Вы разбираетесь в Интернете?

Мы пользуемся интернетом ежедневно. Наши телефоны, ноутбуки, компьютеры, все подключены к интернету. Но как работает интернет?

В этом блоге мы найдем ответы на эти вопросы -

  • Что такое интернет?
  • Что такое сеть?
  • Какие IP-адреса?
  • Что происходит, когда вы ищете в Google?
  • Каковы правила Интернета?
  • Где находится сервер Google?
  • Какие устройства удерживают Интернет вместе?

Пристегните ремни безопасности, чтобы прокатиться по маршрутам…

Что такое Интернет?

Интернет — это глобальная система взаимосвязанных компьютерных сетей, использующая набор интернет-протоколов (TCP/IP) для связи между сетями и устройствами.

Это сеть сетей.

  • Несколько наборов компьютеров вместе образуют Интернет.

Он используется для обмена различными ресурсами, такими как веб-страницы, электронные письма, обмен файлами.

Чтобы понять Интернет, нам сначала нужно понять, что такое сеть?

Что такое сеть?

Сеть — это совокупность компьютеров, серверов, мейнфреймов, сетевых устройств, периферийных устройств или других устройств, соединенных друг с другом для обмена данными.

Рассмотрим пример сети: ваша домашняя сеть —

  • У вас дома есть роутер.
  • Этот маршрутизатор подключается к Интернету.
  • Вы платите своему провайдеру за это соединение — Airtel, Jio и т. д.
  • Другие устройства подключаются к маршрутизатору с помощью кабелей или Wi-Fi.

Какие IP-адреса?

Каждое устройство в Интернете имеет IP-адрес, который позволяет другим компьютерам общаться с ним.

Он имеет вид: #.#.#.#

  • Четыре числа, разделенные точками, со значениями от 0 до 255.
  • Эта версия IP-адресов называется IPv4.

Как и почтовые адреса, они однозначно идентифицируют компьютеры в Интернете.

Интернет-провайдеры назначают IP-адрес вашему маршрутизатору.

  • Ранее он использовался для физической настройки.
  • Сегодня он назначается автоматически с помощью DHCP-сервера, который находится у провайдера.

Но если ваш интернет-провайдер назначает маршрутизатору только один адрес, как вы сможете подключить несколько устройств к Интернету?

  • Это связано с тем, что ваш маршрутизатор назначает устройствам частные IP-адреса.
  • Этот частный IP-адрес является бесплатным и зарезервирован только для этого использования.

Это диапазоны частных IP-адресов:

  • 10.0.0.0–10.255.255.255
  • 172.16.0.0–172.31.255.255
  • 192.168.0.0–192.168.255.255

Что происходит, когда вы ищете в Google?

С присвоенным нам IP-адресом мы официально находимся в Интернете. Теперь мы можем общаться с другими устройствами в Интернете. Итак, попробуем поговорить с серверами Google.

Мы откроем программное обеспечение, называемое браузером (например, Chrome), и введем запрос для поиска в поисковой системе Google. Браузер выполнит преобразование нашего обычного запроса в правильный HTTP-запрос к Google.

Предположим, мы искали кошек, наш запрос будет выглядеть так:

GET /search?q=cats HTTP/1.1

Компьютеры обмениваются данными, отправляя пакеты, которые похожи на виртуальные конверты, пересылаемые между компьютерами. (В конечном итоге все еще 0 и 1).

Поэтому мы поместим этот запрос в конверт (по аналогии). На конверте нам нужно указать адрес получателя и отправителя.

  • Мы знаем наш IP-адрес.
  • Но мы не знаем IP-адрес Google…?

Но мы знаем доменное имя Google — www.google.com. Чтобы преобразовать доменное имя в соответствующий ему IP-адрес, мы используем сервер системы доменных имен (DNS).

На DNS-сервер интернет-провайдера будет отправлен запрос на получение IP-адреса Google.

  • Если DNS-сервер провайдера не знает IP-адрес веб-сайта, он настроен на запрос другого DNS-сервера.
  • Существуют корневые серверы, которые знают, где искать IP-адрес, если он существует.

Мы предположили, что наш IP-адрес — 1.2.3.4, а Google — 5.6.7.8. После отправки запроса мы получим ответ через несколько миллисекунд. Результат будет отправлен обратно в одном или нескольких пакетах.

Если результат слишком велик для одного конверта, отправка его одним пакетом может занять интернет-трафик.

Чтобы решить эту проблему, Google разделит результат на более мелкие фрагменты (скажем, 4).

Разложите фрагменты по разным конвертам.

Напишите на конвертах информацию:

  • Обратный адрес: IP-адрес Google
  • Адрес доставки: Наш IP-адрес.
  • Укажите количество пакетов в каждом конверте (1 из 4, 2 из 4, …).

Что делать, если один из пакетов пропал?

