон о так называемом суверенном интернете. Есть много слухов о том, что интернет смогут блокировать, подавлять, отключать и многое другое. Мы не комментируем слухи, но воспользуемся случаем и расскажем немного об устройстве самого интернета.
В этой статье — основные знания о том, как устроен интернет, на примере одного запроса на сайт. Дальше — больше. Чтобы было понятно, мы намеренно упускаем некоторые технические детали.
Интернет — это много компьютеров
Интернет — это много вычислительных машин, которые объединены в сеть. Объединение в сеть означает, что одна вычислительная машина может отправить другой сообщение, а та может ответить. Пока непонятно, но подождите.
Например, есть ваш смартфон. И есть компьютер «Яндекса», который отвечает за отображение страницы по адресу yandex.ru. Смартфон делает запрос «Покажи мне главную yandex.ru», компьютер «Яндекса» этот запрос получает, обрабатывает, проверяет, кто вы, и отдаёт вам эту страницу в виде кода. Ваш гаджет получает код страницы и выводит на экран в виде главной страницы «Яндекса».
Может сложиться впечатление, что мы ходим по интернету, заходим на сайты, входим в личные кабинеты. На самом деле никто никуда не ходит. Просто наш компьютер делает запрос другому, тот даёт ответ, и наш компьютер выводит этот ответ на экран. Можно сказать, мы не ходим по интернету, а выборочно его скачиваем.
Клиенты и серверы
Обычно компьютеры в интернете грубо делят на клиенты и серверы. Клиенты — это все компьютеры, на которых информацию потребляют. Обычно у них есть клавиатуры, экраны, они мобильные и удобные для людей. Ваш телефон, планшет и ноутбук — клиенты.
Серверы — это тоже компьютеры, но предназначенные для раздачи информации клиентам. Внешне они обычно выглядят как металлические ящики, вкрученные в металлические шкафы: у них нет мониторов и клавиатур, зато внутри там огромные жёсткие диски, сотни гигабайт оперативной памяти и мощнейшие процессоры.
Внутри между клиентами и серверами нет принципиальных различий. И то, и другое — компьютеры. Вы можете установить программу-сервер на свой рабочий компьютер и после некоторой настройки раздавать с него сайты. Или можете под покровом ночи проникнуть в серверную, подключить к серверу монитор и клавиатуру и поиграть в пасьянс на 32-ядерном процессоре.
Сервером может работать почти любой компьютер. Вот несколько идей:
Ваш старый системный блок, который пылится в гараже, можно переоборудовать под файловый сервер. На последний можно будет скидывать семейные фото и делать резервные копии важных документов. Поставили компьютер в кладовке, подвели к нему сетевой провод, включили и забыли.
На вашем рабочем компьютере может в фоновом режиме работать сервер для игры Counter-Strike. Другие люди смогут спасать виртуальных заложников и обезвреживать виртуальные бомбы, пользуясь мощностями вашего компьютера.
Можно купить одноплатный компьютер Raspberry Pi, подключить к нему Wi-Fi-антенну и батарею, и у вас будет карманный сервер, который по вашему желанию может раздавать файлы, показывать сайты или управлять ботом в Telegram.
Можно на базе того же Raspberry Pi сделать сервер для умного дома. Он собирает информацию со всех датчиков в квартире, а вы подключаетесь к нему через интернет и смотрите, какая где температура, нет ли протечек, что происходит на камерах.
Как они связаны
Все понимают, что в интернете компьютеры как-то связаны. Но как? Представьте разветвлённую корневую систему дерева или кровеносную систему человека: есть большие толстые артерии, от них отходят сосуды, от них — более тонкие сосуды, потом ещё и ещё, до тончайших капилляров. Похожим образом устроен интернет.
Основа интернета — огромные магистральные кабели, которые лежат под землёй и на дне океана: они соединяют города, страны и континенты. Это толстые пучки оптоволокна, по которым передаются колоссальные объёмы данных.
Огромные магистральные кабели соединяют большие точки обмена данными: так называемые эксчейнджи. Это организации, которые отвечают за обмен трафиком между городами, странами и континентами. В России около 50 таких точек, в мире — порядка 1 500.
В самом упрощённом виде ваш интернет-провайдер получает доступ к ближайшему эксчейнджу, чтобы иметь возможность продавать вам интернет. Представьте, что от эксчейнджа прокладывается толстый кабель к провайдеру. Конкретно толстый кабель бывает не всегда, но для наших целей такая метафора подойдёт.
