Kako funkcionira internet? Kako to radi?

Kako Internet funkcionira i radi? Dobro pitanje! Njegov rast je sličan eksploziji, a .com-stranice se stalno spominju na televiziji, radiju iu časopisima. Budući da je postao značajan dio našeg života, nužno je dobro razumjeti, kako bi se ovaj alat učinio najučinkovitijim. Ovaj članak objašnjava pojmove i vrste interneta, osnovnu infrastrukturu i tehnologije koje osiguravaju njegovo funkcioniranje.

Globalna mreža

Definicija Interneta obično daje sljedeće. Ovo je globalna mreža računalnih resursa povezanih komunikacijskim linijama visokih performansi i zajedničkim adresnim prostorom. Stoga, svaki povezani uređaj mora imati jedinstveni identifikator. Koja je IP adresa računala? Internet IPv4 adrese se bilježe u obliku nnn.nnn.nnn.nnn, gdje nnn - broj 0 do 255. IP je kratica za protokol međusobnog. Ovo je jedan od osnovnih pojmova interneta, no više o tome kasnije. Na primjer, jedno računalo ima identifikator 1.2.3.4, a drugi ima 5.6.7.8.

Ako se spojiti na Internet preko davatelja usluga, to je obično na udaljenog pristupa sjednici, a korisniku se dodjeljuje privremenu IP adresu. Ako je spajanje izvedeno iz lokalne mreže (LAN), računalo može imati kao trajni identifikator, i vrijeme koje DHCP-poslužitelja (Dynamic Host Configuration Protocol postavljanje strojeva za glavu). U svakom slučaju, ako je računalo spojeno na Internet, ima jedinstvenu IP adresu.

Ping program

Ako koristite Microsoft Windows operativni sustav ili jednu od Unix varijanti, postoji prikladan program koji vam omogućuje da testirate vezu s internetom. Nazvan je ping, možda, zvukom koji su stari sonari izgradili na podmornicama. Ako koristite sustav Windows, morate pokrenuti naredbeni redak. U slučaju operacijskog sustava, koji je neka vrsta Unixa, trebali biste otići do naredbenog retka. Ako unesete, na primjer, ping yahoo.com, program će poslati poruku zahtjeva za protokolu Internet Control Message Protocol (ICMP) na navedeno računalo. Ispitni stroj će odgovoriti. Ping program izračunava vrijeme odziva (ako se to dogodi). Osim toga, ako unesete naziv domene (na primjer, yahoo.com), uslužni program prikazuje IP adresu računala.

Paketi protokola

Dakle, računalo je povezano s mrežom i ima jedinstvenu adresu. Da bude jasno za „početnike” kako je Internet, morate razumjeti kako vaše računalo u „razgovarati” s drugim strojevima. Pretpostavimo da korisnik uređaja IP adresa 1.2.3.4, a on želi poslati poruku „Pozdrav računalu 5.6.7.8!» Na stroju s adresom 5.6.7.8. Očito je da poruka treba prenijeti putem bilo kojeg kanala koji povezuje korisničko računalo s internetom. Pretpostavimo da se poruka šalje putem telefona. Potrebno je pretvoriti tekst u elektronske signale, prenositi ih, a zatim ponovno predstaviti kao tekst. Kako se to postiže? Zahvaljujući upotrebi protokolskog paketa. Potrebno je za svako računalo komunicirati u globalnoj mreži i obično je ugrađeno u operativni sustav. Paket se zove TCP / IP zbog 2 glavne komunikacijske protokole. TCP / IP hijerarhija je sljedeća:

• Sloj aplikacije. Ovdje se koriste protokolovi specifični za WWW, e-poštu, FTP, itd.
• Razina protokolom komunikacijske kontrole. TCP usmjerava pakete na određene programe pomoću portnog broja.
• Razina internetskog protokola. IP usmjerava pakete na određeno računalo pomoću IP adrese.
• Razina hardvera. Pretvara binarne podatke na mrežne signale i obratno (na primjer, Ethernet mrežna kartica, modem itd.).

