Как работает интернет


Как работает и устроен Интернет — Подробное объяснение

Одним из величайших событий в истории человечества стало появление Интернета. Компьютерные сети изменили как уклад жизни практически каждого человека в отдельности, так общество в целом.

С каждым годом мир становится все более вовлеченным в сетевые проекты и сервисы, ведь это общедоступно, быстро и, относительно, дешево. Одним словом — эффективно.

Но как устроена работа интернета? Рассмотрим более детально принцип работы Интернета, историю создания и принципы функционирования.

Что такое Интернет простыми словами и его суть

Интернет – это международная система компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP-пакетов. Основана данная система на соединении между собой огромного количества компьютеров по всему миру, а её работу обеспечивают несколько системно значимых узлов.

Интернет простыми словами – это собранные в единую сеть посредством удалённого соединения компьютеры с возможностью дистанционной передачи информации от одной машине к другой.

Синонимы термина «Интернет» — Всемирная сеть, Глобальная сеть, сеть или Всемирная паутина.

Надо сказать, что само понятие компьютер, как ключевое звено сети, следует рассматривать в расширительном значении. Благодаря развитию 3G и 4G технологий,  доступом в сеть сейчас обладают такие устройства как телефоны, планшеты и, в некоторых случаях, даже бытовая техника — стиральные машины, холодильники, которые создали отдельное понятие — интернет вещей.

Рассматривая процессы хранения и передачи информации, также следует сделать пояснение, что под этими двумя достаточно универсальными понятиями сокрыта целая сфера нематериальной деятельности человеческого общества. По факту сейчас в сети люди общаются, обучаются, потребляют аудио/видео контент, узнают новости, осуществляют оплату товаров и услуг.

Учитывая приведенную выше информацию можно сформулировать достаточно небольшое и понятное определение. Простыми словами Интернет — это объединенные по всему миру в сеть компьютеры и иные схожие устройства, осуществляющие процессы обмена и хранения информации, благодаря которым люди могут общаться, обучаться, просмотр фильмы и слушать музыку не учитывая границы и расстояния.

История создания

Первые шаги в направлении создания всемирной компьютерной сети были предприняты в 1962 году Джозефом Ликлайдером (Joseph Carl Robnett Licklider). В своей работе «Галактическая Сеть» («Galactic Network»), он описал первую подробную концепцию компьютерной сети. В том же году Пол Бэран (Paul Baran) из RAND Corporation в докладе «О Распределенных Коммуникационных Сетях» («On Distributed Communication Networks») предложил создать децентрализованную систему связанных между собою компьютеров. Устройства в такой сети были бы равноправны, что позволяло бы сохранить ее информацию и работоспособность даже при частичном уничтожении.

В условиях «Холодной войны» перспективы живучести системы произвели впечатление на власти США, ведь появлялась возможность в разы повысить вероятность сохранения контроля за действиями войск даже после нанесения противником ядерного удара. Правительство Америки выделило финансирование на исследования в данной области.

Спустя несколько лет в Управлении перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (ARPA) Ларри Робертсом (Lawrence G.Roberts) было предложено создать внутреннюю сеть связав все компьютеры организации. Работы по созданию такой сети были поручены 4 образовательным организациям:

  • Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе (UCLA, University of California, Los Angeles);
  • Стэнфордскому исследовательскому институту (Stanford Research Institute);
  • Калифорнийскому университету в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara);
  • Университету штата Юта (Utah State University).

Между учреждениями был проложен кабель связи, и специалисты во главе с Фрэнком Хартом (Frank Hart) стали работать над поиском решений по организации будущей сети.

Уже в 1969 году большинство технических проблем удалось преодолеть, и впервые в мире инфраструктура компьютерной сети объединила 4 образовательных учреждения, расположенные на значительных друг от друга расстояниях.

Сеть была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network).

Однако долго удержать сеть в таком состоянии не получилось – она начала активно развиваться, к её использованию присоединились множество учёных. Развитие проекта шло стремительно, и уже в 1971 году была создана первая программа, позволяющая отправлять электронную почту.

В 1973 году были завершены работы по прокладке трансатлантического телефонного кабеля, который открыл доступ к сети первым организациям из Европы, сделав сеть международной.

Начиная с 70-ых и по 80-ые годы через сеть в большинстве своем обменивались электронной почтой, рассылали новостные сводки и выкладывали списки объявлений.

В тоже время ARPANET не могла автоматически взаимодействовать с другими компьютерными сетями и это стало основным сдерживающим фактором ее дальнейшего развития.

Стремительное развитие различных протоколов передачи данных значительно затрудняло объединение и взаимодействие сетей построенных на различных стандартах. Появилась необходимость стандартизации и разработки универсальных протоколов передачи данных. Решением проблемы стала разработка IP, ICMP, TCP,UDP, Telnet, DNS, FTP. Так уже 1 января 1983 года ARPANET удалось перевести с протокола NCP на более прогрессивный TCP/IP. Он по сей день актуален и применяется для соединения (наслоения) различных компьютерных сетей. Именно в это время за сетью ARPANET закрепляется термин «Интернет» («Internet»).

В 1984 году Национальным научным фондом США (NSF) из множества небольших сетей была создана крупная межвузовская сеть NSFNet (англ. National Science Foundation Network). Обладая наибольшей, чем конкуренты пропускной способностью, она постепенно перехватила «пальму первенства» у сети ARPA.

Однако, уже в 1989 году специалистом Европейского совета по ядерным исследованиям (ЦЕРН) Тимом Бернерсом-Ли была предложена концепция Всемирной паутины World Wide Web (WWW), разработаны HTTP, HTML и универсальные идентификаторы URI. Благодаря ему сегодняшний интернет выглядит таким какой он есть.

В 1990 году сеть ARPA не могла более конкурировать с NSFNet и была закрыта, термин Интернет стал нарицательным в отношении новой сети.

В 1991 году именно NSFNet открыл пользователям доступ во Всемирную паутину, а разработанный в 1993 году браузер NCSA Mosaic обеспечил не виданное ранее удобство работы.

Это подстегнуло еще больший интерес к сети со стороны как ученых так и простых людей, с 1993 года по 1995 год мир созерцал взрывной рост количества пользователей Интернет. В 1995 году NSFNet возвратилась в сугубо научные круги оставив маршрутизацию сетевого трафика уже появившимся и окрепшим провайдерам. Понятие Всемирная паутина стало синонимом Интернет.

Отсутствие единого регулирования и общедоступность технических стандартов, привлекали все больше пользователей в сеть, где можно было обрести независимость от государственных и корпоративных институтов. В Интернет стали входить ранее существовавшие обособленно сети, такие как Usenet и Bitnet, сеть стала главным центром обмена информацией по всему миру.

Принцип работы сети

Несмотря на столь высокотехнологичный путь развития, принципы работы сети Интернет достаточно просты, логичны и будут доступны для понимания любому заинтересовавшемуся. Рассмотрим кратко как работает глобальная сеть интернет.

Ранее было уже показано, что по своей сути интернет это обычная сеть передачи данных, отличительной чертой которой являются очень значительные (глобальные) масштабы. Как и любая компьютерная сеть, она состоит из программно-аппаратного оборудования и его соединяющих каналов связи.

К оборудованию следует причислять:

  • клиента;
  • сервер;
  • сетевые устройства.

Клиентом может выступать любое устройство способное осуществлять запрос на получение информации сети, а при получении предоставлять ее в доступном виде — компьютер, ноутбук, планшет, смартфон и т.д.

Сервером является устройство, на котором хранится сетевая информация в виде баз данных. Базы предоставляют ответ на информационные запросы, передавая его клиенту.

Под сетевым оборудованием понимается канал связи соединяющий клиента и сервер. Схема передачи информации между клиентом и сервером по каналу связи подразумевает:

  • направление на сервер клиентом информационного запроса;
  • поступление на сервер через сетевое оборудование запроса;
  • обработка сервером запроса и формирование результата (ответа);
  • отправка с сервера по сетевому оборудованию клиенту ответа.

Для поддержания постоянной работы данной схемы необходима непрерывная работа сервера и сетевого оборудования.

К сетевым устройствам относят:

  • модемы;
  • маршрутизаторы;
  • коммутаторы;
  • каналы связи.

Модем предназначен для конвертации информации из цифровой в аналоговую и обратно. Это делается для передачи данных по различным каналам связи.

В маршрутизаторах хранятся «Таблицы маршрутизации», в которых находятся адреса и соответствующие им пакеты данных. Через коммутатор информация движется на прямую между двумя компьютерами по специальному кабелю. Устройства в данном случае находятся на достаточно близких расстояниях друг от друга.