Мы можем логически вывести, какой пакет отсутствует, основываясь на полученных. Для этого нам понадобится другой протокол, называемый TCP (протокол управления передачей), который гарантирует, что пакеты могут добраться до места назначения.

Он поддерживает порядковые номера, которые помогают данным добраться до места назначения.

  • При отсутствии пакета компьютер может сделать запрос на отсутствующий пакет.
  • Компьютер соберет пакеты вместе, чтобы получить целый файл.

Этот протокол также включает соглашения для запроса услуг (идентификаторы портов).

  • Чтобы Google знал, что мы запрашиваем веб-страницу, а не электронную почту или другую услугу.

Если 5.6.7.8 — это IP-адрес Google, 5.6.7.8:80 (порт 80) указывает, что нам нужна веб-страница.

  • 80 означает HTTP (протокол передачи гипертекста). Язык, на котором говорят веб-серверы.
  • Электронные письма используют порт 25 — SMTP.
  • Для безопасного соединения используйте 443 — HTTPS.

Поэтому на конверте, который мы видели ранее, мы должны были упомянуть и порт перед его отправкой.

Каковы правила Интернета?

До сих пор мы использовали термин протоколы несколько раз. Протоколы — это просто наборы правил.

  • Люди используют их все время, например, протокол встречи с людьми: рукопожатие. (докоронавирусные времена!!)

Интернет использует эти протоколы для стандартизации всех коммуникаций.

  • HTTP, FTP, TCP/IP и т. д.

Существует еще один протокол, называемый UDP (протокол пользовательских дейтаграмм), который можно использовать вместо TCP.

  • Это не гарантирует доставку.
  • Используется для видеоконференций.
  • Пакеты могут быть отброшены для продолжения разговора.
  • Используется в любое время, когда вы хотите, чтобы данные поступали, не дожидаясь заполнения буфера.

Где находится сервер Google?

Когда мы отправили конверт, наш ноутбук не знал, где находится сервер Google. Мы знали IP-адрес сервера, но у нас не было карты, чтобы решить, в каком направлении идти, и мы, конечно, не можем использовать карты Google 😅.

Это снова работа маршрутизаторов:

  • Маршрутизаторы имеют большую таблицу с IP-адресами и местами, куда данные должны направляться, чтобы добраться до места назначения. Часто данные направляются на следующий маршрутизатор.

Целью маршрутизатора является отправка данных в направлении пункта назначения. Следующий маршрутизатор будет отправлять его другому, пока не достигнет пункта назначения.

Решения о маршрутизации принимаются с использованием определенных алгоритмов маршрутизации, таких как алгоритм кратчайшего пути Дейкстры или алгоритм маршрутизации на основе вектора расстояния.

Мы можем использовать программу под названием traceroute, которая отправляет пакеты каждому маршрутизатору на пути к месту назначения, сообщая о времени, которое требуется для достижения этого маршрутизатора:

  • Нам потребовалось 13 прыжков, чтобы добраться до Google, находящего путь через маршрутизаторы.
  • Кроме того, теперь мы видим, что IP-адрес Google не 5.6.7.8, а 142.250.67.68.
  • Нам потребовалось всего 42.130 мс, чтобы добраться до Google!!!

Какие устройства удерживают Интернет вместе?

Подводные Кабели. Подводный кабель связи — это кабель, проложенный по морскому дну между наземными станциями для передачи телекоммуникационных сигналов через океанские и морские просторы.

Посмотрите это видео, чтобы увидеть сеть подводных кабелей по всему миру:

Кабель Модемы. Кабельный модем — это аппаратное устройство, которое позволяет вашему компьютеру обмениваться данными с поставщиком услуг Интернета через стационарное соединение. Он преобразует аналоговый сигнал в цифровой с целью предоставления доступа к широкополосному Интернету.

  • Коаксиальный кабель для подключения к стене.
  • Телефонные разъемы (RJ11), так как в наши дни многие услуги объединены вместе.
  • Четыре разъема для кабелей Ethernet (RJ45).
  • Устройства могут подключаться к ним для подключения к Интернету.

Коммутатор. Сетевой коммутатор — это сетевое оборудование, которое соединяет устройства в компьютерной сети с помощью коммутации пакетов для получения и пересылки данных на целевое устройство.

Маршрутизатор. Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое пересылает пакеты данных между компьютерными сетями. Маршрутизаторы выполняют функции направления трафика в Интернете. Домашние маршрутизаторы могут иметь Wi-Fi, брандмауэр и возможности коммутации.

Спасибо за прочтение 😊

Если статья была вам полезна, ставьте лайк и делитесь! Отзывы приветствуются в комментариях.

Вам также может понравиться:

Свяжитесь со мной в Twitter, GitHub и LinkedIn.

Эта статья была первоначально опубликована в Блоге Yuvraj’s CS.

Ссылки: технология понимания CS50.