Kako deluje internet? Kako deluje?

Kako deluje internet in deluje? Dobro vprašanje! Njegova rast je podobna eksploziji, spletne strani pa se nenehno omenjajo na televiziji, radiu in v revijah. Ker je postal pomemben del našega življenja, ga je treba dobro razumeti, da bi to orodje učinkovito uporabljali. Ta članek pojasnjuje koncepte in vrste interneta, njegovo osnovno infrastrukturo in tehnologije, ki zagotavljajo njeno delovanje.

Globalno omrežje

Opredelitev interneta običajno daje naslednje. To je globalna mreža računalniških virov, ki so povezana z visoko zmogljivimi komunikacijskimi linijami in skupnim naslovnim prostorom. Zato mora vsaka naprava, povezana z njo, imeti enolični identifikator. Kakšen je naslov IP računalnika? Internetni naslovi IPv4 so napisani v obliki nnn.nnn.nnn.nnn, kjer je nnn številka od 0 do 255. Okrajšava IP pomeni strežnik za medsebojno delo. To je eden izmed osnovnih konceptov interneta, a kasneje več o tem. Na primer, en računalnik ima identifikator 1.2.3.4, drugi pa 5.6.7.8.

Če je povezava z internetom prek ponudnika, se začasni naslov IP navadno dodeljuje uporabniku za čas trajanja seje oddaljenega dostopa. Če je povezava vzpostavljena iz lokalnega omrežja (LAN), ima računalnik lahko stalni identifikator in začasni ID, ki ga zagotovi strežnik DHCP (protokol dinamičnega gostiteljskega konfiguracije). V vsakem primeru pa je računalnik povezan z internetom in ima edinstven naslov IP.

Ping program

Če uporabljate operacijski sistem Microsoft Windows ali eno od različic Unixa, obstaja priročen program, ki vam omogoča preizkušanje povezave z internetom. To se imenuje ping, morda po zvoku, ki so ga stari sonarji zgradili na podmornicah. Če uporabljate Windows, morate zagnati ukazni poziv. V primeru operacijskega sistema, ki je nekakšen Unix, bi morali iti v ukazno vrstico. Če vnesete, na primer, ping yahoo.com, bo program poslal sporočilo o zahtevi za internetni nadzorni protokol (ICMP) na navedeni računalnik. Toženi stroj bo odgovoril. Program ping izračunava odzivni čas (če se to zgodi). Poleg tega, če vnesete ime domene (na primer yahoo.com), utility prikaže naslov IP računalnika.

Paketi protokola

Torej je računalnik povezan z omrežjem in ima edinstven naslov. Če želite biti jasni in za "čajnike", kako deluje internet, je treba razumeti, kako računalnik "govori" z drugimi stroji. Recimo, da je IP-naslov uporabnika 1.2.3.4 in želi poslati sporočilo »Pozdrav, računalnik 5.6.7.8!« Na napravo z naslovom 5.6.7.8. Očitno je, da je treba sporočilo posredovati prek katerega koli kanala, ki povezuje osebni računalnik z internetom. Recimo, da je sporočilo poslano po telefonu. Besedilo je treba pretvoriti v elektronske signale, jih posredovati in ponovno predstaviti kot besedilo. Kako je to doseženo? Zahvaljujoč uporabi protokolnega paketa. Vsak računalnik mora komunicirati v globalnem omrežju in je običajno vgrajen v operacijski sistem. Paket se imenuje TCP / IP zaradi 2 glavnih komunikacijski protokoli. Hierarhija TCP / IP je naslednja:

• Aplikacijski sloj. Tu se uporabljajo protokoli, specifični za WWW, e-pošto, FTP itd.
• Raven komunikacijskega protokola. TCP usmerja pakete v določene programe, ki uporabljajo številko vrat.
• Raven internetnega protokola. IP usmerja pakete v določen računalnik z naslovom IP.
• Raven strojne opreme. Pretvori binarne podatke v omrežne signale in obratno (na primer omrežna kartica Ethernet, modem itd.).

Če sledite poti sporočila "Pozdravljeni, računalo 5.6.7.8!", Poslano s PC-ja uporabnika na računalnik z naslovom IP 5.6.7.8, lahko razumete, kako je urejen internet. Tam bo nekaj podobnega:

1. Obdelava sporočila se začne s protokolom najvišje ravni in se premika navzdol.
2. Če je sporočilo za pošiljanje dolgo, lahko vsaka stopnja, skozi katero prehaja, razdeli na manjše podatke. To je posledica dejstva, da so informacije, poslanih prek interneta (in večine računalniških omrežij), predstavljene v obliki upravljanih delov, imenovanih paketov.
3. Paketi se pošljejo za obdelavo na nivo transporta. Vsaki od njih je dodeljena številka vrat. Uporabite paket protokolov TCP / IP in pošiljate sporočila, ki so zmožni številnih programov. Morate vedeti, katera od ciljnih računalnikov bi morala prejeti sporočilo, ker bo poslušala določeno pristanišče.
4. Potem paketi preidejo na plast IP. Tu vsaka od njih prejme ciljni naslov (5.6.7.8).
5. Zdaj, ko imajo paketi sporočil številko vrat in naslov IP, so pripravljeni, da jih pošljejo prek interneta. Strojna plast skrbi, da se paketi, ki vsebujejo besedilo sporočila, pretvorijo v elektronske signale in jih prenašajo v komunikacijsko linijo.
6. Na drugi strani pa ima ponudnik neposredno povezavo z internetom. Usmerjevalnik preveri naslovni naslov vsakega paketa in določi, kje je treba poslati. Pogosto je naslednja postaja drugi usmerjevalnik.
7. Na koncu paketi dosežejo računalnik 5.6.7.8. Tu se njihova obdelava začne s protokoli spodnjega nivoja in napreduje navzgor.
8. Ker paketi prehajajo višje ravni TCP / IP, odstranijo vse informacije o usmerjanju, ki jih dodaja računalnik za pošiljanje (na primer naslov IP in številka vrat).
9. Ko sporočilo doseže protokol najvišje ravni, se paketi zbirajo v izvirni obliki.
   

Domači internet

Torej, vse zgoraj navedeno razlaga, kako se paketi premikajo iz enega računalnika na drugega preko globalnega omrežja. Toda kaj se zgodi v vrzeli? Kako internet dejansko deluje in deluje?

Menimo, da fizično povezavo prek telefonskega omrežja predstavljamo ponudniku komunikacijskih storitev. To zahteva nekaj razlag, kako je urejen ponudnik internetnih storitev. Ponudnik storitev namesti paket za modem za stranke. Običajno je priključen na namenski računalnik, ki nadzoruje smer prenosa podatkov iz modema na internetno hrbtenico ali namenski usmerjevalnik. To konfiguracijo lahko imenujemo strežnik vrat, ker služi omrežnemu dostopu. Prav tako zbira informacije o času uporabe, pa tudi o količini poslanih in prejetih podatkov.

Ko paketi preidejo po telefonskem omrežju in lokalni opremi ponudnika, se pošljejo hrbtenici ponudnika ali delu pasovne širine, ki jo daje v zakup. Zato podatki običajno prehajajo skozi več usmerjevalnikov in hrbteničnih omrežij, namenskih vrstic itd., Dokler ne najdejo svojega cilja - računalnika z naslovom 5.6.7.8. Tako je urejen domači internet. Ali bi bilo slabo, če bi uporabnik vedel točno pot svojih paketov v globalnem omrežju? Možno je.

Traceroute

Ko se povežete z internetom iz računalnika na platformi Microsoft Windows ali različici Unix, je koristen še en uporaben program. Imenuje se Traceroute in določa pot, ki prehaja pakete in dosega določen naslov IP. Tako kot ping, mora biti zagnan iz ukazne vrstice. V operacijskem sistemu Windows morate uporabljati ukaz tracert yahoo.com in v Unixu - traceroute yahoo.com. Kot ping, pripomoček omogoča vnos naslovov IP namesto domenskih imen. Traceroute bo natisnil seznam vseh usmerjevalnikov, računalnikov in drugih internetnih predmetov, ki morajo prenesti pakete, da pridejo do cilja.

Infrastruktura

Kako je spletna hrbtenica tehnično urejena? Sestavljen je iz številnih velikih omrežij, ki so med seboj povezani. Ta velika omrežja so znana kot ponudniki omrežnih storitev ali NSP. Primeri so UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet itd. Ta omrežja se medsebojno medsebojno izmenjujejo za izmenjavo prometa. Vsak ponudnik NSP se mora povezati s tremi omrežnimi dostopnimi točkami (NAP-ji). V njih lahko paketni promet prehaja iz enega hrbteničnega omrežja v drugega. NSP-ji so povezani tudi preko mestnih postaj MAE. Slednji imajo enako vlogo kot NAP, vendar so v zasebni lasti. NAP je bil najprej uporabljen za povezavo z globalno mrežo. Tako MAE kot NAP se imenujejo internetne točke ali IX. Ponudniki omrežja prodajajo tudi pasovno širino majhnim omrežjem, kot so ponudniki internetnih storitev.