Коммутаторы в основном необходимы для локальных сетей, а модемы и маршрутизаторы для соединения с Интернет.

Узлы (серверы и клиенты)

Наравне с термином «компьютерная сеть» в технологии Интернет зачастую встречается понятие «узел». Видимо, данное слово берет свое начало из проведения аналогии между компьютерной и рыболовецкой сетью, в которой нити соединяются между собой множеством узлов.

Узел сети (англ. node) — соединенные между собой устройства, являющиеся частью сети (это то из чего состоит Интернет). Узлы могут быть как универсальные (компьютеры, серверы, телефоны и т.д.) так и специальные (маршрутизатор, коммутатор, концентратор) устройства.

Узлы играют одну из первостепенных ролей в том, как работает Интернет.

Серверы и иные клиенты являются достаточно универсальными устройствами, однако, это не мешает им выполнять одну из главных функций Всемирной паутины — хранение информации.

Необходимо отметить, что классическая формулировка значения слова сервер на сегодняшний день немного разнится с понятием сервера как узла сети Интернет. Поэтому сервер Глобальной паутины принято именовать Веб-сервер.

  • Веб-сервер — это программное обеспечение и компьютер, на котором оно непосредственно действует, обрабатывающее HTTP — запросы/ответы клиентов. HTTP — запросы/ответы могут содержать в себе HTML — страницы, файлы, изображения, медиа — потоки и иные данные.
  • Серверы – это мощные надёжные компьютеры, на которых круглосуточно поддерживается работа сети интернет.

    Сервер

    Сервером осуществляются такие задачи как получение трафика другими компьютерами, перекодировка доменов в вид IP-адресов, хранение общих данных сети и так далее. Они работают 24 часа в сутки, поэтому даже в случае массового отключения простых компьютеров от сети, серверы сохранят информацию и работоспособность интернета. Аналогично понятию Веб-сервера, под термином клиента на сегодняшний день понимается как аппаратная часть (компьютер), так и установленная на нем програмная часть.

  • Клиент — это веб-браузер (или иное программное обеспечение) и устройство, на котором он непосредственно установлен, передающие веб-серверу запросы на получение ресурсов, обозначенных URL-адресами.

Интернет ресурсами являются HTML-страницы, файлы, изображения и иные данные запрашиваемые клиентом. В ответ на такие запросы веб-сервер пересылает искомую информацию. Обмен запросами и ответами между клиентами и веб-серверами происходит посредствам протокола HTTP.

Маршрутизаторы

Рассматривая специальные узлы сети Интернет, первостепенное внимание следует уделить такому устройству как маршрутизатор.

Маршрутизатор (от англ. router, роутер, рутер) — это специальный компьютер, осуществляющий пересылку пакетов данных на основе таблиц и правил маршрутизации, между различными сегментами Интернет.

Работа маршрутизатора, в соответствии с его названием — прокладывать по сети путь из точки А в точку В.

В данном случае точкой А является пользовательский компьютер, а точкой В – какой-либо сайт в сети, к которому пользователь желает получить доступ.

Роутер налаживает обмен информацией между данными элементами.

Важность данного устройства обусловлена тем, что без него сети построенные на совершенно различной архитектуре никогда не смогли бы объединиться в Интернет.

Маршрутизатор функционирует на третьем «сетевом» уровне модели OSI (модели и уровни сети будут рассмотрены далее).

Как уже говорилось ранее, в основном устройство применяют для объединения сетей самых различных типов с несовместимыми архитектурой и протоколами. Нередко с помощью маршрутизатора обеспечивается доступ из локальной сети вИнтернет, посредством создания транслятора адресов и межсетевого экрана. Также устройство уменьшает загруженность сети производя фильтрацию пакетов и разделение доменов на коллизионные и широковещательные.

Как правило, маршрутизатор это специализированное компьютерное устройство, однако, с помощью применения специальных программных пакетов (Quagga, IPFW) большинство компьютеров могут вести работу в режиме маршрутизатора.

Протоколы

В компьютерной науке часто встречается такое понятие как протокол передачи данных.

Как правило, под термином понимаются соглашения интерфейса логического уровня, определяющие порядок обмена данными между различным программным обеспечением. Такие соглашения формируют единообразный алгоритм передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программ, установленных на различных устройствах, расположенных на различных расстояниях друг от друга и соединенных тем или иным интерфейсом (в случае с Интернет — сетевым интерфейсом).

Рассматривая протоколы передачи данных в контексте сети Интернет, будет правильным вести разговор о «сетевом протоколе».

  • Сетевой протокол — это набор алгоритмов, обеспечивающий возможность соединения и обмена данными между устройствами включенными в сеть.

На сегодняшний день все вновь разрабатываемые протоколы определяются Инженерным советом Интернета (англ. Internet Engineering Task Force, IETF) — открытым международным сообществом разработчиков развивающих архитектуру сети Интернет.

Согласно самой распространенной классификации «модель OSI» все протоколы подразделяются в зависимости от своего назначения на 7 уровней:

  1. Характеризует свойства линии связи (оптическая, электрическая, механическая и т.д.).

  2. Определяет алгоритм использования физического уровня узлами сети.

  3. Регулирует адресацию и доставку сообщений.

  4. Регулирует адресацию и доставку сообщений.

  5. Координирует работу программного обеспечения установленного на взаимодействующих по сети различных компьютерах.

  6. Конвертирует данные из внутреннего формата компьютера в формат передачи.

  7. Служит границей между прикладным программным обеспечением и другими уровнями. Это сетевые программы пользователя с пользовательским ориентированным интерфейсом.

Таким образом на всех 7 уровнях сетевые протоколы устанавливают алгоритм работы компьютеров, которые соединены в сеть.

Сегодня основные протоколы сети Интернет это:

  • TCP/IP (англ. Transmission Control Protocol/Internet Protocol);
  • HTTP (Hyper Text Transfer Protocol);
  • FTP (File Transfer Protocol);
  • POP3 (Post Office Protocol);
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Система адресов

Поскольку к сети Интернет в режиме реального времени подключаются тысячи узлов (устройств различного вида), то логичным является вопрос их идентификации. Для этого каждому компьютеру включенному в сеть Интернет присваивается свой уникальный адрес именуемый IP-адрес (IP address — Internet Protocol адрес).

IP-адресация создавалась с учетом того, что Интернет является «сетью сетей», а не простым множеством соединенных устройств. Поэтому любой IP включает как адрес сети (домена — т.е. устройств объединенных в сеть по какому-либо признаку), так и адрес самого устройства (узла) находящегося в этой сети (домене). Часть кода обозначающая сеть именуется — идентификатор сети. Цифры присваиваются при регистрации домена в ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers – организация по назначению имен и адресов в Интернете). Именно посредствам регистрации каждый домен имеет свой уникальный идентификатор.

Вторая часть кода, идентифицирующая непосредственно отдельное устройство (узел-компьютер и т.д.) домена, именуется — адрес узла (хоста). Такой идентификатор как правило присваивается системным администратором или иным лицом регулирующим работу домена.

На сегодняшний день существует несколько версий IP-адресов, самыми популярными являются IPv4 и IPv6.

  1. IPv4 является 32-битовым числом, записываемым в виде 4 десятичных чисел значением от 0 до 255 и разделяемых точками (прим. 195.178.0.8).
  2. IPv6 это 128-битовое число, разделителем в котором является двоеточие (напр. 2005:0xb8:95a3:0000:0000:8l2e:0390:7944).

Запись адреса в цифровом виде приемлема для машинной обработки, но не удобна человеческому восприятию. Для решения этой проблемы, каждому домену стали присваивать также мнемонический адрес (имя домена), состоящий из слов, написанных латинским алфавитом.

Например, ip-адресу «145.35.202.87» может соответствовать мнемонический «company.com», также возможна ситуация, когда одному ip будут соответствовать несколько мнемонических адресов и наоборот.

Домены

Выше уже кратко упоминалось о таком понятии, как домен. Рассматривая термин подробнее можно прийти к выводу, что он имеет множество значений. Рассмотрим наиболее подходящие исходя из применимости к сети Интернет его определения.

Домен (с фр. domaine) — область, единица структуры. В средние века доменами обозначалось отдельное владение короля, феодала.

В информатике, часто используют понятия доменная зона — зона ответственности в распределенной системе DNS (англ. Domain Name System «система доменных имён», подробнее будет ниже) и доменное имя — имя-символ, помогающее находить адреса интернет-серверов.

Исходя и выше рассмотренных определений можно заключить, что доменная зона в Интернете есть не что иное как — группа машин (компьютеров, серверов и т.д.) объединенных по некоторому признаку.

В доменной зоне может быть, как одно, так и значительное число устройств. Так для работы небольшого сайта достаточно одного сервера, который будет иметь доменное имя, однако доменным именем yandex.ru очевидно именуется куда более значительная группа машин.

