Как устроен интернет?

Несмотря на то, что Интернет все еще является молодой технологией, сейчас трудно представить жизнь без него. Каждый год инженеры создают все больше устройств для интеграции с Интернетом. Эта сеть сетей пересекает земной шар и даже простирается в космос. Но что заставляет его работать?

Чтобы понять Интернет, полезно рассматривать его как систему, состоящую из двух основных компонентов. Первый из этих компонентов - это оборудование . Это включает в себя все, от кабелей, по которым каждую секунду передается терабит информации, до компьютера, находящегося перед вами.

Другие типы оборудования, поддерживающего Интернет, включают маршрутизаторы , серверы , вышки сотовой связи, спутники, радио, смартфоны и другие устройства. Все эти устройства вместе создают сеть сетей. Интернет - гибкая система - она ​​мало меняется по мере того, как элементы присоединяются к сетям по всему миру и покидают их. Некоторые из этих элементов могут оставаться довольно статичными и составлять основу Интернета. Другие более периферийны.

Эти элементы являются связями. Некоторые из них являются конечными точками - компьютер, смартфон или другое устройство, которое вы используете для чтения, может считаться одним. Мы называем эти конечные точки клиентами . Машины, хранящие информацию, которую мы ищем в Интернете, являются серверами . Другие элементы - это узлы, которые служат связующим звеном на маршруте движения. Кроме того, существуют линии передачи, которые могут быть физическими, как в случае кабелей и оптоволокна, или они могут быть беспроводными сигналами со спутников, сотовых телефонов или вышек 4G или радиоприемников.

Все это оборудование не могло бы создать сеть без второго компонента Интернета: протоколов. Протоколы - это наборы правил, которым машины следуют для выполнения задач. Без общего набора протоколов, которым должны следовать все машины, подключенные к Интернету, связь между устройствами невозможна. Различные машины не смогут понимать друг друга или даже передавать информацию осмысленным образом. Протоколы предоставляют как метод, так и общий язык для машин, используемых для передачи данных.

На следующей странице мы более подробно рассмотрим протоколы и то, как информация передается в Интернете.

Вы, наверное, слышали о нескольких протоколах в Интернете. Например, протокол передачи гипертекста - это то, что мы используем для просмотра веб-сайтов через браузер - это то, что означает http перед любым веб-адресом. Если вы когда-либо использовали FTP-сервер, вы полагались на протокол передачи файлов. Подобные и многие другие протоколы создают основу, в которой должны работать все устройства, чтобы быть частью Интернета .

Двумя наиболее важными протоколами являются протокол управления передачей (TCP) и Интернет-протокол (IP) . Мы часто группируем их вместе - в большинстве дискуссий об Интернет-протоколах вы увидите, что они перечислены как TCP / IP.

Что делают эти протоколы? На самом базовом уровне эти протоколы устанавливают правила прохождения информации через Интернет. Без этих правил вам потребовались бы прямые подключения к другим компьютерам для доступа к информации, которую они хранят. Вам также понадобится и ваш компьютер, и целевой компьютер, чтобы понимать общий язык.

Вы, наверное, слышали об IP-адресах . Эти адреса соответствуют Интернет-протоколу. Каждое устройство, подключенное к Интернету, имеет IP-адрес . Вот как одна машина может найти другую в огромной сети.

Версия IP, которую большинство из нас использует сегодня, - это IPv4, основанный на 32-битной адресной системе. У этой системы есть одна большая проблема: у нас заканчиваются адреса. Вот почему Инженерная группа Интернета (IETF) еще в 1991 году решила, что необходимо разработать новую версию IP, чтобы создать достаточное количество адресов для удовлетворения спроса. В результате получилась 128-битная адресная система IPv6. Этого достаточно для удовлетворения растущего спроса на доступ в Интернет в обозримом будущем [источник: Opus One ].

Когда вы хотите отправить сообщение или получить информацию с другого компьютера, протоколы TCP / IP делают возможной передачу. Ваш запрос распространяется по сети, попадая на серверы доменных имен (DNS) на пути к поиску целевого сервера. DNS направляет запрос в правильном направлении. Как только целевой сервер получит запрос, он сможет отправить ответ на ваш компьютер. Данные могут пройти совершенно другой путь, чтобы вернуться к вам. Такой гибкий подход к передаче данных является частью того, что делает Интернет таким мощным инструментом.

Давайте подробнее рассмотрим, как информация передается в Интернете.

Чтобы получить эту статью, ваш компьютер должен был соединиться с веб-сервером, содержащим файл статьи. Мы будем использовать это в качестве примера того, как данные перемещаются по Интернету.

Сначала вы открываете свой веб-браузер и подключаетесь к нашему веб-сайту. Когда вы это делаете, ваш компьютер отправляет электронный запрос через ваше интернет-соединение вашему интернет-провайдеру (ISP) . Интернет-провайдер направляет запрос на сервер, расположенный дальше по цепочке в Интернете. В конце концов, запрос попадет на сервер доменных имен (DNS).

Этот сервер будет искать совпадение с введенным вами доменным именем (например, www.howstuffworks.com). Если он найдет совпадение, он направит ваш запрос на правильный IP-адрес сервера. Если он не найдет совпадения, он отправит запрос дальше по цепочке на сервер, у которого есть дополнительная информация.

Запрос в конечном итоге поступит на наш веб-сервер. Наш сервер ответит отправкой запрошенного файла серией пакетов. Пакеты - это части файла размером от 1000 до 1500 байтов. У пакетов есть верхние и нижние колонтитулы, которые сообщают компьютерам, что содержится в пакете и как эта информация совпадает с другими пакетами для создания целого файла. Каждый пакет возвращается по сети обратно на ваш компьютер. Пакеты не обязательно идут по одному и тому же пути - они обычно проходят по пути наименьшего сопротивления.

Это важная особенность. Поскольку пакеты могут проходить разными путями, чтобы добраться до места назначения, информация может перемещаться по перегруженным областям в Интернете. Фактически, пока остаются некоторые соединения, целые разделы Интернета могут выходить из строя, а информация может перемещаться из одного раздела в другой, хотя это может занять больше времени, чем обычно.

Когда пакеты попадают к вам, ваше устройство размещает их в соответствии с правилами протоколов. Это похоже на сборку пазла. Конечным результатом является то, что вы видите эту статью.

Это справедливо и для других типов файлов. Когда вы отправляете электронное письмо, оно разбивается на пакеты перед масштабированием по Интернету. Телефонные звонки через Интернет также преобразуют разговоры в пакеты с использованием протокола передачи голоса по Интернету ( VoIP ). Мы можем поблагодарить пионеров сетей, таких как Винтон Серф и Роберт Кан, за эти протоколы - их ранняя работа помогла создать масштабируемую и надежную систему.

Вот как вкратце работает Интернет. Если вы внимательно посмотрите на различные устройства и протоколы, вы заметите, что картина намного сложнее, чем приведенный нами обзор. Это увлекательная тема - узнайте больше, перейдя по ссылкам на следующей странице.

Первоначально опубликовано: 7 мая 2010 г.

Что такое Интернет?

Каковы основные особенности Интернета?

Как данные перемещаются через Интернет?

Сколько данных в Интернете?

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок