Как работает интернет схема: Как устроена инфраструктура интернета / Хабр

Related Articles

Когда и как давать яблоко грудничку: советы по введению яблочного прикорма

1 неделя ago

Раннее развитие детей: методики, игры и упражнения для гармоничного роста

1 неделя ago

Лучшие детские прыгунки для развития малыша: как выбрать и безопасно использовать

1 неделя ago

Как устроена сеть Интернет

Интернет — структура, состоящая из тысяч разнообразных компьютерных сетей (домашних, корпоративных, научных и др.) и являющаяся основой глобальной информационной среды. Чтобы успешно пользоваться всеми ее преимуществами, необходимо понимать основные принципы ее функционирования. Резолюцией ООН, принятой в июне 2011 года, доступ к Интернету признано базовым правом человека. И это не удивительно, поскольку среди нас уже немало таких, которым Интернет нужен почти как воздух. Предшественник Интернета (сеть ARPANet) начал создаваться в США в 50-х годах прошлого века и изначально предназначался для обеспечения надежной связи на случай войны, а первая передача данных между двумя компьютерами этой сети на расстояние в 640 км была произведена только в 1969 году. Несколькими годами позже к ARPANet были подсоединены компьютеры в Норвегии и Великобритании. Таким образом, сеть стала Интернетом (международной сетью). Вдаваться в подробности развития Интернета особого смысла не вижу. Скажу лишь, что сегодня более 25% населения нашей планеты регулярно пользуется преимуществами глобальной сети, а с 2010 года прямой доступ к Интернету получил даже экипаж международной космической станции. В то же время, о том, что такое Интернет, некоторые пользователи по-прежнему имеют весьма отдаленное представление. В повседневном общении слово Интернет чаще обозначает единое информационное пространство. Хотя на самом деле это физически существующая структура, состоящая из тысяч разнообразных компьютерных сетей (домашних, корпоративных, научных и др.), в которой это информационное пространство содержится. Сложить некоторое представление об Интернете, возможно, поможет изображение (щелкните по нему мышкой для увеличения), отображающее только небольшую часть взаимосвязанных компьютеров во всемирной сети. Пусть и схематично, но достаточно наглядно на нем изображена структура Интернета. Объединение компьютерных сетей в единую всемирную структуру стало возможным благодаря

протоколу IP, реализующему адресную систему, в которой каждому компьютеру присваивается индивидуальный адрес (IP-адрес, состоящий из 4 групп цифр, разделенных точками, см. рисунок 2). Каждая из сетей, входящая в Интернет, подсоединена к единой структуре через маршрутизатор – специальное аппаратное или программное устройство, производящее фильтрацию, сортировку и перенаправление пакетов данных компьютерам получателей, исходя из их IP-адресов. Такая система позволяет практически безошибочно передавать информацию из одного компьютера на другой в пределах целого Интернета. Понять, что такое Интернет, возможно, поможет следующий пример. Работу Всемирной паутины часто сравнивают с телефонной сетью, где компьютеры пользователей являются своего рода телефонными аппаратами с индивидуальными номерами, а сайты Интернета — телефонными автоответчиками. Все, кто дозвонился на такой автоответчик (сайт), могут прослушать одну и ту же записанную на нем информацию. Чтобы зайти с компьютера на конкретный сайт и просмотреть его содержание, нужна специальная программа, называемая браузером (Internet Explorer, Firefox, Opera и др.). Страницы каждого сайта размещены на сервере. Сервер – это тоже компьютер, но немного мощнее домашнего и имеющий специальное программное обеспечение, а также некоторые аппаратные особенности. Программным путем ресурсы серверов в большинстве случаев разделяются таким образом, чтобы создать на каждом из них оптимальное количество виртуальных ячеек для размещения сайтов (а иначе говоря, их хостинга). Серверы размещаются на стойках в специальных помещениях (датацентрах), в которых поддерживаются необходимые климатические условия, работает специальный персонал и т.д. Размещение собственного сервера в датацентре сегодня доступно практически всем желающим. Будучи владельцем нескольких серверов, можно создать достаточное количество виртуальных ячеек для размещения сайтов и сдавать их в оренду. Именно на этом и базируется бизнес всех хостинговых фирм, коих в Интернете сегодня очень много (достаточно поискать в Гугле или Яндексе по слову «хостинг»).Каждый сервера имеет определенный IP-адрес в Интернете, и всем, кто зашел на этот IP-адрес, транслируется содержимое страниц сайта, расположенного на нем. Тут вы можете возразить, и сказать, что внешне адреса сайтов совсем не похожи на обычные IP-адреса компьютеров (4 группы цифр, разделенные точками). Дело в том, что для удобства сайтам присваиваются доменные имена, состоящее из цифробуквенных символов (например, www.chaynikam.info), которые заменяют реальные IP-адреса. Когда кто-то вводит доменное имя в адресную строку своего браузера, он попадает сначала на специальный сервер, который уже и перенаправляет пользователя на IP-адрес сайта, соответствующий этому доменному имени. В примере про телефоны это аналог телефонной АТС. При этом, на тот же сайт можно попасть минуя эту АТС, введя в адресную строку вместо доменного имени сайта его IP-адрес. Не верите – убедитесь сами: переход по адресам www.mail.ru и http://94.100.191.202 приносит один и тот же результат – открытие главной страницы сайта Mail.ru (с другими сайтами ситуация такая же).