Домены позволяют структурировать Интернет по тем или иным признакам. Система доменов построена на четкой иерархии. Существуют домены 1-го, 2-го, 3-го и далее уровней.

Домены первого уровня подразделяются на три вида:

  1. Состоят из 2 латинских букв, обозначающих страну — Россия (ru), США (us), Латвия (lv)…

  2. Состоят из 3 букв латыни, обозначающих коммерческие компании — com, образовательные учреждения — edu, правительства — gov и т.д.

  3. Состоят из английских слов, характеризующую тематику, например, .town, .online, .bar, .love или как у нас — .today

Если под одним доменом объединено несколько серверов или иных машин, то лицо администрирующее сеть, может расширить (дополнить) доменное мнемоническое имя, с помощью назначения отдельных имен для каждого компьютера домена. Например, серверу в домене viras.com присваивается имя maincomp.viras.com. Это значит, что машина именуемая maincomp работает в организации Viras, которая находится в классе доменов верхнего уровня для коммерческих компаний.

DNS-серверы

На первый взгляд, что может быть проще чем найти ресурс, если известен его адрес. Однако, количество адресов в сети Интернет сегодня настолько велико, что не существует какого-либо единого компьютера, хранящего все адреса и информацию о способах соединиться с тем или иным устройством сети.

Наличие такого компьютера можно было бы сравнить существованием единого мирового телефонного справочника, однако, на сегодняшний день, существование такой книги — утопия.

Для целей хранения адресов компьютеров в сети Интернет были созданы специальные DNS-серверы (англ. Domain Name Service — служба доменных имен). Эти серверы расположены по всему миру и отвечают за работу той или иной конкретной части сети. Любая организация, создающая домен, должна создать каталог включающий в себя мнемонические и соответствующие им IP адреса устройств входящих в этот домен. Каталог разрабатывается на одном из серверов домена, компьютер с таким каталогом именуется DNS-сервером.

Основной функцией DNS-сервера является представление информации об адресах хранящихся в его каталоге по запросу клиентов сети. Так при необходимости найти компьютер в сети Интернет, компьютер подключенный к этой же сети связывается с DNS-сервером, который предоставляет из своего каталога искомый адрес. Если необходимый адрес не будет найден, на первом DNS-сервере, то уже сам он отправит запрос к другим аналогичным серверам, а те в свою очередь к следующим, и так будет продолжаться пока не будет найден искомый адрес. За доли минуты запрос способен облететь весь земной шар и найти в итоге необходимые данные.

Найти необходимый компьютер в сети, как правило не конечная задача. В основном поиск производится относительно конкретного файла хранящегося на каком-либо компьютере (компьютерах) в Интернет. Для такого поиска мало знать мнемонический или IP-адреса.

Поэтому для определения местоположения и извлечения конкретного файла (документа) сети Интернет, ему присваивается свой уникальный адрес — URL (Uniform resource Locator — унифицированный указатель информационного ресурса).

URL состоит из:

  1. Названия протокола, с помощью которого необходимо обратиться за искомой информацией;
  2. Адреса сервера ( состоящий из кода домена и кода самого узла, компьютера);
  3. Наименования искомого файла на сервере.

Хорошим примером будет адрес: https://web.city.ac.uk/pages.html, где:

  • http — протокол;
  • city.ac.uk — адрес сервера;
  • pages.html — целое имя файла.

Стоит заметить, что имя файла отличается от имен файлов с которыми работает операционная система Windows. Это обусловлено тем, что большинство серверов используют в работе операционную систему Unix, где другие правила записи имен файлов.

HTML

Рассмотрев принципы работы сети Интернет, можно воссоздать довольно четкую картину происходящего движения информации по сети, начиная от запроса отправленного клиентом и заканчивая получением ответа от DNS-сервера. Но что же происходит с ответом, когда он попадает на компьютер-клиент?

Как ранее было сказано революционным в процессе развития Интернет стало изобретение браузера или интернет-обозревателя — приложения предоставляющего пользователю удобный интерфейс для отправки запросов на веб-страницы, их просмотра при получении в качестве ответа.

Для удобства работы с Интернет помимо самого браузера Тимом Бернерсом-Ли также еще был разработан язык HTML, именно по нему и его более продвинутой версией XHTML на сегодняшний день работают большинство известных нам интернет-обозревателей (Google Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Internet Explorer и Safari).

HTML (от англ. HyperText Markup Language — «язык гипертекстовой разметки») — стандартизированный язык разметки документов во Всемирной паутине. Большая часть страниц Интернет описаны на HTML или XHTML. Необходимо отметить, что язык гипертекстовой разметки не является языком программирования. В глобальной сети HTML-страницы пересылаются от сервера к браузерам по протоколам HTTP или HTTPS, в виде простого текста.

Как уже упоминалось HTML интерпретируется браузерами, результатом такой интерпретации и является отображаемая на дисплее компьютера (телефона и т.д.) интернет-страница.

Язык гипертекстовой разметки значительно упростил создание интернет документов (страниц) и обмен ими.

Уровни сети (Видимая часть интернета, глубинный интернет и даркнет)

В начале «нулевых» приходилось не раз слышать, что интернет это попросту свалка всевозможной информации, расположенной хаотично и не всегда отвечающей требованиям законности и достоверности. С одной стороны это вызывало ощущения безграничной свободы, с другой постоянные опасения за безопасность своих собственных данных.

Сегодня многое изменилось, сеть разрослась до ранее немыслимых масштабов, а власти большинства стран, корпорации и правообладатели стали всерьез относиться к соблюдению законности в киберпространстве.

Активные действия и рост количества сетевого контента сформировали отчетливую картину процесса сегментирования Глобальной паутины. Сегодня нельзя полностью представить, как устроена работа Интернета без изучения его сегментов и уровней.

На сегодняшний день можно встретить следующее деление Интернет на уровни:

  • Видимая часть сети (включает в себя обычный и подводный интернет);
  • Невидимая часть сети (состоит из глубинного интернета, даркнета,закрытого интернета, марианского интернета).

Обычный интернет включает всем известные социальные сети, поисковые службы, стриминговые сервисы, официальные сайты корпораций и правительств. Доступ в обычный интернет не представляет каких-либо трудностей для любого пользователя.

Подводный интернет также является видимой частью сети доступ к нему ничем не усложнен, разве, что ссылки на него будут гораздо реже встречаться на сайтах поисковиков. Данный сегмент сети содержит сайты-клубы по интересам, зачастую находящиеся на полулегальном положении, FTP-сервера, запрещенные фото и видео.

Глубинный интернет самая доступная из невидимой части. В нем содержится сомнительный с точки зрения законности контент: хакерские форумы, заблокированные сайты, информация экстремистской направленности. Попасть на этот уровень сети можно посредствам использования прокси-сервера или цепи прокси-серверов.

Даркнет, вход в который возможен только с использованием специализированных программ типа Tor. На этом уровне происходит торговля наркотиками, людьми, оружием, также происходит обмен секретными документами и данными добытыми нелегальным путем.

Закрытый интернет, его существование подвергается сомнению. Однако, предполагается, что на данном уровне могут храниться отчеты о тайных правительственных экспериментах и опытах, снафф видео и т.д. Доступ на этот уровень возможен только в замкнутых системах.

Марианский интернет, скорее всего мифический выдуманный уровень сети. Согласно предположению, должен содержать тайные знания о человечестве, а также ответы на многие необъяснимые вещи. Как попасть на данный уровень сети — неизвестно.

Заключение

Интернет бесспорно величайшее изобретение человечества.

За полвека существования работа сети интернет кардинально изменила парадигму мира. Сеть проникла в самые отдаленные уголки планеты, в самые непроходимые и не имевшие ранее связей с внешним миром территории. Его свобода и информативность предоставили простому пользователю неограниченные возможности по самообразованию и общению.

Несмотря на кажущуюся сложность, разобраться с тем, как работает интернет, не слишком сложно, если вникнуть в его структуру и механизмы взаимодействия между узлами. Всемирная сеть состоит из нескольких основных элементов,  взаимодействие которых обеспечивает её стабильное функционирование. Фактически, интернет подразделяется на три уровня, причём видимая его часть, индексируемая при помощи поисковых систем, в несколько сотен раз меньше, чем скрытая от пользователей.

Интернет сближает народы различных материков, культур и взглядов, помогает найти взаимопонимание.

Сегодня в мире, пожалуй, нет такой отрасли хозяйства, которая тем или иным образом не касалась бы Всемирной паутины, а учитывая темпы внедрения новых технологий с уверенностью утверждать, что Интернет это новая отправная точка в развитии человечества.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter, и мы её обязательно исправим! Огромное Вам спасибо за помощь, это очень важно для нас и других читателей!