Ako slijedite put porukom „Pozdrav računala 5.6.7.8!», Poslan na korisnikovo računalo na uređaj s IP-adresa 5.6.7.8, moguće je shvatiti kako je internet. Bit će nešto poput:

1. Obrada poruke počinje s najvišim protokolom i pomiče se prema dolje.
2. Ako je poruka slanja dugačka, svaka razina kroz koju prolazi može se podijeliti na manje podatke. To je zbog činjenice da se informacije šalju putem Interneta (i većine računalnih mreža) predstavljaju u obliku upravljanih dijelova, nazvanih paketa.
3. Paketi se šalju na obradu do razine transporta. Svaki od njih je dodijeljen port broj. Koristite paket protokola TCP / IP i slanje poruka su sposobni za mnoge programe. Morate znati koji bi na ciljnom računalu trebali primiti poruku, jer će slušati određenu luku.
4. Tada paketi idu na IP sloj. Ovdje, svaki od njih prima odredišnu adresu (5.6.7.8).
5. Sada kada paketi poruka imaju broj porta i IP adresu, spremni su za slanje putem Interneta. Hardverski sloj pobrinut će se da paketi koji sadrže tekst poruke pretvore u elektronske signale i prenesu na komunikacijsku liniju.
6. Na drugom kraju, davatelj usluga ima izravnu vezu s internetom. Usmjerivač provjerava odredišnu adresu svakog paketa i određuje gdje ga šalje. Često sljedeća stanica je još jedan usmjerivač.
7. Na kraju, paketi dolaze do računala 5.6.7.8. Ovdje njihova obrada počinje s protokolima niže razine i napreduje prema gore.
8. Kao paketi prolaze veći TCP / IP razini, svi od njih su izbrisane podatke usmjeravanja dodane od strane šalje računalu (npr IP-adresu i broj porta).
9. Kada poruka dosegne najvišu razinu protokola, paketi se prikupljaju u izvornom obliku.
   

Početna Internet

Dakle, sve gore navedeno objašnjava kako se paketi premještaju s jednog računala na drugo putem globalne mreže. Ali što se događa u jazu? Kako Internet stvarno radi i radi?

Razmotrimo fizičku vezu putem telefonske mreže davatelju komunikacijskih usluga. To zahtijeva neka objašnjenja kako je organiziran ISP. Davatelj usluga instalira bazen modema za klijente. Obično se povezuje s namjenskim računalom koje upravlja smjerom protoka podataka od modema do internetske okosnice ili namjenskog usmjerivača. Ova se konfiguracija može nazvati port poslužitelj jer služi mrežnom pristupu. Također prikuplja podatke o vremenu uporabe, kao i količini podataka poslanih i primljenih.

Nakon što paketi prođu kroz telefonsku mrežu i lokalnu opremu pružatelja, šalju se na pružateljsku okosnicu ili dio njegove širine koja najam. Dakle, podaci obično prolaze kroz nekoliko usmjerivača i mreža okosnica, posvećene linije itd., Dok ne pronađu svoje odredište - računalo s adresom 5.6.7.8. Tako je uređen kućni internet. Ali, bi li bilo loše ako bi korisnik znao točan put njegovih paketa na globalnoj mreži? Moguće je.

traceroute programa

Kada se povežete s internetom s računala na Microsoft Windows platformi ili Unix verziji, koristan je koristan program. Zove se Traceroute i određuje put koji prolazi paket, dostižući specifičnu IP adresu. Kao ping, mora se pokrenuti iz naredbenog retka. U sustavu Windows, trebali biste koristiti zapovijed traktora yahoo.com i Unix - traceroute yahoo.com. Kao ping, program vam omogućuje unos IP adresa umjesto imena domena. Traceroute će ispisati popis svih usmjerivača, računala i drugih internetskih objekata koji moraju proći pakete do njihovog odredišta.

infrastruktura

Kako je tehnički uređena internetska okosnica? Sastoji se od mnogih velikih mreža međusobno povezanih. Te velike mreže poznate su kao pružatelji mrežnih usluga ili NSP. Primjeri su UUNet, IBM, CerfNet, BBN planeta, PSINet, SprintNet i dr. Ove mreže komunicirati jedni s drugima za razmjenu prometa. Svaki pružatelj NSP-a mora se povezati s tri pristupne točke mreže (NAP-ovi). U njima, paketni promet može proći iz jedne mreže okosnice u drugu. NSP-ovi su također povezani gradskim MAE usmjerivačkim postajama. Potonji imaju istu ulogu kao i NAP, ali su u privatnom vlasništvu. NAP je korišten za početak povezivanja s globalnom mrežom. Oba MAE i NAP nazivaju se internetskim točkama razmjene, ili IX. Davatelji mreža također prodaju propusnost malim mrežama, kao što su ISP provideri.