Система доменных имен на английском звучит как DNS (Domain Name System). Поэтому указанные выше сервера, исполняющие функции АТС, называют DNS-серверами. Эти сервера, коих в Интернете достаточно много, взаимодействуют между собой, составляя единую иерархическую структуру.Система доменных имен Интернета также строго иерархична. Имя любого сайта принадлежит к определенной доменной зоне (домену 1 уровня), например, ru, ua, info, com, org и др. Владельцы сайтов не могут изменить или создать их. В каждой доменной зоне существуют тысячи доменных имен 2 уровня, состоящих из названия, выбранного его владельцем из возможных не занятых другими вариантов, а также домена 1 уровня, к которому оно принадлежит (например, chaynikam.info). Чаще всего сайты имеют доменные имена 2 уровня. За регистрацию таких имен с их владельцев взимается определенная плата (размеры зависят от доменной зоны, в среднем 5-50 дол США за 1 год). Бывают также доменные имена 3 уровня, состоящие из еще одного названия, присоединенного к домену 2 уровня (например, tva.jino.ru). Домены третьего уровня, как правило, бесплатны и создаются хостинговыми компаниями для своих клиентов в рамках собственного доменного имени 2 уровня. В нашем примере хостинговая компания jino.ru предоставила для сайта своих клиентов бесплатный домен 3 уровня tva.jino.ru. Сайт – совокупность взаимосвязанных страниц, содержащих текстовую и графическую информацию. Страницы эти создаются с использованием специальных языков, простейшим и основным из которых является HTML (язык гипертекстовой разметки документов). Овладеть им и создать собственный сайт может любой. Существует много инструкций для начинающих. Самая доходчивая и последовательная из тех, которые встречались автору, находится на сайте www.postroika.ru. Используя только HTML особых изысков в дизайне сайта добиться сложно. Понадобится знание еще как минимум каскадных таблиц стилей CSS и желательно некоторых более сложных языков. Но изучать их нужно только после овладения HTML. Разместить сайт в Интернете бесплатно также может любой, используя бесплатный хостинг (легко найти, используя Яндекс или Гугл) и доменное имя 3 уровня. Для этого нужно выгрузить созданный сайт с локального (своего) компьютера на сервер в свою ячейку. Более подробную информацию о создании сайта можно найти на странице www.chaynikam.info/sozdaysayt.html, а также здесь и здесь в разделе «Создание и продвижение сайтов». Совокупность всех сайтов Интернета — это воплощение сервиса World Wide Web (WWW) — системы взаимосвязей (гиперссылок и др.), которыми все сетевые ресурсы объединены в единое информационное пространство. Нажимая на ссылку, пользователь переходит на страницу другого сайта, оттуда – на следующую и т.д. WWW – это наиболее развитая часть всемирной паутины, ее интерфейс, через который чаще всего осуществляется доступ в глобальную информационную среду. Кроме www, в Интернете реализованы другие сервисы: электронная почта, передача данных по протоколу FTP, обмен текстовыми сообщениями в режиме реального времени (чат), потоковое мультимедиа и др. Но в большинстве случаев все эти сервисы тесно взаимосвязаны. Интернет возник не сразу, а создавался постепенно. Сегодня он продолжает совершенствоваться и развиваться, растет скорость передачи данных, разрабатываются новые сервисы и т.д. У Интернета нет границ (это всемирная сеть) и одного конкретного собственника. Его нельзя полностью выключить, поскольку физически он состоит из сетей, находящихся в разных странах. Контролируя провайдеров (субъектов, осуществляющих подключение этих локальных сетей к глобальной сети), можно обеспечить контроль над частью Интернета (запретить посещение отдельных сайтов и т.д.) или в определенной местности отключить его вообще. Но на такие радикальные меры большинство стран мира пока не решались.

Как устроена и как работает глобальная сеть интернет

Самой знаменитой глобальной сетью является Интернет, представляющий собой набор взаимосвязанных сетей, функционирующих как одна сеть. Основным каналом связи Интернета является последовательность сетей, организованных правительством США для взаимосвязи суперкомпьютеров ключевых научно-исследовательских лабораторий. Этот канал называется опорной сетью (backbone) и поддерживается Национальным научным фондом США (National Science Foundation).

Со времен организации первоначальной опорной сети, доступ к которой имели лишь ограниченное количество специальных пользователей, Интернет разросся в сеть, охватывающую весь мир и предоставляющую доступ миллионам простых пользователей.
Для передачи по Интернету информация разбивается протоколом TCP/IP на пакеты необходимого размера. На пути к пункту назначения пакеты проходят через различные сети разных уровней. В зависимости от применяемой схемы маршрутизации отдельные пакеты могут передаваться в Интернете по разным маршрутам, а потом собираться в первоначальную последовательность по прибытию в пункт назначения.

В процессе перемещения пакета от источника к назначению он может пройти через несколько локальных сетей, региональных сетей, маршрутизаторов, повторителей, хабов, мостов и шлюзов. Региональные сети (midlevel network) — это просто сети, которые могут обмениваться информацией между собой без подключения к Интернету.

Повторитель (repeater) предотвращает затухание сигналов, усиливая и передавая дальше полученную информацию. Хабы соединяют компьютеры в сетевой сегмент, позволяя им взаимодействовать друг с другом. Мосты соединяют различные сети, позволяя выполнять межсетевую трансляцию данных. Специальный тип моста, называющийся шлюзом, преобразует сообщения для обмена между сетями разных типов (например, между сетям Windows и сетями Apple).

Поставщики интернет-услуг.

Доступ к Интернету отдельным пользователям и сетям предоставляется компаниями — поставщиками интернет-услуг (ISP, Internet Service Provide). Эти компании владеют блоками адресов Интернета, которые они могут назначать своим клиентам. Когда пользователь подключается к поставщику интернет-услуг, он подключается к его серверу, который в свою очередь подключен к Интернету посредством устройств, называющихся маршрутизаторами. Маршрутизатор представляет собой устройство, которое получает сетевые пакеты от узлов сети и определяет их адрес назначения в Интернете и самый лучший маршрут для доставки пакета по этому адресу. Маршрутизация осуществляется на основе известных каналов в Интернете и объема трафика на разных сегментах. После этого маршрутизатор передает пакет в точку доступа к сети (Network Access Point, NAP).

Сервисы, предоставляемые поставщиком интернет-услуг своим клиентам, включают в себя:

• средство интернет-идентификации в виде IP-адреса;

• услуги электронной почты через серверы POP3 и SMTP;

• службы новостей через серверы Usenet;

• маршрутизацию через серверы DNS.

IP-адрес.

Поставщики интернет-услуг предоставляют своим клиентам адреса для доступа в Интернет, которые называются адресами протокола IP или IP-адресами. IP-адрес однозначно идентифицирует пользователя в Интернете, позволяя ему получать различного рода информацию. Сейчас используются две версии адресации в Интернете: протокол IPv4 и протокол IPv6.

До 2000 года преобладающей версией является версия IPv4. В этой версии протокола IP каждому узлу сети выделяется числовой адрес в виде XXX.YYY.ZZZ.AAA, где каждая группа букв представляет трехзначное число в десятичном формате (или 8-битовое в двоичном). Этот формат называется десятичным представлением с разделительными точками (dotted decimal notation), а сама группа — октетом. Десятичные числа каждого октета получаются из двоичных чисел, с которыми работает аппаратное обеспечение. Например, сетевому адресу 10000111. 10001011. 01001001. 00110110 в двоичном формате соответствует адрес 135. 139. 073. 054 в десятичном формате.