(9 оценок, среднее: 4,44). Оцените пожалуйста, мы очень старались!

finfocus.today

Как работает Интернет?

Интернет работает с помощью передачи пакетов данных и управляющих сообщений между компьютерами. Передача пакетов на указанный адрес происходит по протоколу IP.

Для управления процессом передачи служит протокол TCP (Transmission Control Protocol). Чтобы объяснить, как он работает, часто прибегают к следующей аналогии.

Предположим, что необходимо переслать по почте книгу, а почтовая служба не принимает письма, содержащие больше одного листа. Решение простое: надо разделить книгу на листы и отправлять каждый лист отдельным письмом. По номерам страниц корреспондент сможет собрать всю книгу. Аналогично протокол TCP делит информацию на части, присваивает каждой части номер, добавляет к ней служебную информацию и посылает корреспонденту в виде отдельных пакетов. Если какой-либо пакет данных не был доставлен получателю, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация не будет принята корректно и в полном объеме. В TCP предусмотрен механизм контроля правильности пересылки информации. Согласно одному из самых известных механизмов контроля в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некая контрольная сумма, включающая объем передаваемой информации. Компьютер-получатель вычисляет свою контрольную сумму и сравнивает ее с числом, имеющимся в заголовке пакета. Если суммы не совпадают, TCP пытается повторить передачу.

Протокол TCP требует от компьютера-получателя подтверждения приема информации. Тем временем отправитель продолжает пересылать пакеты данных. Таким образом создается некий объем уже переданных, но еще не подтвержденных данных. Двунаправленный обмен информацией обеспечивает более высокую скорость ее трансляции. Протоколы TCP и IP часто объединяют в одно понятие: TCP/IP.

По протоколу IP данные передаются с компьютера пользователя по указанному адресу на компьютер получателя. На самом деле данные сначала передаются на первый сетевой узел. Далее определяется направление, приблизительно соответствующее тому, в котором находится конечный получатель. Это направление называется маршрутом информационного пакета.

Определение. Маршрутизация (Routing) - процесс определения в коммуникационной сети пути, по которому пакет может достигнуть адресата.

Пакет отправляется от данного узла до следующего узла, где снова определяется его дальнейший маршрут. Этот процесс называется маршрутизацией. Узлы Интернета, через которые движется пакет, имеют в своем распоряжении таблицы маршрутизации — электронные базы данных, в которых содержатся указания, куда именно отсылать тот или иной пакет информации, если он следует на определенный адрес. Таблицы маршрутизации рассылаются на узлы централизованно, периодически меняются и дополняются. Серверы узлов, осуществляющие маршрутизацию, называются маршрутизаторами или роутерами. Правила маршрутизации описаны в протоколах ICMP (Internet Control Message Protocol), RIP (Routing InternetProtocol) и OSPF (Open Shortest Path First). Например, при использовании протокола OSPF сеть представляется как граф, вершины которого соответствуют маршрутизаторам, а ребра – парам соседних маршрутизаторов.

Маршруты могут задаваться административно (статические маршруты), либо вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации (динамические маршруты). Статическая маршрутизация основывается на изменяемых вручную таблицах маршрутизации. Динамическая маршрутизация предполагает, что маршрутизатор может сам определять новые пути либо модифицировать информацию о старых.

Локальные системы, не использующие протокол IP, тоже могут передавать данные через Интернет, используя шлюзы.

Определение. Шлюз — это программа, при помощи которой можно передавать информацию между двумя сетевыми системами, использующими различные протоколы обмена данными.

Интернет представляет собой громадную мировую сеть, состоящую из многих тысяч локальных сетей и устройств. Каждое подключенное к Интернету устройство называется узлом (хостом). Примеры узлов – компьютер, смартфон, маршрутизатор, шлюз, сервер, ноутбук. Все узлы соединяются с Интернетом линиями связи.

Отметим, что большинство из приведенных здесь определений взято из замечательной Internet - энциклопедии Wikipedia (Wikipedia.org):

studfiles.net

Как устроен интернет мифы и реальность

Добрый день, друзья! В прошлой статье, мы узнали, как появился интернет. Теперь, давайте разберем, как устроен интернет? У большинства людей по данному вопросу ошибочное мнение. Многие люди считают, что интернет – это просто цепь подключенных между собой компьютеров.

Это и правда, и нет. Интернет не просто сеть подключенных друг к другу компьютеров посредством различных кабельных сетей и телефонных линий. Это ещё и сервера, передающие информацию, и суперкомпьютеры, обрабатывающие, передающие и хранящие данную информацию и прочее.

Интернет, это набор сетей, которые функционируют, как одна. Это последовательность подобных сетей, которые появились в Америки, чтобы мегакомпьютеры различных университетов и исследовательских центров взаимодействовали между собой. Это опорная сеть, которую финансирует национальный научный фонд Америки.

Со времени первых линий, пользоваться которыми могло небольшое число людей, глобальная сеть переросла в сеть, которая, как паутина опутала весь мир. Теперь доступ к ней появился практически у каждого желающего подключиться человека.

Чтобы легче проходить по линиям сети, данные разбиваются специальным протоколом TCP/IP на пакеты нужного объёма. Когда данные пакеты идут к нужному месту, они идут по множеству различных сетей и уровней.

От одной точки до другой, подобные пакеты могут дойти разными путями. Чаще всего, выбирается ближайший. Но если отдельный сервер переполнен информацией или не функционирует, пакет может его обойти и прибыть в нужное место иным путём.

Такой пакет информации может проходить региональные сити, локальные, различные маршрутизаторы, хабы, повторители, шлюзы и мосты. Региональные сети отличаются от локальных тем, что имеют возможность передавать данные, без входа в интернет.

Повторитель занимается предотвращением потухания сигнала, повышая его и передавая далее данные, которые получил. Хабы занимаются соединением ПК в сеть, давая им возможность обмениваться информацией между собой.

Мосты занимаются соединением сетей, помогая им осуществлять передачу информации. Особый вид подобного моста, шлюз, занимается преобразованием сообщений среди сетей различных типов (к примеру, среди сетей Apple и Windows).

Кто поставляет услуги интернета

Предоставляют интернет людям компании поставщики, вроде Internet Service Provide. Таким компаниям принадлежат блоки адресов Internet. Они их предоставляют клиентам. Человек подсоединяет свой ПК к подобному поставщику, его тут же соединяет с сервером.

Сервер соединён с интернетом, благодаря устройствам, называющимися Маршрутизаторами. Маршрутизатор – это прибор, получающий информацию от узлов сети и определяющий её адрес назначения в сети и наиболее выгодный путь по доставке данных к нужному адресу.

Подобный маршрут происходит с помощью известных путей в Internet и объема трафика на различных частях сегмента. Затем, маршрутизатор отдаёт информацию в нужную точку сети – Network Access Point. Сервисы включают в себя:

  1. Электронную почту посредством серверов SMTP и POP
  2. Услугу идентификации компьютера благодаря IP адресу.
  3. Путь с применением серверов DNS.
  4. Услугу новостной службы благодаря сервирам Usenet.

 Как устроен интернет и его IP адрес

Я думаю, многие из вас знают, что такое IP адрес и для чего он нужен. Даже знают собственный IP. Но я всё же сделаю пояснения. Провайдеры дают своим клиентам IP адрес для соединения компьютеров с интернетом. Их ещё называют адреса протокола IP.

IP адрес проводит идентификацию ПК человека в интернете, давая ему возможность получать различные данные из глобальной сети. Я думаю, многие из вас знают, что большая часть пользователей используют протокол IPv4. Но всё больше людей переходят на протокол IPv6.

Как устроен интернет с адресом IPv4

В конце 20 века преобладал протокол IPv4. Данная версия IP даёт адрес вида – XXX.YYY.ZZZ.AAA. Группы символов представляют трехзначную цифру в десятичном формате. Число может быть 8 – битное и формат двоичный.

Он носит название – Десятичное представление с разделительными точками. Группа же называется – октет. Десятичные цифры образуются из двоичных. С двоичными работает система компьютера. К примеру, адрес 106.122.115.102 в десятичном будет выглядеть как 01101010. 01111010. 01110011. 01100110.

Не пытайтесь разобрать в этом суть и смысл. Есть специальные таблицы кодов. Кому интересно, как выглядит его IP в десятичном виде, он может это узнать по ссылке.

IP адрес включает в себя адрес узла и сети. Соответственно, адрес сети проводит идентификацию всей сети, а адрес узла – отдельного узла в данной сети: сервер, рабочую станцию или маршрутизатор. Локальную сеть делят на 3 класса: A,B,C. Сетевая часть IP определяет принадлежность сети к её классу.

