Приветствую всех! Сегодня мы обсудим с вами, что представляет собой интернет и как он функционирует, из чего он состоит и как устроен. У многих людей имеется свое представление о том, что такое «Интернет»: у кого-то это огромное количество веб-сайтов, кто-то сразу же вспоминает об играх в онлайн сети с друзьями, а кто-то предпочитает общаться со своими друзьями или разговаривать в Skype.
Если мы говорим о точном определении, то интернет — это мировая сеть, состоящая из компьютеров, каждый из которых имеет свой IP-адрес. Общение в этой всемирной сети происходит с использованием информационных цифровых пакетов. Конечно, в такой обширной сети есть не только компьютеры, но также наши любимые смартфоны, планшеты, а также домашние Wi-Fi роутеры, которые позволяют нам выходить в интернет — но обо всем по порядку.
Давайте представим, что мы соединяем два компьютера проводом — в результате у нас получается сеть из двух компьютеров. Но если таких компьютеров миллионы, распределенных по всему миру, то мы получаем интернет. Разумеется, я слегка утрировал, но суть должна быть понятна. Как и в случае с почтой, все эти устройства общаются друг с другом с помощью пакетов информации. И, конечно же, каждому адресату (будь то компьютер или другое устройство) необходим свой уникальный адрес. И вот для этого мы используем IP.
Подсказка! Далее я постараюсь кратко, но в то же время подробно объяснить принцип работы всемирной глобальной сети. Если же вы хотите полностью разобраться в этом вопросе, то рекомендую прочитать все дополнительные ссылки. Также вы можете задавать свои вопросы в комментариях.
Немного истории
Изначально истоком интернета стало Министерство обороны США. Они поручили четырем крупнейшим университетам подключить все компьютеры из центрального управления оборонной организации к сети. Процесс начался с прокладки кабеля. В результате удалось не только подключить компьютеры министерства обороны, но и все устройства четырех университетов.
Проект активно развивался, и уже в 1971 году была изобретена первая электронная почта. В 1973 году был проведен кабель в Европу, и к тому времени сеть уже можно было считать глобальной. Сеть активно развивалась, и для эффективной работы в таком масштабе требовались стандарты и протоколы, способствующие быстрой и бесперебойной работе интернета.
В 1983 году впервые введен прогрессивный протокол TCP/IP, который по-прежнему используется. Я уже упоминал об этом раньше, но сейчас вернемся к этой теме еще раз. В 1989 году были созданы HTTP и HTML, которые и по сей день используются для доступа к веб-сайтам.
Изначально термин «Интернет» был утвержден компанией ARPA, но затем его заменила более развитая организация — «NSFNet». Именно они сделали доступной для всех эту глобальную сеть, с которой мы привыкли работать. Они также представили в мир первый веб-браузер — NCSA Mosaic.
Принцип работы интернета
Сейчас мы приблизились к вопросу о том, как работает интернет. Мы уже поняли, что интернет представляет собой огромную глобальную сеть, включающую в себя устройства, работающие по общим стандартам и протоколам.
Для функционирования в интернете используются три основных понятия: клиент, сервер и сетевое устройство. Давайте рассмотрим это на примере.
Предположим, у вас дома есть компьютер, телефон, планшет или даже телевизор, подключенные к интернету — все эти устройства могут называться клиентами, так как с их помощью вы заходите в интернет.
Клиент — это устройство, с которого отправляется запрос в глобальное веб-пространство.
В большинстве домов присутствуют устройства, известные как Wi-Fi роутеры (или «маршрутизаторы») — это небольшие коробочки, которые предоставляют доступ к Wi-Fi и позволяют подключить к ним компьютер, телевизор, камеру видеонаблюдения или принтер по проводу. Роутер одновременно подключен к двум сетям:
- Внутренняя сеть (или локальная) — это все устройства, подключенные внутри домашней сети. У них есть свои внутренние IP-адреса, которые не видны извне.
- Внешняя сеть (или интернет) — это то, через что мы выходим в интернет через роутер.
По сути, маршрутизатор помогает организовать локальную сеть и обеспечивает интернет для всех устройств внутри. Роутер подключается к провайдеру и является «сетевым устройством».
Сетевое устройство — это устройство, которое обеспечивает связь между клиентом и сервером. К ним относятся: роутеры, коммутаторы, модемы и каналы связи.
А теперь давайте разберемся, что такое сервер. Сервер, по сути, это тот же компьютер, на котором хранится нужная нам информация. Например, когда мы заходим на сайт:
- Открывается браузер, в адресную строку вводится нужный URL.