IP-адрес состоит из адреса сети и адреса узла. Адрес сети идентифицирует всю сеть, а адрес узла — отдельный узел в этой сети: маршрутизатор, сервер или рабочую станцию. Локальные сети разбиваются на 3 класса: A, B, C. Принадлежность сети к определенному классу определяется сетевой частью IP-адреса.

• Адреса сетей А зарезервированы для крупных сетей. Для сетевой части адреса применяются первые 8 битов (слева), а для адреса узла — последние 24 бита IP-адреса. Первый (старший) бит первого октета сетевого адреса равен 0, а за ним следует любая комбинация остальных 7 битов. Соответственно, IP-адреса класса А занимают диапазон 001.х.х.х — 126.х.х.х, что позволяет адресацию 126 отдельных сетей, в каждой из которых будет около 17 млн. узлов.

Диапазон адресов 1 27.х.х.х зарезервирован для тестирования сетевых систем. Некоторые из этих адресов принадлежат правительству США для тестирования опорной сети Интернета. Адрес 127.0.0.1 зарезервирован для тестирования шины локальной системы.

• Адреса класса В назначаются сетям среднего размера. Значение первых двух октетов лежит в числовом диапазоне 128.x.x.x — 191.254.0.0. Это позволяет адресовать до 16384 разных сетей, каждая из них может иметь 65 534 узлов.

• Адреса класса С применяются для сетей, где количество узлов сравнительно невелико. Сетевая часть адреса указывается первыми тремя октетами, а адрес сети — последним. Значение первых трех октетов, определяющих сетевой адрес, может быть в диапазоне 192.x.x.x — 223.254.254.0. Таким образом, адреса класса С позволяют адресацию приблизительно 2 млн. сетей, каждая из них может иметь до 254 узлов.

Версия IPv6 протокола IP была разработана с целью решения ожидаемой проблемы нехватки адресов, поддерживаемых версией IPv4. Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт, что позволяет поддерживать громадное количество IP-адресов. Протокол IPv6 также предусматривает проверку подлинности отправителя пакета, а также шифрование содержимого пакета. Поддержка протокола IPv6 встроена в Windows 7 и во многие дистрибутивы Linux; и в последние годы этот протокол применяется все чаще. Протокол IPv6 обеспечивает поддержку мобильных телефонов, бортовых компьютеров автомобилей и широкий круг других подключенных к Интернету персональных устройств.

Адреса IPv6 записываются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием: 2001: 0db8: 00a7: 0051: 4dc1: 635b: 0000: 2ffe. Нулевые группы могут представляться двойным двоеточием. Но адрес не может содержать больше двух последовательных двоеточий. Для удобства ведущие нули могут опускаться. При использовании в качестве URL-адреса IPv6-адрес необходимо заключать в квадратные скобки — http://[2001 : 0db8: 00a7: 0051 : 4dc1 : 635b: 0000:2ffe].

Подсети.

Узлы секций сети можно сгруппировать в подсети с общим диапазоном IP-адресов. Эти группы называются интрасетями. Каждый сегмент интрасети должен быть оснащен защитным шлюзом, играющим роль точки входа и выхода сегмента. Обычно роль шлюза играет устройство, называющееся маршрутизатором. Маршрутизатор — это интеллектуальное устройство, которое пересылает полученные данные на IP-адрес получателя.

В некоторых сетях в качестве внешнего шлюза применяется сетевой экран или, по-другому, брандмауэр (firewall). Обычный брандмауэр представляет собой комбинацию аппаратных и программных компонентов, создающих защитный барьер между сетями с разными уровнями безопасности. Администратор может настроить брандмауэр так, что он будет пропускать данные только на указанные IP-адреса и порты.

Для создания подсети маскируется сетевая часть IP-адреса узлов, которые нужно включить в данную подсеть. В связи с этим, мобильность данных ограничивается узлами подсети, так как эти узлы могут распознавать адреса только в пределах замаскированного диапазона. Для создания подсети существуют три основные причины.

• Чтобы изолировать разные сегменты сети друг от друга. Возьмем, например, сеть из 1 000 компьютеров. Без применения сегментации данные каждого из этих 1 000 компьютеров будут проходить через все остальные компьютеры. Представьте себе нагрузку на канал связи. Кроме этого, каждый пользователь сети будут иметь доступ к данным всех других ее членов.
• Чтобы эффективно использовать IP-адреса. Применение 32-битового представления IP-адреса допускает ограниченное количество адресов. Хотя 126 сетей, каждая с 17 млн. узлов, может казаться большим числом, в мировом сетевом масштабе этого количества адресов далеко не достаточно.
•  Чтобы позволить повторное использование одного IP-адреса сети. Например, разделение адресов класса С между двумя расположенными в разных местах подсетями позволяет выделить каждой подсети половину имеющихся адресов. Таким образом, обе подсети могут использовать один адрес сети класса С.

Чтобы создать подсеть, нужно заблокировать числами какие-либо или все биты октета IP-адреса. Например, маска со значением 255 блокирует весь октет, а маска со значением 254 блокирует всё, кроме одного адреса октета. Для сетей класса А обычно применяется маска 255. 0. 0. 0, для сетей класса В — маска 255 .255.0 .0, а для сетей класса С — маска 255. 255. 255. 0. Чтобы узнать адрес сети, нужно выполнить побитовую операцию логического «И» с IP-адресом и маской. В Windows 2000/XP значение по умолчанию маски сети вводится автоматически при вводе IP-адреса.

Объясни мне: как устроен интернет

Недав­но при­ня­ли закон о так назы­ва­е­мом суве­рен­ном интер­не­те. Есть мно­го слу­хов о том, что интер­нет смо­гут бло­ки­ро­вать, подав­лять, отклю­чать и мно­гое дру­гое. Мы не ком­мен­ти­ру­ем слу­хи, но вос­поль­зу­ем­ся слу­ча­ем и рас­ска­жем немно­го об устрой­стве само­го интер­не­та.