Как устроен интернет три класса сетей

Класс А занят крупными сетями. Сетевая часть применяет 8 битов, узловая 24 бита IP. У старшего бита первый октет = 0. Далее, идёт комбинация из любых других семи битов. Отсюда, IP А класса имеет диапазон: 001.х.х.х-126.х.х.х. Это даёт возможность появлению 126 сетей или 17000000 узлов.

Класс В даётся среднего размера сетям. Суть начальных октетов находится в пределах 128.х.х.х – 191.254.0.0. что даёт возможность появления 16384 сетей. Любой из подобных сетей может принадлежать 65534 узлов.

Класс С нужен для сетей, число узлов которых довольно мало. Сетевой элемент состоит из первых трех октетов. Адрес же сети – октетом последним. Суть первых 3-х октетов находится в диапазоне 192.х.х.х – 223.254.254.0. Отсюда, к классу С относится около 2000000 сетей. Каждой из данных сетей может принадлежать 254 узлов.

Как устроен интернет с адресом IPv6

Я думаю, вам понятно, что протокол IPv6 создан из-за банальной нехватки IP адресов, т.к. число пользователей интернета значительно возросло. Данный адрес равен 128 битам и 16 байтам. Это значительно увеличивает число IP.

IPv6, кроме прочего, проверяет подлинность пакета отправителя, и шифрование подобного пакета. Данный протокол поддерживают ОС от Windows 7 до Windows 10 и часть дистрибутивов Linux. IPv6 в последнее время применяют всё больше. Также, мобильные телефоны поддерживают данный протокол, автомобильные компьютеры и прочие устройства.

IPv6 состоит из 8 групп четырехзначных шестнадцатеричных цифр, которые разделены двоеточием: 1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001. Что интересно, группы, где одни нули, могут писаться просто двоеточием, но не более двух двоеточий.

Иногда нули даже отпускаются. URL адрес такого вида обязательно заключается в квадратные скобочки: — http://[1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001].

Как устроен интернет подсети

Узлы сети группируются в подсети, их назвали интрасетями. Каждая часть интрасети должна иметь защитный шлюз, выполняющий роль точек для входа и выхода сегмента. Функцию шлюза выполняет прибор, называющийся – маршрутизатором.

Маршрутизатор представляет интеллектуальный прибор, пересылающий информацию получателю. Часть сетей в виде шлюза использует защитный сетевой экран, firewall (брандмауэр).

Firewall это комбинация различных компонентов, программных и аппаратных, которые создают барьер для защиты вашего ПК. Брандмауэр можно сравнить с дверью в интернет. Она может быть открытой для части программ, приоткрытой и закрытой. Именно firewall, а не антивирус не даёт попасть вирусу на компьютер. Поэтому, firewall должен быть установлен на каждом ПК. Антивирус же просто лечит уже зараженную систему. Наилучший вариант – это антивирус со встроенным файрволлом.

Можно провести настройку файрволла так, чтобы он пропускал информацию лишь на необходимые порты и адреса. Чтобы создать подсеть, маскируют сетевую часть IP адреса узла. Отсюда, мобильность информации ограничивают узлами подсети, т.к. данные узлы распознают адреса в определенном замаскированном диапазоне.

Причины создания подсети

  1. Эффективное использование IP адресов. Когда используют 32 битный адрес, получается ограниченное число адресов. На первый взгляд, 126 сетей и 17000000 узлов кажется приличным количеством, но, в глобальном масштабе это не много.
  2. Изоляция различных сегментов сети. К примеру, у сети имеется 1000 ПК. Если не применять сегментацию, информация пройдёт через все 1000 ПК. Можете представить, какую нагрузку в это время испытывает канал связи. Также, все пользователи сети получат доступ и информации всех её участников.
  3. Для повторного использования одного IP. К примеру, если разделить адреса класса С в двух местах подсети, можно дать каждой подсети одну вторую часть адресов сети. Отсюда, две подсети смогут применять один IP класса С.

Для создания подсети, необходима блокировка цифрами части или всех битов данного IP. К примеру, маска, имеющее значение 254 будет блокировать все адреса октета, кроме одного. Значение 255, заблокирует весь октет.

Чтобы создать подсеть класса А, подойдёт маска 255.0.0.0. Класса В – 255.255.0.0. Класса С 255.255.255.0. Чтобы узнать свой IP адрес, достаточно в поисковик ввести «Узнать IP адрес» и вы в течение секунды узнаете свой IP.

Что такое хостинги

Я забыл упомянуть про хостинги, где располагаются сайты, с которых мы получаем большинство информации. Хостинги — это тоже суперкомпьютеры, в которых, как в ячейках, находятся сайты. Хостинги также дают и получают информацию, точнее, это делают сайты и блоги, которые в них находятся. Даже Яндекс с Google находятся в суперкомпьютерах и имеют множество своих серверов по всему миру.

Рекордсмен в этом деле поисковая система Google. У неё по всему миру тысячи своих серверов и все они соединены между собой с помощью оптиковолоконных или просто телефонных линий. Это действительно похоже на гигантскую сеть (или паутину), которая опутала весь мир. Недаром, интернет называют Глобальной сетью! И удивительно, как быстро данная Глобальная сеть распространяется по всему миру!

Я надеюсь, теперь вам понятно, как устроен интернет. Успехов!

С уважением             Андрей Зимин                     20.11.2016 г.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

info-kibersant.ru

Что такое интернет и как он работает

На сегодняшний день интернет стал одной из важнейших слагаемых жизни человека. Естественно, он не настолько важен, как вода или продукты питания, однако его отсутствие приведет к информационному коллапсу по всей планете и фактически откинет человечество на столетие назад. Давай разберем, что такое интернет и почему он так важен в нашей жизни.

Интернет – объединение всех малых сетей в единую глобальную сеть посредством специальных кабелей. Объяснение терминологии вполне понятное, но мало чего объясняет рядовому пользователю, ввиду чего следует привести развернутый пример.

Представьте следующее:

  • Изначально существовал остров или континент, где полностью отсутствовали всяческие сети, но уже существовали вычислительные машины.
  • В каждом компьютере было множество файлов, как мультимедиа, так и важной информации.
  • Чтобы передать файл другому пользователю нужно было взять носитель цифровой информации (диск или дискету), записать данные и лично отнести их тому, кому они требовались.

Это было возможно только на территории города или, как максимум, страны. Такой способ крайне неудобен и непрактичен.

По истечение некоторого времени люди стали объединять ближайшие по расстоянию компьютеры специальными кабелями – то есть создавали локальные сети. Это еще не могло назваться Интернетом, но стало началом глобальной сети. Внутри локального соединения можно передать любую информацию. Со временем объединялось все больше и больше компьютеров до тех пор, пока все вычислительные машины в пределах одного острова, страны или континента не создали одну большую сеть.

Эту сеть уже можно назвать интернетом, но всемирная паутина – нечто более глобальное. Принцип ее построения аналогичен локальной сети, только компьютеры на разных континентах соединяются толстенными кабелями, которые прокладываются по дну морей или океанов. Если основные соединяющие кабеля будут каким-либо образом разрушены, то сети опять превратятся в масштабные, но локализованные. Как работает интернет через эти провода: все передающиеся файлы делятся на пакеты и отправляются получателю на скорости, которую допускает тарифный план вашего провайдера.

Изобретателем Интернета является не один человек, а целая группа военных из Америки. Причиной послужила Холодная война с СССР и сети должны были каким-то образом противодействовать угрозе. Проект был разработан в конце октября 1969 года, но широкое распространение интернет обрел только в 1991 году.

Суть работы интернет-провайдеров

Несмотря на частое взаимодействие с такими корпорациями, как Ростелеком, Билайн, МТС и прочими, многие люди до сих пор не знают кто такой интернет-провайдер. Под этим термином скрывается не кто иной, как поставщик услуг телекоммуникаций, в том числе и интернета.

Internet Service Provider – провайдер услуг Интернет, то есть компания, которая предлагает клиентам подключиться к виртуальной сети за определенную плату. Сама фирма всегда имеет доступ к глобальному облаку, что обещает и своим пользователям.

Чтобы клиент поставщика услуг мог беспрепятственно пользоваться интернетом у себя дома, он должен быть подключен к одному из серверов провайдера. Сервера также связываются с домами и частными компьютерами посредством длинных прочных кабелей. Однако провайдеров намного меньше, чем людей, желающих иметь доступ к глобальной сети, что значительно влияет на скорость соединения. Сам сервер имеет достаточно большую пропускную способность, но при делении ее на всех клиентов, каждому из них достается лишь малая часть.