Osnovna NSP infrastruktura sama po sebi je složena shema. Većina pružatelja mreža objavljuje mape mrežne infrastrukture na svojim web stranicama, što se lako može pronaći. Da bi doista predstavljala način na koji je Internet uređen, to bi bilo gotovo nemoguće zbog svoje veličine, složenosti i konstantno mijenjane strukture.

Hijerarhija usmjeravanja

Da biste razumjeli kako internet funkcionira, potrebno je razumjeti pitanje kako paketi nađu pravi put kroz mrežu. Je li svako računalo spojeno na mrežu znalo gdje se nalaze druga računala? Ili su paketi jednostavno "emitirani" na svakom stroju na Internetu? Odgovor na oba pitanja je negativan. Nitko ne zna gdje se nalaze druga računala, a paketi se ne šalju na sve strojeve u isto vrijeme. Informacije koje se koriste za isporuku podataka na njihova odredišta nalaze se u tablicama pohranjenima na svakom usmjerivaču koji je povezan s mrežom - drugi internetski koncept.

Usmjerivači su paketičke sklopke. Obično su povezani između mreža i preusmjeravaju pakete između njih. Svaki usmjerivač zna o svojim podmrežama i kojim se adresama koriste. Uređaj, u pravilu, ne zna IP adrese "gornje" razine. Velike NSP-backbone povezane su putem NAP-a. Oni služe nekoliko podmreža, a one - još podmreže. Na dnu su lokalne mreže s povezanim računalima.

Kada paket stigne do usmjerivača, potonji provjerava IP adresu koju je postavio sloj IP protokola na izvornom stroju. Zatim se provjerava tablica usmjeravanja. Ako se pronađe mreža koja sadrži IP adresu, paket se šalje tamo. U suprotnom, slijedi zadanu rutu, obično sljedeći usmjerivač u mrežnoj hijerarhiji. U nadi da će znati kamo poslati paket. Ako se to ne dogodi, podaci će se povećati sve dok se ne dostigne NSP obod. Vrhunski usmjerivači sadrže najveće tablice usmjeravanja, a ovdje će paket biti poslan na ispravan prtljažnik, gdje će početi putovanje "dolje".

Nazivi domena i definicija adrese

Ali što ako ne znate IP adresu računala na koje se želite povezati? Što ako trebam pristup web poslužitelju nazvanom anothercomputer.com? Kako preglednik zna gdje se nalazi ovo računalo? Odgovor na sva ova pitanja je DNS Domain Name Service. Ovaj internet koncept označava distribuiranu bazu podataka koja prati imena računala i njihove odgovarajuće IP adrese.

Mnogi su strojevi povezani s DNS bazom podataka i softverom koji mu omogućuje pristup. Ovi strojevi poznati su kao DNS poslužitelji. Ne sadrže cijelu bazu, već samo njen podskup. Ako DNS poslužitelj nema naziva domene kojega je zatražio drugi računalo, preusmjerava ga na drugi poslužitelj.

Usluga Domain Name strukturirana je kao hijerarhija slična hijerarhiji IP usmjeravanja. Računalo koje zahtijeva razlučivanje imena bit će preusmjereno na hijerarhiju sve dok se ne pronađe DNS poslužitelj koji može riješiti naziv domene u zahtjevu.

Kada je Internetska veza konfigurirana (na primjer, preko lokalne mreže ili putem telefonske veze u sustavu Windows), primarni i jedan ili više sekundarnih DNS poslužitelja obično se navode tijekom instalacije. Dakle, sve aplikacije koje trebaju riješiti nazive domena moći će normalno funkcionirati. Na primjer, kada unesete naziv domene u preglednik, potonji se povezuje s primarnim DNS poslužiteljem. Nakon primanja IP adrese, aplikacija će se zatim spojiti na ciljno računalo i zatražiti potrebnu web stranicu.

Pregled internetskih protokola

Kao što je ranije spomenuto u odjeljku o TCP / IP, mnogi se protokoli koriste u globalnoj mreži. To uključuje TCP, IP, usmjeravanje, kontrolu pristupa, aplikacijski sloj itd. Sljedeći odjeljci opisuju neke od najvažnijih i najčešće korištenih. To će vam omogućiti da bolje razumijete kako Internet funkcionira i kako to funkcionira. Protokoli se raspravljaju u silaznom redoslijedu njihove razine.