Дальше обычно так: провайдер прокладывает менее толстый кабель в ваш район, ставит в каком-нибудь доме распределительный маршрутизатор. Из него провода тянутся в соседние дома. Обратите внимание на провода между уголками двух соседних многоэтажек — чаще всего это интернет.
Провод попадает в ваш дом. На крыше или в подвале ставится маршрутизатор — это устройство, которое определяет, куда какой сигнал отправить. В маршрутизатор вставляется провод, который тянется непосредственно в вашу квартиру. Мастер подключает провод к маршрутизатору в вашей квартире — та серая или чёрная коробочка с огоньками. Коробочка начинает раздавать Wi-Fi, и ваш компьютер подключается к сети.
Есть и другие способы подключиться, но в общем виде это так: магистраль → городская точка → провайдер → район → дом → подъезд → вы. И везде кабели. Интернет — это не волшебное облако с контентом, это огромная куча серверов, маршрутизаторов и кабелей, которые оплетают планету. И в самом конце, как вишенка на торте, ваш беспроводной роутер с Wi-Fi.
Допустим, вы захотели открыть главную страницу «Яндекса». Вот как всё будет происходить.
Вы набрали в браузере адрес yandex.ru. Опуская технические подробности, скажем, что ваш браузер узнал, что сайт yandex.ru живёт на компьютере с адресом 77.88.55.80.
77.88.55.80 — это IP-адрес. Такой адрес есть у всех компьютеров в интернете, в том числе у вашего. Ваш браузер говорит компьютеру: «Сделай запрос на 77.88.55.80».
Компьютер упаковывает этот запрос: ставит отметку «от кого», «кому», формулирует сам вопрос. Получается такой пакет данных. Он отправляет этот пакет той коробочке, которая стоит у вашей двери и мигает огоньками.
Роутер смотрит, что за адрес. Он видит, что никаких компьютеров с таким адресом к этому роутеру не подключено, поэтому передаёт запрос более старшему роутеру — на крыше подъезда.
Роутер на крыше видит, что никаких компьютеров с нужным адресом к нему тоже не подключено. Он отдаёт запрос выше, на районный роутер. Тот ещё выше, провайдеру.
У провайдера на роутере написана чёткая инструкция, что если придёт запрос на адрес 77.88.55.80, нужно передать его вон тому роутеру. Он это делает. Мы оказываемся на магистральном канале, который приведёт запрос в «Яндекс».
У «Яндекса» тысячи серверов, и один из них отвечает за главную страницу. Он получил запрос через цепочку роутеров и теперь обрабатывает.
Программа на сервере «Яндекса» готовит ответ на запрос. Она смотрит, из какого города к нему обращаются, и компонует новости для этого города. Определяет, знает ли она этого пользователя, и если знает — показывает ему число непрочитанных в почтовом ящике. Ещё она совершает множество невидимых действий, чтобы оптимизировать страницу.
Код итоговой страницы программа пакует по маленьким пакетам и отдаёт на ближайший роутер. На каждом пакете написан обратный адрес, с которого изначально пришёл запрос. Роутер начинает искать, как бы доставить эти пакеты обратно. Он отправляет их на магистраль, там роутеры передают эти пакеты провайдеру, он их направляет в нужный район, в районе их отправляют в дом, подъезд и, наконец, квартиру.
Пакеты приходят в вашу коробочку у двери. Она находит, какой компьютер запрашивал данные из «Яндекса», и отправляет ему по беспроводной связи только что пришедшие пакеты.
Ваш компьютер получает пакеты, распаковывает их, собирает цельный текст и рисует из этого текста страницу.
На весь путь из вашей квартиры до сервера «Яндекса» и обратно ушло меньше секунды, но в процессе было задействовано не менее пятидесяти машин — роутеров и серверов. Ваш запрос физически пропутешествовал до сервера «Яндекса» и вернулся. У вас ощущение, будто вы зашли в «Яндекс», но на самом деле «Яндекс» пришёл в ваш дом.
Это только самые основы. Дальше разберём, что можно с этими знаниями делать, как работают блокировки интернета и почему они на самом деле не работают, а главное — как сделать собственный сайт, который будет работать не хуже «Яндекса».