Для более точного определения кому и сколько из этой части отводить провайдеры придумали понятие «тарифный план». Его максимальная польза легко вычисляется по максимальной скорости доступа, а также наличию ограничений по скачиваемому трафику. Наиболее прогрессивные тарифы предлагают скорость от 100 до 1000 Мбит/сек, однако и стоят они гораздо дороже, чем рядовые по 30-80 Мбит/сек.

Для идентификации пользователя в общей сети интернета используется специальный адрес – IP. Для того, чтобы вас правильно идентифицировал провайдер, он присваивает при подключении логин и пароль. С помощью этих данных также можно попасть во внутренний личный кабинет на сайте поставщика услуг и управлять услугами. Мы с вами разобрались кто такие провайдеры интернета и в чем заключает суть их существования, а также какую пользу может извлечь каждый от сотрудничества с данными компаниями. Но откуда у самих поставщиков берется доступ к виртуальной мировой сети и как они передают сигнал на локальные компьютеры?

Как работают провайдеры интернета?

Мы уже знаем, что все компьютеры мира соединены между собой, так почему бы не пользоваться услугами сети напрямую? Процесс передачи данных не так легок, как кажется при первом прочтении формулировки слова «интернет». Сеть содержит очень много информации и ее нужно где-то хранить. Если небольшие вебсайты могут быть размещены на локальных вычислительных машинах, то такие, как Википедия, Google, AliExpress и прочие крупномасштабные хранятся на супермощных ПК с огромным количеством жестких дисков. Архитектура доступа следующая:

  • От серверов проводятся выделенные высокоскоростные магистрали.
  • К магистралям подключаются шлюзы интернет-провайдеров.
  • От поставщика сетей ведутся шлюзы к локальным сетям или частным ПК.

Данная схема крайне упрощена, но вполне доступна для понимания каждому. Далее стоит объяснить каким именно образом ПК пользователя взаимодействует с интернетом.

  • После подключения к компании-поставщику в вашу квартиру заводится коаксиальный или оптоволоконный кабель, который подключается к роутеру или напрямую к ПК. Таким образом вы имеете соединение с сервером провайдера.
  • Для последующей работы вам необходимо установить специальный веб-обозреватель и браузер. Наиболее популярными н сегодняшний день являются: Google, Yandex, Firefox. С помощью этих программ вам будет доступен просмотр видео, общение, чтение книг, обзор новостей и прочее.
  • При введении конкретного запроса пользователя в поисковую строку браузера программа отправляет сигнал на сервер провайдера. Последний, в свою очередь, передает его на все доступные мировые сервера для поиска выдачи самой релевантной информации клиенту.
  • После подбора данных сигнал возвращается к серверу провайдера и вновь передается клиенту, но теперь в браузере отображается не пустое поле, а все необходимые для вас данные.

Случается и так, что пользователь не может получить ответ на конкретный запрос. Это происходит по нескольким причинам: недоступен сервер, на котором хранится информация, недоступен конкретный файл с данными или запрашиваемый контент заблокирован в вашем регионе Роскомнадзором. В любом случае вы получите соответствующее уведомление.

Где хранится интернет и как мы получаем доступ к сайтам?

Всемирная сеть - сборник всех знаний многих поколений. Никто не может посчитать сколько весит эта информация, ведь каждую секунду создаются новые сайты и удаляются недействительные, но где хранится интернет, если он настолько велик? Возможно ли создание суперкомпьютера, который вместит такую огромную базу данных?

Ответ на вопрос весьма прост: так как интернет является совокупностью всех ПК в мире, то и хранится он на них же, но в малых частях. Если разработчик создает личный сайт, то код остается на его вычислительной машине, а пользователи сети могут просматривать его по ссылке общего доступа. Также происходит с фотографиями или иными мультимедиа файлами. Но есть и такие базы данных, которые невозможно оставить в ПК: огромные веб-ресурсы, социальные сети, интернет-магазины и прочие порталы размещаются на огромных серверах. Совсем же крупные базы данных хранятся в дата-центрах, которые условно и можно назвать «облаками» данных.

Кстати: первым интернетом была сеть Arpanet, а первое сообщение, которое удалось передать с ее помощью, было обычное для нас слово «login». Оно отправлялось студентом Чарли Клайном, но в ходе передачи произошел сбой и до конечного пользователя дошли только первые две буквы – «lo».

Давайте вернемся к вопросу где хранятся файлы интернета и рассмотрим наиболее популярные дата-центры всего мира.

  • Digital Beijing. Расположен в Пекине и был возведен в честь Олимпиады 2008 года. Отличительная особенность центра – использование только светодиодных ламп, что дает возможность сократить использование электроэнергии на 60%. Стены огромного здания выполнены из стекла, они нужны для защиты внутреннего помещения от солнечного тепла, что дополнительно сокращает расходы на охлаждение серверов.
  • Apple. Располагается в Северной Каролине, США. Компания славится тем, что год за годом сокращает потребление обычной электроэнергии. По утверждению ее директоров практически все производство и офисы работают от энергии, вырабатываемой солнечными батареями. И неудивительно – центр окружен 400 тысячами кв.м этих возобновляемых источников света и тепла.
  • SityGroup. Расположен в Германии и считается самым экологически чистым, а также зеленым дата-центром. Сервера и их использование не наносят никакого вреда окружающей среде, что уже было отмечено всеми защитными организациями.
  • Telehouse West. Расположен в Лондоне, отличается использованием дата- центров для сдачи в аренду крупным компаниям. Рядом со зданием технически невозможно размещение солнечных батарей или мельниц, поэтому с 2011 года фирма начала закупать энергию этих источников у других производителей.
  • Telefonica. Испанский центр занимает восемь футбольных полей и обеспечивает хранение данных местных пользователей, а также клиентов из Германии и Англии. Часть ресурсов сдается в аренду желающим компаниям. Центр – третий в мире по размерам, награжден как наиболее надежный.
  • EBay. США. Основная особенность – расположение в Аризонской пустыне, где температура значительно выше, чем положено для функционирования дата-центра. Внутри здания температур достигает +46 градусов, для охлаждения используются водные контуры, все сервера помещены в контейнеры, перенаправляющие энергию не на понижение температуры, а на эффективность работы.
  • Google. Расположены по всему свету, большая часть центров соответствует «зеленым стандартам». Те, что расположены на берегах морей, например дата-центр в Финляндии, используют для охлаждения серверов только ледяную или холодную воду, что сокращает затраты.
  • Verne Global. Исландия. Дата-центр используется концерном BMW. Ранее он находился в Германии, но после переноса серверов на территорию более северной страны, был замечен 100% спад выброса углеродов, что важно для окружающей среды. Для выработки энергии здесь используются мощные гейзеры, поэтому урон природе минимальный.
  • IBM. Создан в 2009 году в США экспериментальным путем. Компания согласилась выделить деньги на строительство только в том случае, если будет изобретен метод, позволяющий в два раза снизить затраты на электроэнергию. В итоге дата-центр получает энергию от газовых турбин, чья эффективность на 60% выше, чем у рядовых.
  • Hewlett-Packard. Северная Великобритания. Не относится к экологически чистым предприятиям, но явно к этому стремится. Расходы на кондиционирование сокращаются благодаря наличию северных ветров: два вентилятора могут поддерживать оптимальную для серверов температуру без всякого электричества практически полгода. Расположенное рядом море дает возможность установки ветрогенераторов, которые также будут вырабатывать энергию.

Это только 10 основных дата-центров, но по миру их разбросано очень много и они будут продолжать строиться по мере роста количества информации в сети. Площадь помещений и суммы затрат на их строительство практически невообразимы, а сколько данных на них хранится – страшно представить.

Как доменное имя помогает найти нужный сайт?

В интернете миллиарды страниц и сайтов, их гораздо больше, чем людей на планете. Если для людей существует перепись, где часто встречаются тезки, однофамильцы или вообще граждане с идентичными ФИО, то в сети это недопустимо. Что такое доменное имя: это набор символов на кириллице или латинице разделенный точками на две или три части.

Стоит привести пример для полного понимания вопроса: полное название сайта mysite.com – это и есть полное доменное имя. Оно разделено двумя точками, следовательно, состоит из трех разных доменов:

  • Домен второго уровня – «mysite». Он задает само название сайта. Чем оно короче, тем лучше, но следует отражать основную идею или тематику ресурса.
  • Домен верхнего уровня – «com». Отражает направленность портала, например COM – значит коммерческий, следовательно на этом сайте что-то продается, он создан для сбора денег и так далее, RU – национальная российская доменная зона. Их очень много.