HTTP i World Wide Webu

Jedna od najčešće korištenih usluga na internetu je World Wide Web (WWW). Protokol aplikacijskog sloja koji omogućuje rad u globalnoj mreži je hipertekstni protokol prijenosa ili HTTP. To se ne smije miješati s hipertekstualnim označnim HTML jezikom koji se koristi za pisanje web stranica. HTTP je protokol koji preglednici i poslužitelji koriste za međusobnu komunikaciju. Ovo je protokol na razini aplikacije, jer se neki programi koriste za međusobnu komunikaciju. U ovom slučaju to su preglednici i poslužitelji.

HTTP je protokol koji ne zahtijeva prethodno instaliranje veze. Klijenti (preglednici) šalju zahtjeve poslužiteljima za web elemente, kao što su stranice i slike. Nakon njihova održavanja, veza je isključena. Za svaki zahtjev morate opet uspostaviti vezu.

Većina protokola usmjerena je na vezu. To znači da računala međusobno komuniciraju putem Interneta. Međutim, HTTP nije. Prije nego klijent može izvršiti HTTP zahtjev, poslužitelj mora uspostaviti novu vezu.

Da biste razumjeli kako internet funkcionira, morate znati što se događa kada unesete URL u web-preglednik:

1. Ako URL sadrži naziv domene, preglednik se najprije povezuje s poslužiteljem naziva domene i dobiva odgovarajuću IP adresu.
2. Zatim se preglednik spaja na poslužitelj i šalje HTTP zahtjev za željenu stranicu.
3. Poslužitelj prima zahtjev i provjerava stranicu. Ako postoji, šalje ga. Ako poslužitelj ne može pronaći zatraženu stranicu, šalje poruku o pogrešci HTTP 404. (404 znači "Stranica nije pronađena", kao što svatko tko pregledava web stranice vjerojatno zna).
4. Preglednik prima zahtjev i veza je zatvorena.
5. Preglednik zatim analizira stranicu i traži druge elemente potrebne za njegovo dovršavanje. Obično su to slike, apleti i tako dalje.
6. Za svaki element preglednik stvara dodatne veze i HTTP zahtjeve poslužitelju.
7. Kada se dovrši preuzimanje svih slika, aplikacija itd., Stranica će se u potpunosti učitati u prozoru preglednika.
   

Korištenje Telnet klijenta

Telnet je služba udaljenog terminala koja se koristi na Internetu. Njena primjena je smanjena, ali je koristan alat za proučavanje globalne mreže. U sustavu Windows, program se može naći u direktoriju sustava. Nakon pokretanja, trebate otvoriti izbornik "Terminal" i odabrati Local Echo u prozoru postavki. To znači da možete vidjeti svoj HTTP zahtjev kada ga upišete.

U izborniku "Connection" odaberite "Remote system". Zatim unesite google.com za ime računala i 80 za priključak. Prema zadanim postavkama, web poslužitelj sluša ovaj port. Klikom na Connect, morate unijeti GET / HTTP / 1.0 i dvaput kliknite na "Enter".

Ovo je jednostavan HTTP zahtjev web poslužitelju da dobije svoju korijensku stranicu. Korisnik ga treba vidjeti u trenutku, a zatim će se pojaviti dijaloški okvir s porukom o gubitku veze. Ako želite spremiti izdvojenu stranicu, trebali biste omogućiti prijavu. Zatim možete pregledati web stranicu i HTML kôd koji je upotrijebljen za njegovo stvaranje.

Većina internetskih protokola koji određuju način na koji je Internet uređen opisani su u dokumentima poznatim kao Zahtjev za komentare ili RFC. Mogu se naći na Internetu. Na primjer, HTTP verzija 1.0 opisana je u RFC 1945.

Protokoli za aplikacije: SMTP i e-mail

Druga široko korištena internetska usluga je e-pošta. Koristi protokol aplikacijskog sloja, nazvan Simple Mail Transfer Protocol ili SMTP. Ovo je također protokol teksta, no za razliku od HTTP-a, SMTP, veza je orijentirana na vezu. Osim toga, to je također složeniji od HTTP-a. U SMTP naredbama i aspektima više nego u HTTP-u.

Kada otvorite klijent e-pošte za čitanje poruke e-pošte, obično se događa sljedeće:

1. Mail klijent (Lotus Notes, Microsoft Outlook, i tako dalje. D.) Otvara vezu na poslužitelj zadanu mail, IP adresu ili naziv domene obično je konfiguriran tijekom instalacije.
2. Poslužitelj e-pošte uvijek prenosi prvu poruku da se identificira.
3. Klijent šalje HELO SMTP naredbu na koju je primljen 250 OK odgovor.
4. Ovisno o tome da li klijent provjerava ili šalje poštu itd., Odgovarajuće SMTP naredbe šalju se na poslužitelj kako bi odgovorile na odgovarajući način.