Osnovna infrastruktura NSP je kompleksna shema. Večina ponudnikov omrežja objavlja karte omrežne infrastrukture na svojih spletnih mestih, ki jih je mogoče preprosto najti. Za resnično predstavitev, kako je internet urejen, bi bilo skoraj nemogoče zaradi svoje velikosti, kompleksnosti in nenehno spreminjajoče strukture.

Hierarhija Routinga

Da bi razumeli, kako deluje internet, je treba razumeti vprašanje, kako paketi najdejo pravo pot skozi omrežje. Ali vsak računalnik, povezan z omrežjem, ve, kje se nahajajo drugi računalniki? Ali pa so paketi preprosto "predvajani" na vsakem računalniku na internetu? Odgovor na obe vprašanji je negativen. Nihče ne ve, kje se nahajajo drugi računalniki, in paketi se ne pošljejo hkrati na vse naprave. Informacije, ki se uporabljajo za pošiljanje podatkov na njihove cilje, so vsebovane v tabelah, shranjenih na vsakem usmerjevalniku, ki je povezan z omrežjem - drugem internetnem konceptu.

Usmerjevalniki so paketna stikala. Običajno so med omrežji povezani za preusmerjanje paketov med njimi. Vsak usmerjevalnik pozna svoje podomrežje in katere naslove uporabljajo. Naprava praviloma ne pozna IP naslovov »zgornje« ravni. Velika NSP-hrbtenica sta povezana prek NAP-ja. Služijo več podomrežij, in tiste - še več podomrežij. Na dnu so lokalne mreže z povezanimi računalniki.

Ko paket pride na usmerjevalnik, slednji preveri naslov IP, ki je tam nameščen s protokolom protokola IP na izvornem računalniku. Potem se preveri usmerjevalna tabela. Če najdete omrežje, ki vsebuje naslov IP, potem paket pošiljate tam. V nasprotnem primeru sledi privzeti poti, običajno naslednji usmerjevalnik v hierarhiji omrežja. Z upanjem, da bo vedel, kam naj pošlje paket. Če se to ne zgodi, bodo podatki šli višje, dokler ne dosežete prsnega koša NSP. Največji usmerjevalni usmerjevalniki vsebujejo največje usmerjevalne tabele in tu bo paket poslan v pravilni prtljažnik, kjer bo začel potovanje "navzdol".

Domenska imena in definicije naslova

Kaj pa, če ne poznate IP-naslova računalnika, s katerim želite vzpostaviti povezavo? Kaj, če potrebujem dostop do spletnega strežnika pod imenom anothercomputer.com? Kako brskalnik ve, kje je ta računalnik? Odgovor na vsa ta vprašanja je DNS Domain Name Service. Ta internetni koncept označuje porazdeljeno bazo podatkov, ki sledi imenu računalnikov in njihovih ustreznih naslovov IP.

Veliko strojev je povezanih z bazo podatkov DNS in programsko opremo, ki omogoča dostop do nje. Ti stroji so znani kot DNS strežniki. Ne vsebujejo celotne baze podatkov, temveč le njegovo podmnožico. Če strežnik DNS nima imena domene, ki ga zahteva drug računalnik, ga preusmeri na drug strežnik.

Storitev domenskih imen je strukturirana kot hierarhija, podobna hierarhiji usmerjanja IP-ja. Računalnik, ki zahteva ločljivost imena, bo preusmerjen hierarhijo, dokler ne najde DNS strežnika, ki lahko v zahtevi razreši ime domene.

Ko je konfigurirana internetna povezava (na primer prek lokalnega omrežja ali prek telefonske povezave v sistemu Windows), med namestitvijo navadno navedejo primarni in en ali več sekundarnih strežnikov DNS. Tako bodo lahko vse aplikacije, ki potrebujejo za reševanje domenskih imen, normalno delovale. Na primer, ko v brskalniku vnesete ime domene, se ta povezuje s primarnim strežnikom DNS. Po prejemu naslova IP se bo aplikacija povezala s ciljnim računalnikom in zahtevala potrebno spletno stran.

Pregled internetnih protokolov

Kot je bilo že omenjeno v poglavju TCP / IP, se v globalnem omrežju uporabljajo številni protokoli. Ti vključujejo TCP, IP, usmerjanje, nadzor dostopa, aplikacijski sloj itd. Naslednji odseki opisujejo nekatere najpomembnejše in pogosto uporabljene. S tem boste bolje razumeli, kako deluje internet in kako deluje. Protokoli se obravnavajo po padajočem vrstnem redu njihove ravni.

HTTP in World Wide Web

Ena od najpogosteje uporabljenih storitev na internetu je WWW (World Wide Web). Protokol aplikacijske plasti, ki zagotavlja delo v globalnem omrežju, je protokol prenosa za hipertekst ali HTTP. Ne smemo ga zamenjati z jezikom HTML za hiperpovezavo, ki se uporablja za pisanje spletnih strani. HTTP je protokol, ki ga brskalniki in strežniki uporabljajo za komuniciranje med seboj. To je protokol na ravni aplikacije, ker ga nekateri programi uporabljajo za komuniciranje med seboj. V tem primeru gre za brskalnike in strežnike.

HTTP je protokol, ki ne zahteva predhodne namestitve povezave. Stranke (brskalniki) pošljejo zahteve strežnikom za spletne elemente, kot so strani in slike. Po vzdrževanju je povezava prekinjena. Za vsako zahtevo morate ponovno vzpostaviti povezavo.

Večina protokolov je povezanih. To pomeni, da računalniki komunicirajo drug z drugim komunicirajo prek interneta. Vendar HTTP ni. Preden lahko stranka izvede zahtevo HTTP, mora strežnik vzpostaviti novo povezavo.

Če želite razumeti, kako deluje internet, morate vedeti, kaj se zgodi, ko v spletni brskalnik vnesete URL:

1. Če URL vsebuje ime domene, se brskalnik najprej poveže s strežnikom imena domen in pridobi ustrezen IP naslov.
2. Nato se brskalnik poveže s strežnikom in pošlje zahtevo HTTP za želeno stran.
3. Strežnik prejme zahtevo in preveri stran. Če obstaja, ga pošlje. Če strežnik ne najde zahtevane strani, pošlje sporočilo o napaki HTTP 404. (404 pomeni, da »Stran ni našla«, saj verjetno pozna vsakogar, ki brska po spletnih mestih).
4. Brskalnik prejme zahtevano in povezava je zaprta.
5. Brskalnik nato analizira stran in išče druge elemente, ki so potrebni za njegovo dokončanje. Običajno gre za slike, aplete in tako naprej.
6. Za vsak element, brskalnik strežniku omogoča dodatne povezave in zahteve HTTP.
7. Ko je končan prenos vseh slik, apletov itd., Bo stran v celoti naložena v oknu brskalnika.
   

Uporaba odjemalca Telnet

Telnet je oddaljena terminalska storitev, ki se uporablja na internetu. Njegova uporaba je bila zmanjšana, vendar je koristno orodje za preučevanje globalnega omrežja. V programu Windows je program mogoče najti v sistemskem imeniku. Ko jo odprete, morate odpreti meni »Terminal« in v oknu z nastavitvami izbrati »Local Echo«. To pomeni, da si lahko ogledate zahtevo HTTP, ko jo vnesete.

V meniju "Connection" izberite "Remote system". Nato vnesite google.com za ime gostitelja in 80 za vrata. Privzeto spletni strežnik posluša to posebno vrata. S klikom na povezavo morate vnesti GET / HTTP / 1.0 in dvokliknite "Enter".

To je preprosta zahteva HTTP za spletni strežnik, da dobite svojo korensko stran. Uporabnik ga mora videti v pogledu, nato pa se bo pojavilo pogovorno okno s sporočilom o izgubi povezave. Če želite shraniti izpisano stran, omogočite prijavo. Nato si lahko ogledate spletno stran in HTML kodo, ki je bila uporabljena za ustvarjanje.

Večina internetnih protokolov, ki določajo, kako je internet urejen, so opisani v dokumentih, znanih kot Request for Comments ali RFC. Lahko jih najdete na internetu. Na primer, različica HTTP 1.0 je opisana v RFC 1945.

Protokoli za aplikacije: SMTP in e-pošta

Druga široko uporabljana internetna storitev je e-pošta. Uporablja protokol aplikacijskega sloja, imenovan Simple Protocol Transfer Protocol, ali SMTP. To je tudi besedilni protokol, vendar je za razliko od HTTP, SMTP, povezava usmerjena. Poleg tega je tudi bolj zapleten kot HTTP. V SMTP ukazih in vidikih več kot v HTTP.

Ko odprete e-poštnega odjemalca za branje e-poštnega sporočila, se običajno zgodi naslednje:

1. Poštni odjemalec (Lotus Notes, Microsoft Outlook itd.) Odpre povezavo s privzetim poštnim strežnikom, katerega IP naslov ali ime domene je običajno konfigurirano med namestitvijo.
2. Poštni strežnik vedno prenaša prvo sporočilo, da se identificira.
3. Stranka pošlje ukaz HELO SMTP, na katerega je prejel odgovor 250 OK.
4. Odvisno od tega, ali stranka pregleduje ali pošlje pošto itd., Se na strežnik pošljejo ustrezni ukazi SMTP, da se lahko ustrezno odzove.