В последнее время для регистрации новых сайтов хватает сочетания любых двух из вышеприведённых структур. Не забывайте, что перед созданием сайта необходимо проверить доменное имя – двух одинаковых быть не должно.

inetme.ru

Как работает Интернет

Давайте, в общих чертах,  разберемся, как работает сеть Интернет.

Все компьютеры в сети Интернет грубо можно поделить на две группы – серверы и клиенты.

Серверы - это мощные, надежные компьютеры, работающие круглосуточно. Они постоянно подключены Интернету, способны хранить и пересылать информацию по запросу других компьютеров, отвечая при этом на десятки и сотни запросов одновременно.

Клиенты - это те персональные компьютеры пользователей Интернета, на которых можно составлять и посылать запросы к серверам, получать и отображать информацию. Часто такой компьютер не соединен с Интернетом постоянно, а подключается по мере необходимости.

Для подключения к Интернету мы обращаемся к услугам специальных организаций - провайдеров услуг Интернета.

Интернет-провайдер – это организация,  предоставляющая доступ к сети Интернет через свой Интернет-сервер. Компьютеры пользователей (клиенты) соединяются с сервером провайдера по телефонным линиям,  выделенному каналу или беспроводной сети. В свою очередь, серверы провайдера соединены с Интернетом постоянными высокоскоростными линиями связи.

На компьютерах пользователей Интернет стоит соответствующее программное обеспечение, например браузер, которое,  составляет и посылает запрос серверу, затем получает и отображает информацию на экране монитора. На сервере, В свою очередь, установлено свое программное обеспечение, которое хранит информацию и отвечает на запросы программного обеспечения клиента.

А теперь представьте, что различные пользователи имеют разные типы компьютеров, в которых установлены различные операционные системы (Windows, Vista и пр.), разные браузеры (Opera, Internet Explorer, Mozilla Firefox). На различных серверах, также установлены различные типы компьютеров и различное серверное программное обеспечение. Для того, чтобы программы, написанные  разными авторами для разного типа компьютеров, с разными операционными системами, могли корректно взаимодействовать между собой, были придуманы специальные правила – Протоколы. Можно сказать, что протоколы помогают компьютерам обмениваться информацией.

Для каждой службы Интернета существует свой прикладной протокол. Например, если вы хотите отправить электронную почту, то на вашем компьютере должна быть установлена необходимая для этого программа, а на сервере имеется своя программа, соответствующая вашей программе и свой протокол прикладного уровня, обеспечивающий взаимодействие программы-клиента с сервером.

Таким образом, для использования какой-либо из служб Интернета нам нужны:

  • Компьютер
  • Программа-клиент, установленная на нашем компьютере, и способная работать по протоколу избранной службы
  • Адрес сервера, на котором установлена программа-сервер.

Для облегчения понимания, изложенной выше информации, предположим, что русский Иван решил пообщаться с американцем Билом. Для этого Ивану необходимо знать английский язык. И не просто знать английские слова, но и уметь расставить их в нужном порядке, в соответствии с правилами (протоколами), только тогда Бил сможет понять Ваню.

Осталось, только выяснить, а как же Ваня найдет Била, чтобы пообщаться с ним? Элементарно – Ваня знает номер сотового телефона Била.

По такому же принципу находят друг друга миллионы компьютеров в Интернете.  Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет свой уникальный IP – адрес (Internet Protocol Address), который представляет собой последовательность четырех чисел, разделенных точками, например 195.5.46.34. Каждое число может лежать в диапазоне от 0 до 255. IP-адрес для компьютера, как для нас номер сотового телефона. По нему можно найти компьютер в любом уголке мира.

Далее возникает следующий вопрос – если все веб-сайты, веб-страницы, блоги и пр. являются частью всемирной базы данных WWW, то где и на каких полках все это лежит? И как до всего этого добирается наш компьютер?

Как правило, сайты размещаются на Интернет-серверах, потому что именно на серверах имеется обширное дисковое пространство, необходимое программное обеспечение и при этом, возможность отвечать на десятки и сотни запросов одновременно. Для того, чтобы разместить сайт в Интернете, а точнее во всемирной паутине WWW, необходимо обратиться к хост-провайдеру.

Хост-провайдер – это организация, которая предоставляет услуги хостинга, т.е.  предоставляет дисковое пространство на Интернет-сервере (Хостинге), для размещения вашего сайта в сети Интернет. Запомните, что хостинг это не процесс публикации сайта, а только аренда дискового пространства.

С английского «хост» переводится, как главный компьютер или хозяин постоялого двора. Так вот, на этот постоялый двор и сваливают сайты. Таких постоялых дворов в сети тысячи.

Итак, чтобы найти какой-либо сайт во всемирной паутине, надо знать IP-адрес, того сервера, где размещен сайт. Если для компьютера, запомнить несколько десятков IP-адресов в виде набора цифр, не составит труда, то человеку это сделать гораздо сложнее.

Для облегчения работы была придумана Система доменных имен (DNS – Domain Name System). Эта альтернативная система адресации, более понятна человеку, т.к. компьютерам присваивается не только IP-адрес, но и символьное имя  или доменное имя. Доменное имя состоит из цепочки символов, разделенных между собой точкой.

Как бы, не были удобны для пользователя доменные имена, но работа всех компьютеров построена на цифровых адресах, поэтому для обеспечения связи между человеком и машиной была создана служба DNS-серверов.

DNS-сервер - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой IP-адрес и наоборот. Каждый раз, когда вы набираете доменное имя в браузере, служба DNS вычисляет, какому IP-адресу соответствует это имя и какой именно ресурс нужно вам предоставить.

Пожалуй, DNS-сервер можно сравнить с адресной книгой в нашем сотовом телефоне. Мы физически не можем запомнить все номера, нужных нам сотовых телефонов, поэтому каждый номер записываем в телефонной книге под уникальным именем. Чтобы позвонить, находим нужное нам имя, а телефон сам разбирается, какой номер набирать, так же как DNS-сервер .

Если с адресами серверов, более или менее все понятно, то, как же находятся и передаются необходимые нам документы на сайтах?

Всемирная паутина WWW населена миллионами различных документов, которые лежат на различных серверах и наша задача найти и прочесть нужный нам документ. Но для этого наш браузер должен знать точное местонахождение необходимого документа.

Всем пользователям компьютеров, даже чайникам,  хорошо знакомо понятие полного имени файла, которое включает в себя краткое имя файла с расширением и полный путь к файлу, начиная с имени устройства или диска, затем идет перечень вложенных папок, разделенных между собой слешем «\». Таким образом, мы однозначно идентифицируем файл в пределах одного компьютера.

Каждый файл в Интернете также имеет свой уникальный адрес. Он называется URL.

URL(Uniform Resource Locator) – универсальный локатор ресурса, или адрес любого файла в Интернете. Кроме адреса компьютера в URL  содержится указание о протоколе, по которому нужно обращаться к файлу, какую программу на сервере запустить и к какому конкретному файлу следует обратиться.

Типичный адрес URL состоит из трех основных элементов:   Протокол + Доменное имя + Путь/Файл.

Давайте разберем более подробно следующий URL http://nic.ru/dns/service/dns-service.html . Этот адрес принадлежит одной из страниц сайта  RU-Center.
  1. http – это протокол,  он определяет совокупность правил, по которым происходит взаимодействие между клиентом и сервером. Протокол, принятый в WWW для передачи гипертекста, называется HyperText Transfer Protocol, сокращенно - HTTP.
  2. Далее идет доменное имя сервера, к которому вы обращаетесь за информацией, в нашем случае это nic.ru. Где .ru – домен верхнего уровня, nic.ru – домен второго уровня. Между доменом и протоколом ставится разделитель :// .
  3. /dns/service/dns-service.html – путь до нужного нам файла dns-service.html, который находится в папке service, которая в свою очередь вложена в папку dns.

Вот и все. В «трех словах» я попыталась вам объяснить, как работает Сеть Интернет, и ее самый популярный ресурс – всемирная путина WWW.

Чтобы лучше понять и усвоить материал, давайте посмотрим, что же  происходит по ту сторону браузера,  когда вы набираете адрес, нужного вам сайта, в браузере.

likbez-net.ru

Как устроена и как работает глобальная сеть интернет

Самой знаменитой глобальной сетью является Интернет, представляющий собой набор взаимосвязанных сетей, функционирующих как одна сеть. Основным каналом связи Интернета является последовательность сетей, организованных правительством США для взаимосвязи суперкомпьютеров ключевых научно-исследовательских лабораторий. Этот канал называется опорной сетью (backbone) и поддерживается Национальным научным фондом США (National Science Foundation).