Ova transakcija zahtjeva / odgovora nastavlja se dok klijent ne pošalje naredbu QUIT. Tada će poslužitelj reći zbogom i veza će biti zatvorena.

Protokol prijenosa prijenosa

Ispod razine aplikacije u paketu protokol je TCP sloj. Kada programi otvore vezu s drugim računalom, poruke koje šalju šalju se preko stog na TCP razinu. Potonji je odgovoran za usmjeravanje aplikacijskih protokola na odgovarajući softver na odredišnom računalu. Za to se koriste brojevi ulaza. Na svakom računalu se mogu gledati kao zasebni kanali. Primjerice, prilikom čitanja e-pošte istovremeno možete pregledavati web. To je zbog činjenice da preglednik i klijent pošte koriste različite brojeve porta. Kada paketa stigne na računalo i otvori put do protokola protokola, TCP sloj određuje koji program prima paket na temelju broja ulaza.

Slijede brojevi porta za neke od najčešće korištenih internetskih usluga:

• FTP - 20/21.
• Telnet - 23.
• SMTP - 25.
• HTTP - 80.

Protokol o prijevozu

TCP radi kako slijedi:

• Kada TCP sloj primi podatke protokola aplikacijskog sloja, on ih odvaja u upravljive "komade", a zatim dodaje zaglavlje svakom od njih s podacima o broju porta kojemu se podaci šalju.
• Kada TCP sloj prima paket s nižeg IP razine, podaci zaglavlja iz paketa brišu se. Ako je potrebno, mogu se obnoviti. Podaci se zatim šalju na željenu aplikaciju na temelju broja ulaza.

Tako se poruke, premještene duž protokola protokola, šalju na ispravnu adresu.

TCP nije tekstualni protokol. To je veza usmjerena, pouzdana usluga prijenosa bajki. Orijentacija veze znači da dvije aplikacije koje koriste TCP moraju uspostaviti vezu prije razmjene podataka. Transportni protokol je pouzdan, jer za svaki primljeni paket potvrđuje isporuku, pošiljatelju se šalje potvrda. TCP zaglavlje također uključuje kontrolni zbroj za provjeru pogrešaka u primljenim podacima.

Zaglavlje transportnog protokola ne daje mjesto za IP adresu. To je zbog činjenice da je njegov zadatak osigurati pouzdano prikupljanje podataka na razini aplikacije. Zadatak prijenosa podataka između računala izvodi se IP-om.

Internetski protokol

Za razliku od TCP, IP je nepouzdani protokol bez veze. IP ne zanima hoće li paket doći do odredišta ili ne. IP također ne zna o priključcima i brojevima porta. IP posao je slanje podataka na druga računala. Paketi su nezavisni predmeti i možda ne dolaze kako bi ili uopće mogli postići cilj. Zadatak TCP-a je osigurati da podaci stižu i da su ispravno locirani. Jedina stvar koja IP ima zajedničko s TCP je kako to dobiva podatke i dodaje svoje vlastite IP zaglavlja informacije na TCP podataka.

Podaci na razini aplikacije segmentirani su na razini transportnog protokola, a TCP zaglavlje je dodano. Zatim, paket se formira na IP razini, dodaje se IP zaglavlje, a zatim se prenosi preko širokog područja mreže.

Kako Internet funkcionira: knjige

Za početnike dostupna je opsežna literatura o ovoj temi. Popularno s čitateljima je serija "Za lutke". Kako je internet uređen, moguće je učiti iz knjiga "Internet" i "Korisnici i Internet". Pomoći će vam da brzo odaberete davatelja usluga, povežete se s mrežom, saznate kako koristiti preglednik itd. Za početnike, knjige će postati korisni dirigenti na globalnoj mreži.

zaključak

Sada bi trebalo biti jasno kako je internet uređen. Ali koliko će dugo ostati tako? Prethodno korištena inačica 4 IP-a, dopuštajući samo 2³² adresa je zamijenjena s IPv6 s 2¹²⁸ teorijski moguće adrese. Internet je došao dug put od svog osnutka kao istraživački projekt američkog Ministarstva obrane. Nitko ne zna što će postati. Jedna stvar je sigurna: Internet ne ujedinjuje svijet kao ni jedan drugi mehanizam. Informacijska dob je u punom zamahu, i biti svjedok toga je veliko zadovoljstvo.