В этой ста­тье — основ­ные зна­ния о том, как устро­ен интер­нет, на при­ме­ре одно­го запро­са на сайт. Даль­ше — боль­ше. Что­бы было понят­но, мы наме­рен­но упус­ка­ем неко­то­рые тех­ни­че­ские дета­ли.

Интернет — это много компьютеров

Интер­нет — это мно­го вычис­ли­тель­ных машин, кото­рые объ­еди­не­ны в сеть. Объ­еди­не­ние в сеть озна­ча­ет, что одна вычис­ли­тель­ная маши­на может отпра­вить дру­гой сооб­ще­ние, а та может отве­тить. Пока непо­нят­но, но подо­жди­те.

Напри­мер, есть ваш смарт­фон. И есть ком­пью­тер «Яндек­са», кото­рый отве­ча­ет за отоб­ра­же­ние стра­ни­цы по адре­су yandex.ru. Смарт­фон дела­ет запрос «Пока­жи мне глав­ную yandex.ru», ком­пью­тер «Яндек­са» этот запрос полу­ча­ет, обра­ба­ты­ва­ет, про­ве­ря­ет, кто вы, и отда­ёт вам эту стра­ни­цу в виде кода. Ваш гад­жет полу­ча­ет код стра­ни­цы и выво­дит на экран в виде глав­ной стра­ни­цы «Яндек­са».

Может сло­жить­ся впе­чат­ле­ние, что мы ходим по интер­не­ту, захо­дим на сай­ты, вхо­дим в лич­ные каби­не­ты. На самом деле никто нику­да не ходит. Про­сто наш ком­пью­тер дела­ет запрос дру­го­му, тот даёт ответ, и наш ком­пью­тер выво­дит этот ответ на экран. Мож­но ска­зать, мы не ходим по интер­не­ту, а выбо­роч­но его ска­чи­ва­ем.

Клиенты и серверы

Обыч­но ком­пью­те­ры в интер­не­те гру­бо делят на кли­ен­ты и сер­ве­ры. Кли­ен­ты — это все ком­пью­те­ры, на кото­рых инфор­ма­цию потреб­ля­ют. Обыч­но у них есть кла­ви­а­ту­ры, экра­ны, они мобиль­ные и удоб­ные для людей. Ваш теле­фон, план­шет и ноут­бук — кли­ен­ты.

Сер­ве­ры — это тоже ком­пью­те­ры, но пред­на­зна­чен­ные для раз­да­чи инфор­ма­ции кли­ен­там. Внешне они обыч­но выгля­дят как метал­ли­че­ские ящи­ки, вкру­чен­ные в метал­ли­че­ские шка­фы: у них нет мони­то­ров и кла­ви­а­тур, зато внут­ри там огром­ные жёст­кие дис­ки, сот­ни гига­байт опе­ра­тив­ной памя­ти и мощ­ней­шие про­цес­со­ры.

Внут­ри меж­ду кли­ен­та­ми и сер­ве­ра­ми нет прин­ци­пи­аль­ных раз­ли­чий. И то, и дру­гое — ком­пью­те­ры. Вы може­те уста­но­вить программу-сервер на свой рабо­чий ком­пью­тер и после неко­то­рой настрой­ки раз­да­вать с него сай­ты. Или може­те под покро­вом ночи про­ник­нуть в сер­вер­ную, под­клю­чить к сер­ве­ру мони­тор и кла­ви­а­ту­ру и поиг­рать в пасьянс на 32-ядерном про­цес­со­ре.

Сер­ве­ром может рабо­тать почти любой ком­пью­тер. Вот несколь­ко идей:

Ваш ста­рый систем­ный блок, кото­рый пылит­ся в гара­же, мож­но пере­обо­ру­до­вать под фай­ло­вый сер­вер. На послед­ний мож­но будет ски­ды­вать семей­ные фото и делать резерв­ные копии важ­ных доку­мен­тов. Поста­ви­ли ком­пью­тер в кла­дов­ке, под­ве­ли к нему сете­вой про­вод, вклю­чи­ли и забы­ли.

На вашем рабо­чем ком­пью­те­ре может в фоно­вом режи­ме рабо­тать сер­вер для игры Counter-Strike. Дру­гие люди смо­гут спа­сать вир­ту­аль­ных залож­ни­ков и обез­вре­жи­вать вир­ту­аль­ные бом­бы, поль­зу­ясь мощ­но­стя­ми ваше­го ком­пью­те­ра.

Мож­но купить одно­плат­ный ком­пью­тер Raspberry Pi, под­клю­чить к нему Wi-Fi-антенну и бата­рею, и у вас будет кар­ман­ный сер­вер, кото­рый по ваше­му жела­нию может раз­да­вать фай­лы, пока­зы­вать сай­ты или управ­лять ботом в Telegram.

Мож­но на базе того же Raspberry Pi сде­лать сер­вер для умно­го дома. Он соби­ра­ет инфор­ма­цию со всех дат­чи­ков в квар­ти­ре, а вы под­клю­ча­е­тесь к нему через интер­нет и смот­ри­те, какая где тем­пе­ра­ту­ра, нет ли про­те­чек, что про­ис­хо­дит на каме­рах.

Как они связаны

Все пони­ма­ют, что в интер­не­те ком­пью­те­ры как-то свя­за­ны. Но как? Пред­ставь­те раз­ветв­лён­ную кор­не­вую систе­му дере­ва или кро­ве­нос­ную систе­му чело­ве­ка: есть боль­шие тол­стые арте­рии, от них отхо­дят сосу­ды, от них — более тон­кие сосу­ды, потом ещё и ещё, до тон­чай­ших капил­ля­ров. Похо­жим обра­зом устро­ен интер­нет.

Осно­ва интер­не­та — огром­ные маги­страль­ные кабе­ли, кото­рые лежат под зем­лёй и на дне оке­а­на: они соеди­ня­ют горо­да, стра­ны и кон­ти­нен­ты. Это тол­стые пуч­ки опто­во­лок­на, по кото­рым пере­да­ют­ся колос­саль­ные объ­ё­мы дан­ных.

Одна из глав­ных угроз меж­ду­на­род­но­му интер­не­ту — аку­лы: они любят грызть маги­страль­ные под­вод­ные кабе­ли. Это не шут­ка. При­чи­ну учё­ные пока не зна­ют — то ли из-за излу­че­ния, то ли про­сто инте­рес­но.