Со времен организации первоначальной опорной сети, доступ к которой имели лишь ограниченное количество специальных пользователей, Интернет разросся в сеть, охватывающую весь мир и предоставляющую доступ миллионам простых пользователей. Для передачи по Интернету информация разбивается протоколом TCP/IP на пакеты необходимого размера. На пути к пункту назначения пакеты проходят через различные сети разных уровней. В зависимости от применяемой схемы маршрутизации отдельные пакеты могут передаваться в Интернете по разным маршрутам, а потом собираться в первоначальную последовательность по прибытию в пункт назначения.

В процессе перемещения пакета от источника к назначению он может пройти через несколько локальных сетей, региональных сетей, маршрутизаторов, повторителей, хабов, мостов и шлюзов. Региональные сети (midlevel network) — это просто сети, которые могут обмениваться информацией между собой без подключения к Интернету.

Повторитель (repeater) предотвращает затухание сигналов, усиливая и передавая дальше полученную информацию. Хабы соединяют компьютеры в сетевой сегмент, позволяя им взаимодействовать друг с другом. Мосты соединяют различные сети, позволяя выполнять межсетевую трансляцию данных. Специальный тип моста, называющийся шлюзом, преобразует сообщения для обмена между сетями разных типов (например, между сетям Windows и сетями Apple).

Поставщики интернет-услуг.

Доступ к Интернету отдельным пользователям и сетям предоставляется компаниями — поставщиками интернет-услуг (ISP, Internet Service Provide). Эти компании владеют блоками адресов Интернета, которые они могут назначать своим клиентам. Когда пользователь подключается к поставщику интернет-услуг, он подключается к его серверу, который в свою очередь подключен к Интернету посредством устройств, называющихся маршрутизаторами. Маршрутизатор представляет собой устройство, которое получает сетевые пакеты от узлов сети и определяет их адрес назначения в Интернете и самый лучший маршрут для доставки пакета по этому адресу. Маршрутизация осуществляется на основе известных каналов в Интернете и объема трафика на разных сегментах. После этого маршрутизатор передает пакет в точку доступа к сети (Network Access Point, NAP).

Сервисы, предоставляемые поставщиком интернет-услуг своим клиентам, включают в себя:

• средство интернет-идентификации в виде IP-адреса;

• услуги электронной почты через серверы POP3 и SMTP;

• службы новостей через серверы Usenet;

• маршрутизацию через серверы DNS.

IP-адрес.

Поставщики интернет-услуг предоставляют своим клиентам адреса для доступа в Интернет, которые называются адресами протокола IP или IP-адресами. IP-адрес однозначно идентифицирует пользователя в Интернете, позволяя ему получать различного рода информацию. Сейчас используются две версии адресации в Интернете: протокол IPv4 и протокол IPv6.

До 2000 года преобладающей версией является версия IPv4. В этой версии протокола IP каждому узлу сети выделяется числовой адрес в виде XXX.YYY.ZZZ.AAA, где каждая группа букв представляет трехзначное число в десятичном формате (или 8-битовое в двоичном). Этот формат называется десятичным представлением с разделительными точками (dotted decimal notation), а сама группа — октетом. Десятичные числа каждого октета получаются из двоичных чисел, с которыми работает аппаратное обеспечение. Например, сетевому адресу 10000111. 10001011. 01001001. 00110110 в двоичном формате соответствует адрес 135. 139. 073. 054 в десятичном формате.

IP-адрес состоит из адреса сети и адреса узла. Адрес сети идентифицирует всю сеть, а адрес узла — отдельный узел в этой сети: маршрутизатор, сервер или рабочую станцию. Локальные сети разбиваются на 3 класса: A, B, C. Принадлежность сети к определенному классу определяется сетевой частью IP-адреса.

• Адреса сетей А зарезервированы для крупных сетей. Для сетевой части адреса применяются первые 8 битов (слева), а для адреса узла — последние 24 бита IP-адреса. Первый (старший) бит первого октета сетевого адреса равен 0, а за ним следует любая комбинация остальных 7 битов. Соответственно, IP-адреса класса А занимают диапазон 001.х.х.х — 126.х.х.х, что позволяет адресацию 126 отдельных сетей, в каждой из которых будет около 17 млн. узлов.

Диапазон адресов 1 27.х.х.х зарезервирован для тестирования сетевых систем. Некоторые из этих адресов принадлежат правительству США для тестирования опорной сети Интернета. Адрес 127.0.0.1 зарезервирован для тестирования шины локальной системы.

• Адреса класса В назначаются сетям среднего размера. Значение первых двух октетов лежит в числовом диапазоне 128.x.x.x — 191.254.0.0. Это позволяет адресовать до 16384 разных сетей, каждая из них может иметь 65 534 узлов.

• Адреса класса С применяются для сетей, где количество узлов сравнительно невелико. Сетевая часть адреса указывается первыми тремя октетами, а адрес сети — последним. Значение первых трех октетов, определяющих сетевой адрес, может быть в диапазоне 192.x.x.x — 223.254.254.0. Таким образом, адреса класса С позволяют адресацию приблизительно 2 млн. сетей, каждая из них может иметь до 254 узлов.

Версия IPv6 протокола IP была разработана с целью решения ожидаемой проблемы нехватки адресов, поддерживаемых версией IPv4. Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт, что позволяет поддерживать громадное количество IP-адресов. Протокол IPv6 также предусматривает проверку подлинности отправителя пакета, а также шифрование содержимого пакета. Поддержка протокола IPv6 встроена в Windows 7 и во многие дистрибутивы Linux; и в последние годы этот протокол применяется все чаще. Протокол IPv6 обеспечивает поддержку мобильных телефонов, бортовых компьютеров автомобилей и широкий круг других подключенных к Интернету персональных устройств.

Адреса IPv6 записываются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием: 2001: 0db8: 00a7: 0051: 4dc1: 635b: 0000: 2ffe. Нулевые группы могут представляться двойным двоеточием. Но адрес не может содержать больше двух последовательных двоеточий. Для удобства ведущие нули могут опускаться. При использовании в качестве URL-адреса IPv6-адрес необходимо заключать в квадратные скобки — http://[2001 : 0db8: 00a7: 0051 : 4dc1 : 635b: 0000:2ffe].

Подсети.

Узлы секций сети можно сгруппировать в подсети с общим диапазоном IP-адресов. Эти группы называются интрасетями. Каждый сегмент интрасети должен быть оснащен защитным шлюзом, играющим роль точки входа и выхода сегмента. Обычно роль шлюза играет устройство, называющееся маршрутизатором. Маршрутизатор — это интеллектуальное устройство, которое пересылает полученные данные на IP-адрес получателя.

В некоторых сетях в качестве внешнего шлюза применяется сетевой экран или, по-другому, брандмауэр (firewall). Обычный брандмауэр представляет собой комбинацию аппаратных и программных компонентов, создающих защитный барьер между сетями с разными уровнями безопасности. Администратор может настроить брандмауэр так, что он будет пропускать данные только на указанные IP-адреса и порты.

Для создания подсети маскируется сетевая часть IP-адреса узлов, которые нужно включить в данную подсеть. В связи с этим, мобильность данных ограничивается узлами подсети, так как эти узлы могут распознавать адреса только в пределах замаскированного диапазона. Для создания подсети существуют три основные причины.

  • Чтобы изолировать разные сегменты сети друг от друга. Возьмем, например, сеть из 1 000 компьютеров. Без применения сегментации данные каждого из этих 1 000 компьютеров будут проходить через все остальные компьютеры. Представьте себе нагрузку на канал связи. Кроме этого, каждый пользователь сети будут иметь доступ к данным всех других ее членов.
  • Чтобы эффективно использовать IP-адреса. Применение 32-битового представления IP-адреса допускает ограниченное количество адресов. Хотя 126 сетей, каждая с 17 млн. узлов, может казаться большим числом, в мировом сетевом масштабе этого количества адресов далеко не достаточно.
  •  Чтобы позволить повторное использование одного IP-адреса сети. Например, разделение адресов класса С между двумя расположенными в разных местах подсетями позволяет выделить каждой подсети половину имеющихся адресов. Таким образом, обе подсети могут использовать один адрес сети класса С.

Чтобы создать подсеть, нужно заблокировать числами какие-либо или все биты октета IP-адреса. Например, маска со значением 255 блокирует весь октет, а маска со значением 254 блокирует всё, кроме одного адреса октета. Для сетей класса А обычно применяется маска 255. 0. 0. 0, для сетей класса В — маска 255 .255.0 .0, а для сетей класса С — маска 255. 255. 255. 0. Чтобы узнать адрес сети, нужно выполнить побитовую операцию логического «И» с IP-адресом и маской. В Windows 2000/XP значение по умолчанию маски сети вводится автоматически при вводе IP-адреса.

 

Понравилась статья?, поделись с друзьями

us-it.ru


Смотрите также