Ta transakcija zahteve / odgovora se bo nadaljevala, dokler stranka ne pošlje ukaza QUIT. Potem se bo strežnik pozdravil in povezava bo zaprta.

Protokol za nadzor prenosa

Pod ravnijo aplikacije v paketu protokola je plast TCP. Ko programi odprejo povezavo z drugim računalnikom, se sporočila, ki jih pošljejo, pošiljajo preko svežnja do nivoja TCP. Slednji je odgovoren za usmerjanje aplikacijskih protokolov v ustrezno programsko opremo na ciljnem računalniku. Za to so uporabljene številke vrat. Pristanišča je mogoče gledati kot ločene kanale na vsakem računalniku. Na primer, ob branju e-pošte hkrati lahko brskate po spletu. To je posledica dejstva, da brskalnik in poštni odjemalec uporabljata različne številke vrat. Ko paket prispe v računalnik in utira pot do sklada protokola, sloj TCP določa, kateri program prejme paket glede na številko vrat.

V nadaljevanju so številke vrat za nekatere najpogosteje uporabljane internetne storitve:

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

Transportni protokol

TCP deluje na naslednji način:

• Ko sloj TCP prejema podatke o protokolu na ravni aplikacij, jih ločuje v obvladljive "dele" in nato vsakemu od njih dodaja glavo z informacijami o številki vrat, na katere naj se pošljejo podatki.
• Ko sloj TCP prejme paket iz nižjega nivoja IP, se podatki glave iz paketa izbrišejo. Po potrebi jih je mogoče obnoviti. Podatke nato pošljete na želeno aplikacijo glede na številko vrat.

Sporočila, ki se gibljejo vzdolž protokola protokola, se pošljejo na pravilen naslov.

TCP ni tekstovni protokol. Je povezovalna, zanesljiva storitev prenosa bytov. Povezava Usmeritev pomeni, da morata dve aplikaciji, ki uporablja TCP, vzpostaviti povezavo pred izmenjavo podatkov. Prometni protokol je zanesljiv, ker za vsak prejet paket prejme potrdilo o dostavi, pošlje pošiljatelju potrdilo. Glava TCP vključuje tudi kontrolno vsoto, s katero preveri napake v prejetih podatkih.

Glava transportnega protokola nima lokacije za naslov IP. To je posledica dejstva, da je njena naloga zagotoviti zanesljivo pridobivanje podatkov na ravni aplikacije. Naloga prenosa podatkov med računalniki izvaja IP.

Internetni protokol

Za razliko od TCP je IP nezanesljiv protokol brez povezave. IP ne skrbi, ali paket pride do cilja ali ne. IP tudi ne ve za številke priključkov in vrat. Naloga IP je pošiljanje podatkov v druge računalnike. Paketi so neodvisni predmeti in morda ne bodo prišli po naročilu ali sploh ne bi dosegli cilja. Naloga TCP je zagotoviti, da so podatki prisotni in se nahajajo pravilno. Edina stvar, ki jo ima IP v skupni rabi s TCP, je, kako dobi podatke in dodaja svoje informacije o glavi IP v podatke TCP.

Podatki na ravni aplikacij so segmentirani na ravni protokola transporta in dodan je glava TCP. Nato je paket sestavljen na nivoju IP, dodan je glavi IP, nato pa se prenaša preko širokopasovnega omrežja.

Kako deluje internet: knjige

Za začetnike je na tem področju na voljo obsežna literatura. Popular z bralci je serija "For Dummies". Ker je internet urejen, se lahko učite iz knjig "Internet" in "Uporabniki in internet". Pomagali vam bodo pri hitrem izbiranju ponudnika, povezovanju v omrežje, učenju uporabe brskalnika itd. Za začetnike bodo knjige postale uporabni vodniki v globalnem omrežju.

Zaključek

Zdaj bi moralo biti jasno, kako je urejen internet. Toda kako dolgo bo ostal tako? Predhodno uporabljena različica 4 IP-ja, ki omogoča le 2³² naslove je nadomestil IPv6 z 2¹²⁸ teoretično možne naslove. Internet je že dolgo od začetka kot raziskovalni projekt Ministrstva za obrambo ZDA. Nihče ne ve, kaj bo postalo. Ena stvar je gotova: internet združuje svet kot noben drug mehanizem. Informacijska doba je v polnem zamahu, in to je priča temu velikemu užitku.