- Запрос отправляется через интернет к серверу. Путь запроса может включать различные каналы связи, коммутаторы и маршрутизаторы, но это не имеет значения для нас.
- Сервер получает запрос и отправляет ответ на наше устройство.
- Сайт начинает отображаться в браузере.
Позвольте мне вкратце рассказать о коммутаторах, маршрутизаторах и модемах — наверняка вы слышали об этих устройствах.
Маршрутизатор или роутер — это устройство, которое эффективно отправляет информационные пакеты. Он оперирует на основе таблиц маршрутизации, содержащих адреса всех подключенных устройств. В результате при запросах или ответах он, подобно компетентному почтовому работнику, направляет письма нужному адресату (серверу или клиенту).
Модем — это своего рода переводчик в мировой сети. Надо запомнить, что компьютеры и другие подобные устройства могут воспринимать лишь цифровую информацию, состоящую из 0 и 1. Модем выполняет преобразование аналогового сигнала (обычно передающегося в виде волн) в цифровой сигнал, понятный для компьютеров.
Суитч – он просто объединяет компьютеры и прочие устройства в единую локальную сеть.
Также в сети существует концепция «Узел» – это в принципе любое устройство, которое подключено к интернету: будь то клиент, сервер или сетевое оборудование.
Коммутация
Необходимо не забыть упомянуть о коммутации. В наибольшей степени используются:
- Витую пару – медные провода, скрученные попарно. В силу потери сигнала и электромагнитного воздействия они могут передавать сигнал на небольшие расстояния – в среднем от 100 до 200 метров. Подробнее…
- Оптоволокно – стеклянные провода, передающие информацию с помощью светового пучка, сфокусированного в центре кабеля. Самый надежный способ подключения. Подробнее…
- Коаксиальный кабель – используется кабельными компаниями.
- Телефонные провода – ранее, когда подходящей коммутации не было, а интернет нужно было провести во все точки, использовали их. Из-за проблем с помехами данный вид подключения постепенно уходит в прошлое.
- 3G/4G мобильная и спутниковая связь – передача идет с помощью радиоволн и использования спутников.
Три последние опции применяются при использовании модемов, поскольку передача данных осуществляется по аналоговому каналу.
Про IP и адресацию
Сейчас в сети Интернет широко используется IP версии 4. Вероятно, вам уже приходилось видеть числа вроде этих:
Это и есть пример IP-адреса, который используется в сетях для доставки пакетов информации по нужному адресу. Фактически, мы получаем очень сложное число от 0 до 255 в каждом блоке после точки. И на самом деле минимальное значение:
Общее количество доступных адресов составляет 4,22 миллиарда. На самом деле это не так уж и много, учитывая тот факт, что количество адресов с каждым днем уменьшается. К тому же несколько миллионов адресов зарезервированы и используются постоянно. Фактически, порог в 4,22 миллиарда был достигнут уже с 2009 года.
Возникает вопрос – как интернет все еще существует, если лимит на адреса был исчерпан более десяти лет назад? На самом деле провайдеры, предоставляющие нам интернет, делают все возможное, и есть несколько способов решить эту проблему:
- Использование динамических IP-адресов – провайдеры постоянно меняют адреса клиентов на новые. Это довольно просто, и помогают в этом часовые пояса. Когда одна сторона земли спит, другая использует свободные адреса. Таким образом, по кругу. Более подробно о разнице между динамическим и статическим адресом читайте здесь.
Серые IP адреса — это локальные адреса, которые не видны в глобальной сети. Например, ваш домашний адрес не виден в глобальной сети. Однако провайдер может установить локальную сеть у вас в подъезде и подключить все устройства к одному узлу с одним адресом. Таким образом, у всех будет один внешний адрес, но каждое устройство внутри подъезда будет иметь свой локальный адрес. Более подробно об этом можно прочитать здесь.
- Один из наиболее передовых вариантов — использование нового протокола IP версии 6.
IPv6 – позволяет закодировать и использовать гораздо больше адресов благодаря более длинному адресу. Посмотрите на пример представления IPv4 и IPv6 – вы заметите, что в кодировке используется намного больше символов, а также добавляются буквы. IPv6 имеет достаточно адресов для покрытия всей земли, но почему же провайдеры не торопятся перейти на адресацию шестого поколения – в чем причина?
