Как работает интернет?

Все говорят об интернете и о том, нужно ли это регулировать. Но мало кто знает, как на самом деле работает Интернет, или что такое Интернет.

Что такое Интернет, именно?

Возможно, у вас дома есть собственная «локальная сеть», и она состоит из всех устройств, подключенных к вашему маршрутизатору, который подключается к Интернету. Слово «интернет» относится к всемирной системе «взаимосвязанных компьютерных сетей»..

Это все, что есть на самом деле в Интернете - большое количество компьютерных сетей по всему миру, соединенных вместе. Конечно, есть много физического оборудования - от кабелей под вашими городскими улицами до массивных кабелей на дне океана до спутников на орбите вокруг планеты - что делает эту связь возможной. В фоновом режиме также работает много программного обеспечения, позволяющего вам вводить адрес веб-сайта, такой как «google.com», и заставлять ваш компьютер отправлять информацию в физическое местоположение, где этот веб-сайт расположен максимально быстро..

Даже когда вы просто подключаетесь к одному сайту, под капотом происходит гораздо больше. Ваш компьютер не может напрямую отправить часть информации или «пакет» данных на компьютер, на котором размещен веб-сайт. Вместо этого он передает пакет на ваш домашний маршрутизатор с информацией о том, куда он направляется и где должен отвечать веб-сервер. Затем ваш маршрутизатор отправляет его маршрутизаторам у вашего интернет-провайдера (Comcast, Time Warner или кому-либо еще, кого вы используете), где он отправляется другому маршрутизатору у другого интернет-провайдера и т. Д., Пока он не достигнет пункта назначения. Любые пакеты, отправленные обратно в вашу систему с удаленного сервера, совершают обратный путь.

Чтобы использовать несовершенную аналогию, это немного похоже на отправку письма по почте. Ваш местный почтовый служащий не может просто взять письмо и доставить его прямо по стране или континенту по адресу назначения. Вместо этого письмо отправляется в ваше местное почтовое отделение, где оно отправляется в другое почтовое отделение, а затем в другое почтовое отделение и т. Д., Пока оно не достигнет пункта назначения. Письмо попадает на другую сторону мира дольше, чем на другую сторону страны, потому что оно должно делать больше остановок, и это в целом верно и для Интернета. Это займет немного больше времени для пакетов, чтобы пройти большие расстояния с большим количеством передач или «прыжков», как они называются.

В отличие от обычной почты, отправка пакетов данных очень быстро, и это происходит много раз в секунду. Каждый пакет очень маленький, и большое количество пакетов отправляется взад и вперед, когда компьютеры обмениваются данными, даже если один загружает веб-сайт с другого. Время прохождения пакета измеряется в миллисекундах.

Данные могут быть разными

Эта сеть сетей немного интереснее и сложнее, чем может показаться. Со всеми этими сетями, соединенными вместе, не требуется только один путь передачи данных. Поскольку сети связаны с несколькими другими сетями, по всему земному шару простирается целая сеть соединений. Это означает, что эти пакеты (небольшие фрагменты данных, передаваемые между устройствами) могут пройти несколько путей, чтобы добраться туда, куда они направляются.

Другими словами, даже если сеть между вами и веб-сайтом выходит из строя, обычно есть другой путь, по которому могут пойти данные. Маршрутизаторы вдоль пути используют так называемый протокол пограничного шлюза, или BGP, для передачи информации о том, не работает ли сеть, и об оптимальном пути передачи данных..

Создать эту взаимосвязанную сеть (или Интернет) не так просто, как подключить каждую сеть к соседней, одну за другой. Сети соединены по-разному по многим различным путям, и программное обеспечение, работающее на этих маршрутизаторах (так называемых потому, что они направляют трафик по сети), всегда работает, чтобы найти оптимальные пути для данных, которые нужно принять.

На самом деле вы можете увидеть путь, по которому ваши пакеты переходят по адресу назначения, с помощью команды traceroute, которая сообщает маршрутизаторам по пути, по которому проходит пакет, для отправки отчета.

Например, на скриншоте ниже мы проследили маршрут к howtogeek.com из интернет-соединения Comcast в Юджине, штат Орегон. Пакеты отправлялись на наш маршрутизатор через сеть Comcast к северу от Сиэтла, а затем направлялись в магистральную сеть Tata Communications (as6453.net) через Чикаго, Нью-Йорк и Ньюарк, а затем направлялись в дата-центр Linode в Ньюарке, штат Нью-Джерси. где размещен сайт.

Мы говорим о пакетах, «путешествующих», но, конечно, это просто фрагменты данных. Маршрутизатор связывается с другим маршрутизатором и передает данные в пакете. Следующий маршрутизатор использует информацию о пакете, чтобы выяснить, куда он направляется, и передает данные следующему маршрутизатору по его пути. Пакет просто сигнал на проводе.

IP-адреса, DNS, TCP / IP, HTTP и другие подробности

Это обзор высокого уровня того, как работает интернет, по крайней мере. Есть много маленьких тем, которые важны для Интернета, который мы все используем, и о котором вы можете прочитать более подробно.

Например, каждое устройство в сети имеет уникальный числовой IP-адрес в этой сети. Данные отправляются на эти адреса. Существуют как старые адреса IPv4, так и новые адреса IPv6. IP означает «Интернет-протокол», поэтому IP-адрес - это «Интернет-адрес». Это адреса, которые используют и используют устройства в сети..

Люди используют понятные человеку доменные имена, такие как howtogeek.com и google.com, которые более запоминаемы и понятны, чем ряд цифр. Однако, когда вы используете доменные имена, подобные этим, ваш компьютер связывается со своим сервером системы доменных имен (DNS) и запрашивает числовой IP-адрес для этого домена. Думайте об этом как о большой публичной адресной книге для телефонных номеров. Компании и частные лица, которым нужны доменные имена, должны платить за их регистрацию. Возможно, вы используете службу DNS вашего интернет-провайдера, но вы можете выбрать другой DNS-сервер, например, Google Public DNS или OpenDNS..

В основе всего этого лежат разные уровни «протоколов», которые устройства используют для связи, даже при использовании интернет-протокола. Наиболее распространенным транспортным протоколом является TCP / IP, который обозначает Протокол управления передачей по интернет-протоколу. TCP - это надежность, а устройства общаются друг с другом и отслеживают пакеты данных, чтобы в процессе работы ничего не терялось. Если это так, то это замечают и возмущаются. Есть и другие протоколы, такие как UDP, который исключает надежность для скорости.

Над транспортными протоколами, такими как TCP и UDP, находятся протоколы приложений, такие как HTTP или HTTPS - протокол передачи гипертекста, который используется пользователями вашего веб-браузера. Протокол HTTP работает поверх протокола TCP, который работает поверх протокола IP. Другие приложения могут использовать другие протоколы или создавать свои собственные протоколы, которые, тем не менее, работают поверх протоколов, таких как TCP и IP. Большая часть технологий, которые мы используем, включает в себя слои технологий, построенные на других уровнях, и то же самое относится и к Интернету. Мы могли бы написать целую книгу здесь, но сейчас, если вы хотите прочитать больше, приведенные выше ссылки должны помочь вам начать.

Когда вы поймете основы, вы сможете лучше понять, почему эта сцена IT Crowd тоже такая смешная.

Изображение предоставлено: Toria / Shutterstock.com, Чайват Сриджанкуль / Shutterstock.com.