Огром­ные маги­страль­ные кабе­ли соеди­ня­ют боль­шие точ­ки обме­на дан­ны­ми: так назы­ва­е­мые экс­чейн­джи. Это орга­ни­за­ции, кото­рые отве­ча­ют за обмен тра­фи­ком меж­ду горо­да­ми, стра­на­ми и кон­ти­нен­та­ми. В Рос­сии око­ло 50 таких точек, в мире — поряд­ка 1 500.

В самом упро­щён­ном виде ваш интернет-провайдер полу­ча­ет доступ к бли­жай­ше­му экс­чейн­джу, что­бы иметь воз­мож­ность про­да­вать вам интер­нет. Пред­ставь­те, что от экс­чейн­джа про­кла­ды­ва­ет­ся тол­стый кабель к про­вай­де­ру. Кон­крет­но тол­стый кабель быва­ет не все­гда, но для наших целей такая мета­фо­ра подой­дёт. 

Даль­ше обыч­но так: про­вай­дер про­кла­ды­ва­ет менее тол­стый кабель в ваш рай­он, ста­вит в каком-нибудь доме рас­пре­де­ли­тель­ный марш­ру­ти­за­тор. Из него про­во­да тянут­ся в сосед­ние дома. Обра­ти­те вни­ма­ние на про­во­да меж­ду угол­ка­ми двух сосед­них мно­го­эта­жек — чаще все­го это интер­нет.

Про­вод попа­да­ет в ваш дом. На кры­ше или в под­ва­ле ста­вит­ся марш­ру­ти­за­тор — это устрой­ство, кото­рое опре­де­ля­ет, куда какой сиг­нал отпра­вить. В марш­ру­ти­за­тор встав­ля­ет­ся про­вод, кото­рый тянет­ся непо­сред­ствен­но в вашу квар­ти­ру. Мастер под­клю­ча­ет про­вод к марш­ру­ти­за­то­ру в вашей квар­ти­ре — та серая или чёр­ная коро­боч­ка с огонь­ка­ми. Коро­боч­ка начи­на­ет раз­да­вать Wi-Fi, и ваш ком­пью­тер под­клю­ча­ет­ся к сети.

Есть и дру­гие спо­со­бы под­клю­чить­ся, но в общем виде это так: маги­страль → город­ская точ­ка → про­вай­дер → рай­он → дом → подъ­езд → вы. И вез­де кабе­ли. Интер­нет — это не вол­шеб­ное обла­ко с кон­тен­том, это огром­ная куча сер­ве­ров, марш­ру­ти­за­то­ров и кабе­лей, кото­рые опле­та­ют пла­не­ту. И в самом кон­це, как вишен­ка на тор­те, ваш бес­про­вод­ной роу­тер с Wi-Fi.

Допу­стим, вы захо­те­ли открыть глав­ную стра­ни­цу «Яндек­са». Вот как всё будет про­ис­хо­дить.

Вы набра­ли в бра­у­зе­ре адрес yandex.ru. Опус­кая тех­ни­че­ские подроб­но­сти, ска­жем, что ваш бра­у­зер узнал, что сайт yandex.ru живёт на ком­пью­те­ре с адре­сом 77.88.55.80.

77.88.55.80 — это IP-адрес. Такой адрес есть у всех ком­пью­те­ров в интер­не­те, в том чис­ле у ваше­го. Ваш бра­у­зер гово­рит ком­пью­те­ру: «Сде­лай запрос на 77.88.55.80».

Ком­пью­тер упа­ко­вы­ва­ет этот запрос: ста­вит отмет­ку «от кого», «кому», фор­му­ли­ру­ет сам вопрос. Полу­ча­ет­ся такой пакет дан­ных. Он отправ­ля­ет этот пакет той коро­боч­ке, кото­рая сто­ит у вашей две­ри и мига­ет огонь­ка­ми.

Роу­тер смот­рит, что за адрес. Он видит, что ника­ких ком­пью­те­ров с таким адре­сом к это­му роу­те­ру не под­клю­че­но, поэто­му пере­да­ёт запрос более стар­ше­му роу­те­ру — на кры­ше подъ­ез­да.

Роу­тер на кры­ше видит, что ника­ких ком­пью­те­ров с нуж­ным адре­сом к нему тоже не под­клю­че­но. Он отда­ёт запрос выше, на рай­он­ный роу­тер. Тот ещё выше, про­вай­де­ру.

У про­вай­де­ра на роу­те­ре напи­са­на чёт­кая инструк­ция, что если при­дёт запрос на адрес 77.88.55.80, нуж­но пере­дать его вон тому роу­те­ру. Он это дела­ет. Мы ока­зы­ва­ем­ся на маги­страль­ном кана­ле, кото­рый при­ве­дёт запрос в «Яндекс».

У «Яндек­са» тыся­чи сер­ве­ров, и один из них отве­ча­ет за глав­ную стра­ни­цу. Он полу­чил запрос через цепоч­ку роу­те­ров и теперь обра­ба­ты­ва­ет.

Про­грам­ма на сер­ве­ре «Яндек­са» гото­вит ответ на запрос. Она смот­рит, из како­го горо­да к нему обра­ща­ют­ся, и ком­по­ну­ет ново­сти для это­го горо­да. Опре­де­ля­ет, зна­ет ли она это­го поль­зо­ва­те­ля, и если зна­ет — пока­зы­ва­ет ему чис­ло непро­чи­тан­ных в поч­то­вом ящи­ке. Ещё она совер­ша­ет мно­же­ство неви­ди­мых дей­ствий, что­бы опти­ми­зи­ро­вать стра­ни­цу.

Код ито­го­вой стра­ни­цы про­грам­ма паку­ет по малень­ким паке­там и отда­ёт на бли­жай­ший роу­тер. На каж­дом паке­те напи­сан обрат­ный адрес, с кото­ро­го изна­чаль­но при­шёл запрос. Роу­тер начи­на­ет искать, как бы доста­вить эти паке­ты обрат­но. Он отправ­ля­ет их на маги­страль, там роу­те­ры пере­да­ют эти паке­ты про­вай­де­ру, он их направ­ля­ет в нуж­ный рай­он, в рай­оне их отправ­ля­ют в дом, подъ­езд и, нако­нец, квар­ти­ру.