На самом деле причин может быть несколько. Во-первых, нужно будет заменить всё оборудование, а это стоит денег. Во-вторых, уйдет доход от продажи статических белых IP адресов. По моему мнению, через несколько лет им всё же придется это сделать, так как к тому времени устройств в интернете будет слишком много.
Домены
Многие люди впервые попадают в интернет через сайты. Это обычный способ начать свое путешествие в сети. Давайте начнем с понятия «домен» — это специальная область серверов в интернете, которые имеют общий признак.
Существуют различные типы доменов:
- Географические — например, если вы находитесь в России, то адрес оканчивается на «ru». То же самое можно сказать о США (us), Латвии (lv), Украине (ua, или укр), Японии (jr), Китае (cn) и т. д.
- Административные — обычно принадлежат определенной компании.
- Коммерческие — наиболее известный домен: com.
- Тематические — отражают принадлежность к определенной теме: love, bar, online, today.
Обычно доменное имя записывается в конце через точку, например, как у нас:
MoiSovety.ru
Также существуют домены различного уровня. Например, если наш веб-сайт начнет развиваться, и мы решим открыть раздел, посвященный обзору компьютеров, то его название будет следующим:
Obzorkompov.MoiSovety.ru
Итак, первым идет домен второго уровня, затем первого, и в конце — региональный.
Примечание от знатока. На самом деле с технической точки зрения все не так. Существует домен нулевого уровня — «.». То есть в конце каждого сайта после привычного «ru» должна быть еще и точка, однако браузеры и многие программы ее скрывают. Это и есть домен «нулевого уровня». «ru.» — домен первого уровня. «MoiSovety.ru.» — домен второго уровня, именно домен второго уровня считается наиболее важным для конкретного сайта. «obzorkompov.MoiSovety.ru.» — домен третьего уровня или «поддомен» и так далее.
DNS
Многие, наверное, задаются вопросом – почему в интернете используются IP адреса, в то время как мы чаще используем буквенные (URL) адреса? Действительно, в сетях используется IP адресация. Однако для удобства и понимания людей, а также для избежания необходимости запоминать цифры, были разработаны DNS сервера.
DNS помогает перевести непонятный для сети URL адрес (например, MoiSovety.ru) в понятный IP (например, 185.63.191.187).
Вы можете провести эксперимент и ввести IP вместо обычного адреса.
Работа DNS выглядит следующим образом:
- Вы вводите адрес в адресную строку браузера.
- Браузер отправляет запрос в DNS сервер, который ищет соответствующий адрес в специальном списке.
- Если сервер находит адрес, он возвращает IP, с которым можно работать.
Мы только что услышали интересное понятие: URL — это как полный адрес, который используется для взаимодействия со страницами в интернете. Обычно он представляет собой:
- https:// — это протокол, который применяется для связи.
- ru — адрес сервера.
- Затем идут страницы самого сайта: сначала раздел, а потом конкретная статья.
Сейчас мы поговорим о весьма увлекательной теме – отображении веб-сайтов. Как вы понимаете, в интернете передается огромное количество битовой информации. Однако на экране сайта мы видим красивую картинку. Вот пример – если зайти на главную страницу, то увидите вот это:
Получение компьютером информации от сервера происходит следующим образом:
HTML — это язык, который представляет информацию для компьютера в удобной форме. Браузер переводит этот язык в более привлекательный для человека вид, отображая картинки, шрифты, блоки и текст в удобном формате.
Структура и строение интернета
Интернет — это всемирная паутина, объединяющая все устройства, компьютеры, телефоны и другие сетевые устройства. В результате своей обширности и всемирного охвата интернет разветвился на несколько сегментов:
- Обычный интернет – здесь находятся социальные сети, сайты компаний, порталы, форумы и прочие ресурсы.
- Подводный интернет – это сайты, на которые нельзя попасть через обычные ссылки. Сюда относятся обычные форумы, клубы по интересам и сайты с ограниченным доступом.
- Глубинный интернет – это ресурсы, заблокированные провайдерами по требованию местных властей. Здесь может находиться запрещенная информация.
- Даркнет – обычный пользователь не может попасть на эти сайты без использования специальных технологий типа VPN. Данные сайты используются как злоумышленниками, так и специальными службами в секретных целях.
- Секретный – многие отрицают его существование, но существует легенда о том, что это обычные правительственные международные сети.
- Марианский – это волшебный, мифический уровень, на котором хранятся все секретные знания.
На самом деле в интернете существует множество тайных уголков, именно поэтому нет у кого-то точной схемы всемирной сети. Если у вас есть вопросы, задавайте их в комментариях.