Паке­ты при­хо­дят в вашу коро­боч­ку у две­ри. Она нахо­дит, какой ком­пью­тер запра­ши­вал дан­ные из «Яндек­са», и отправ­ля­ет ему по бес­про­вод­ной свя­зи толь­ко что при­шед­шие паке­ты.

Ваш ком­пью­тер полу­ча­ет паке­ты, рас­па­ко­вы­ва­ет их, соби­ра­ет цель­ный текст и рису­ет из это­го тек­ста стра­ни­цу.

На весь путь из вашей квар­ти­ры до сер­ве­ра «Яндек­са» и обрат­но ушло мень­ше секун­ды, но в про­цес­се было задей­ство­ва­но не менее пяти­де­ся­ти машин — роу­те­ров и сер­ве­ров. Ваш запрос физи­че­ски про­пу­те­ше­ство­вал до сер­ве­ра «Яндек­са» и вер­нул­ся. У вас ощу­ще­ние, буд­то вы зашли в «Яндекс», но на самом деле «Яндекс» при­шёл в ваш дом.

Это толь­ко самые осно­вы. Даль­ше раз­бе­рём, что мож­но с эти­ми зна­ни­я­ми делать, как рабо­та­ют бло­ки­ров­ки интер­не­та и поче­му они на самом деле не рабо­та­ют, а глав­ное — как сде­лать соб­ствен­ный сайт, кото­рый будет рабо­тать не хуже «Яндек­са».

Как работает интернет: секретный ответ

Всем привет! Сегодня мы поговорим про то, что же такое интернет и как он работает, из чего состоит и как устроен. У многих понятие «Интернет» имеет свое представление: у кого-то это бесконечное количество сайтов, кто-то сразу себе представляет игру с друзьями в онлайн игры, а кто-то любит общаться с друзьями или созваниваться в Skype.

Если брать строгое понятие, то у нас получается, что интернет – это глобальная сеть, которая состоит из компьютеров, имеющих свой IP адрес. Общение в подобной всемирной сети идет с помощью информационных цифровых пакетов. Конечно в такой глобальной сети есть не только компьютеры, но также наши любимые телефоны, планшеты, а также любимый домашний Wi-Fi роутер, который позволяет нам выходить в интернет – но обо все по порядку.

Например, если мы подключим два компьютера с помощью провода, то у нас будет сеть из двух компьютеров. Но если подобных машин миллионы, и они будут по всему миру – это и есть интернет. Конечно, я немного утрировал, но в целом смысл должен быть понятен. Как и на почте все эти устройства общаются с помощью пакетов информации. И конечно же, как и на почте у каждого адресата (компьютера или другого устройства) должен быть свой адрес. Вот для этого и используют IP.

СОВЕТ! Далее я постараюсь кратко, но подробно рассказать принцип работы всемирной глобальной сети. Если же вы хотите понять его на все 100%, то советую читать все дополнительные ссылки. Также можете задавать свои вопросы в комментариях.

Немного истории

Изначально родоначальником интернета стало Министерство обороны США. Они поручили 4 крупнейшим университетам подключить в сеть все компьютеры, которые находились в центральном управлении оборонной организации. Начали, конечно же, с подключения кабеля. В процессе получилось подключить не только компы министерства обороны, но также все устройства 4-х университетов.

Проект стал активно развиваться, и уже в 1971 году была изобретена первая электронная почта. В 1973 году был проложен кабель в Европу, и уже к тому моменту можно считать, что сеть превратилась в глобальную. Сетка активно развивалась, и для нормальной работы и передачи информации в такой большой сети нужны были стандарты и определенные протоколы, которые помогали быстрой и слаженной работе интернета.

В 1983 году впервые начали использовать прогрессивный протокол адресации TCP/IP, который до сих пор используется. Я уже говорил про него ранее, но далее мы ещё раз его коснемся. В 1989 году были придуманы HTTP и HTML, которые мы также до сих пор используем для доступа к Web-сайтам.

Изначально сам термин «Интернет» был закреплен компанией ARPA, но впоследствии её вытеснила другая более продвинутая организация – «NSFNet». Именно они дали возможность пользоваться той глобальной сетью, к которой мы привыкли. Они же подарили миру первый браузер – NCSA Mosaic.

Принцип работы интернета

Теперь мы подобрались к вопросу – а как работает интернет? Мы уже поняли, что интернет – это по сути огромная глобальная сеть, подключенных устройств, работающих на одних стандартах и протоколах.

Для работы в интернете применяют три популярных понятия: клиент, сервер и сетевое устройство. Сейчас я покажу на примере.

Допустим у вас есть дома компьютер, телефон, планшет или даже телевизор, который подключен к интернету – все эти устройства можно назвать клиентами, так как с помощью них вы выходите в интернет.

Клиент – это устройство, с которого идет запрос в глобальное Web-пространство.

Чаще всего в домах есть так называемые Wi-Fi роутеры (они же «маршрутизаторы») – это маленькие нехитрые коробочки, которые раздают Wi-Fi, и к ним можно с помощью провода подключить тот же самый компьютер, телевизор, камеру видеонаблюдения или принтер. Роутер одновременно подключен к двух сетям:

• Локальная («внутренняя», или в нашем случае «домашняя») – это как раз все подключенные внутренние устройства. У них также есть свои внутренние IP адреса, которые не видны в глобальной сети.
• Внешняя (или интернет сеть) – то есть через роутер мы и выходим в интернет.

По сути маршрутизатор помогает организовывать локальную сеть и раздавать на все внутренние устройства интернет. Вот этот самый роутер, подключается к провайдеру, и он уже является «Сетевым устройством».

Сетевое устройство – это устройство, помогающее общаться клиенту и серверу. К сетевым устройствам относят: роутеры, коммутаторы, модемы и каналы связи.

А теперь мы подошли к понятию сервер. По сути сервер – это тот же самый компьютер, на котором лежит нужная нам информацию. Например, нам нужно зайти на сайт:

1. Мы открываем браузер и вводим адрес в браузерную адресную строку.
2. Идет запрос через весь интернет к серверу по нужному адресу. Пакет может проходить через различные каналы связи, коммутаторы, маршрутизаторы – это нас не интересует.
3. Сервер получает запрос и высылает ответ на наше устройство.
4. Сайт начинает отображаться у нас в браузере.

Давайте коротко расскажу про коммутаторы, маршрутизаторы и модемы – думаю вы также слышали эти понятия.

Маршрутизатор или роутер – это устройство, которое позволяет грамотно отправлять пакеты информации. Работает он на основе таблиц маршрутизации, где записаны адреса всех подключенных устройств. Таким образом при запросах или ответах, он как грамотный почтовый сотрудник отправляет письма нужному адресату (серверу или клиенту).

Роутер

Модем – это по сути переводчик в глобальной сети. Напомню, что компьютер, а также подобные устройства, умеют воспринимать только цифровую информацию, состоящую из 0 и 1. Модем переводит аналоговый (сигнал, передающийся чаще всего волнами) в цифровой, понятный для компьютеров сигнал.

Коммутатор – он просто соединяет компьютеры и другие устройства в одну локальную сеть.

Более подробно советую почитать про роутер, модем и коммутатор.

Коммутатор

Также в интернете есть такое понятие как «Узел» – по сути это любое устройство, которое подключено к интернету: будь это клиент, сервер или сетевое оборудование.

Коммутация

И чуть не забыл упомянуть про коммутацию. Чаще всего используют:

• Витую пару – медные провода, попарно скрученные между собой. Из-за потери сигнала и электромагнитного воздействия могут передавать сигнал не так далеко – в среднем на 100-200 м. Читать подробно…
• Оптоволокно – стеклянные провода, передающие информацию с помощью пучка света, сконцентрированного в центре кабеля. Самый надежный способ подключения. Читать подробно…
• 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 потихоньку уход.
• 3G/4G мобильная и спутниковая связь – передача идет с помощью радиоволн и использования спутников.

Последние три варианта используются в скупе с модемами, так как передача информации идет аналоговым путем.

Про IP и адресацию

На данный момент в интернете и сетях широко используется IP версии 4. Наверное, вы уже видели цифры подобные этому:

167.28.45.238

Вот это и есть пример IP адреса, который используется в сетях для того, чтобы пакеты информации доходили туда куда нужно. По сути мы получаем очень сложное число от 0 до 255 в каждом блоке после точки. И получается, что минимальное значение:

0.0.0.0

А максимальное:

255.255.255.255

Всего можно использовать 4,22 миллиардов адресов. На самом деле не так много, учитывая тот факт, что с каждым днем адресов становится все меньше и меньше. Плюс несколько миллионов адресов зарезервированы и используются на постоянной основе. На самом деле уже начиная с 2009 года порог в 4,22 миллиарда был достигнут.

И тут встает логичный вопрос – а как же тогда интернет существует, если уже более десяти лет назад лимит на адреса был исчерпан? На самом деле провайдеры, которые предоставляют нам интернет – крутятся как могут, и есть несколько решений подобной проблемы:

1. Использование Динамических IP адресов – провайдеры постоянно меняют адреса клиентов на новые. Работает это достаточно просто, и помогает в этом часовые пояса. Когда одна сторона земного шара спит, другая использует свободные адреса. И так по кругу. Более подробно про отличие динамического и статического адреса – читаем тут.
2. Серые IP адреса – мы уже ранее упоминали, что локальные адреса, например, находящиеся у вас дома, не видны в глобальной сети. Но провайдер, может устроить локальную сеть прям у вас в подъезде и подключить к одному узлу с одним адресом весь подъезд. Тогда у всех будет один внешний адрес, но вот внутри подъезда у каждого будет свой локальный. Более подробно об этом читаем тут.

3. Один из самых продвинутых вариантов — это использование нового протокола IP версии 6.

IPv6 – позволяет кодировать и использовать куда больше адресов за счет более длинного адреса. Посмотрите на пример представления IPv4 и IPv6 – как видите в кодировке используется куда больше символов, а также туда добавились еще и буквы. IPv6 с лихвой хватит для покрытия всего земного шара, но почему-то провайдеры не спешат переходить на адресацию шестого поколения – но почему?

На самом деле причин может быть несколько. Во-первых, нужно будет менять все оборудование, а это стоит денег. Во-вторых, уйдет приток денег за счет продажи статических белых IP адресов. Я думаю, лет через 10 им придется это сделать, так как к тому моменту устройств в интернете будет слишком много.

Домены

Для многих первое знакомство с интернетом был вход на какой-нибудь сайт. Именно так многие проверяют первое подключение к глобальной сети. Начнем с понятия «Домен» – это выделенная область каких-то серверов в интернете, которые имеют одинаковый признак.

Домены бывают разные:

• Географические – например, сейчас вы находитесь в России, так как в конце адреса стоит «ru» домен. Также есть США (us), Латвия (lv), Украина (ua, или укр), Япония (jr), Китай (cn) и т.д.
• Административные – обычно принадлежащие какой-то компании.
• Коммерческий – имеет самый известный домен: com.
• Тематические – характеризуют принадлежность к какой-то теме: love, bar, online, today.

Чаще всего доменное имя пишется в самом конце через точку, вот как у нас:

Wifigid.ru

Есть также домены разного уровня, например, если наш сайт начнет развиваться, и мы решим открыть подраздел, который будет отвечать отдельно за обзор компьютеров, то он будет называться так:

Obzorkompov.wifigid.ru

То есть сначала идет домен 2-го уровня, далее первого, и в самом конце региональный.

Примечание Ботана. На самом деле с технической стороны НЕ ТАК. Есть домен нулевого уровня – «.». Т.е. в конце каждого сайта после привычных нам «ru» должна стоять еще и точка, но браузеры и многие программы ее скрывают. Это и есть домен «нулевого уровня». «ru.» – домен первого уровня. «wifigid.ru.» – домен второго уровня, именно домен второго уровня и считается самым важным для конкретного сайта. «obzorkompov.wifigid.ru.» – домен третьего уровня или «поддомен» и т.д.

DNS

У многих уже, наверное, закрался вопрос – почему при адресации в интернете используется IP адреса, а мы при запросе в интернете чаще используем буквенный (URL) адрес? Действительно, в интернете и в сетях используется IP адресация. Но для того, чтобы людям было удобнее и понятнее, а также для того, чтобы не запоминать безликие цифры были придуманы DNS сервера.

DNS помогает перевести непонятный для сети URL адрес (wifigid.ru) в понятный IP (185.63.191.187).

Можете провести эксперимент и ввести вместо обычного адреса – IP.

Работает DNS так:

1. Вы вводите адрес в адресную строку браузера.
2. Через интернет идет запрос в DNS сервер, который ищет подобный адрес в специальном списке.
3. Если сервер находит адрес, он возвращает IP, с которым вы можете работать.

Про DNS более подробно читаем тут.

Мы только что услышали новое понятие: URL – это как раз и есть полный адрес, который вы используете для работы с сайтами. Он обычно состоит из:

• https:// – это протокол, который используется в работе.
• ru – адрес сервера.
• Далее идут страницы самого сайта: сначала раздел, а потом конечная статья.

А теперь мы подошли к очень интересной теме, а именно отображение сайтов. Как вы уже поняли, в интернете и сети информация передается бесконечным количество нулей и единиц. Но в конце на сайтах мы видим красивую картинку. Вот вам пример – если вы зайдете на нашу главную страницу, то увидите вот это:

А вот такую информацию получает компьютер от сервера:

Этот язык называется HTML – по сути это более простое представление информации для компьютера. И вот браузер переводит этот язык в более приятный для глаза человека: подгружая картинки, шрифты, рисуя блоки, квадратики и буквы в удобном виде.

Структура и строение интернета

Интернет — это глобальная сеть всех устройств, компьютеров, телефонов и других сетевых устройств. Из-за обширности и глобальности интернет разросся настолько, что разделился на некоторые сегменты:

• Обычный инет – это тот сегмент, куда вы сможете попасть: социальные сети, сайты компаний, порталы, форумы и т.д.
• Подводный – сайты, на которые не ведут официальные ссылки. Обычные форумы и клубы по интересам. Сайты, работающие по подпискам.
• Глубинный – сайты, заблокированные провайдерами по решению региональных властей. Хранят в себе запрещенную информацию
• Даркнет – обычный пользователь без обхода и VPN не сможет попасть туда. Подобные сайты используются в секретных целях как злоумышленниками, так и специальными службами.
• Закрытый – многие отвергают возможность его существования. Но есть легенда, что это обычные правительственные международные сети.1
• Марианский – сказочный, мифический уровень, на котором хранятся все тайные знания.

На самом деле в интернете есть много темных закоулков, именно поэтому точной схемы глобальной сети, нет ни у кого. Если у вас остались вопросы, то задавайте их в комментариях.

Как Устроен (Интернет) Технически и Глобально 2018

Как устроен интернет и глобальная сеть

Добрый день, друзья! В прошлой статье, мы узнали, как появился интернет. Теперь, давайте разберем, как устроен интернет? У большинства людей по данному вопросу ошибочное мнение. Многие люди считают, что интернет – это просто цепь подключенных между собой компьютеров.

Это и правда, и нет. Интернет не просто сеть подключенных друг к другу компьютеров посредством различных кабельных сетей и телефонных линий. Это ещё и сервера, передающие информацию, и суперкомпьютеры, обрабатывающие, передающие и хранящие данную информацию и прочее.

Интернет, это набор сетей, которые функционируют, как одна. Это последовательность подобных сетей, которые появились в Америки, чтобы мегакомпьютеры различных университетов и исследовательских центров взаимодействовали между собой. Это опорная сеть, которую финансирует национальный научный фонд Америки.

Со времени первых линий, пользоваться которыми могло небольшое число людей, глобальная сеть переросла в сеть, которая, как паутина опутала весь мир. Теперь доступ к ней появился практически у каждого желающего подключиться человека.

Чтобы легче проходить по линиям сети, данные разбиваются специальным протоколом TCP/IP на пакеты нужного объёма. Когда данные пакеты идут к нужному месту, они идут по множеству различных сетей и уровней.

От одной точки до другой, подобные пакеты могут дойти разными путями. Чаще всего, выбирается ближайший. Но если отдельный сервер переполнен информацией или не функционирует, пакет может его обойти и прибыть в нужное место иным путём.

Такой пакет информации может проходить региональные сити, локальные, различные маршрутизаторы, хабы, повторители, шлюзы и мосты. Региональные сети отличаются от локальных тем, что имеют возможность передавать данные, без входа в интернет.

Повторитель занимается предотвращением потухания сигнала, повышая его и передавая далее данные, которые получил. Хабы занимаются соединением ПК в сеть, давая им возможность обмениваться информацией между собой.

Мосты занимаются соединением сетей, помогая им осуществлять передачу информации. Особый вид подобного моста, шлюз, занимается преобразованием сообщений среди сетей различных типов (к примеру, среди сетей Apple и Windows).

Кто поставляет услуги интернета

Предоставляют интернет людям компании поставщики, вроде Internet Service Provide. Таким компаниям принадлежат блоки адресов Internet. Они их предоставляют клиентам. Человек подсоединяет свой ПК к подобному поставщику, его тут же соединяет с сервером.

Сервер соединён с интернетом, благодаря устройствам, называющимися Маршрутизаторами. Маршрутизатор – это прибор, получающий информацию от узлов сети и определяющий её адрес назначения в сети и наиболее выгодный путь по доставке данных к нужному адресу.

Подобный маршрут происходит с помощью известных путей в Internet и объема трафика на различных частях сегмента. Затем, маршрутизатор отдаёт информацию в нужную точку сети – Network Access Point. Сервисы включают в себя:

1. Электронную почту посредством серверов SMTP и POP
2. Услугу идентификации компьютера благодаря IP адресу.
3. Путь с применением серверов DNS.
4. Услугу новостной службы благодаря сервирам Usenet.

 Как устроен интернет и его IP адрес

Я думаю, многие из вас знают, что такое IP адрес и для чего он нужен. Даже знают собственный IP. Но я всё же сделаю пояснения. Провайдеры дают своим клиентам IP адрес для соединения компьютеров с интернетом. Их ещё называют адреса протокола IP.

IP адрес проводит идентификацию ПК человека в интернете, давая ему возможность получать различные данные из глобальной сети. Я думаю, многие из вас знают, что большая часть пользователей используют протокол IPv4. Но всё больше людей переходят на протокол IPv6.

Как устроен интернет с адресом IPv4

В конце 20 века преобладал протокол IPv4. Данная версия IP даёт адрес вида – XXX.YYY.ZZZ.AAA. Группы символов представляют трехзначную цифру в десятичном формате. Число может быть 8 – битное и формат двоичный.

Он носит название – Десятичное представление с разделительными точками. Группа же называется – октет. Десятичные цифры образуются из двоичных. С двоичными работает система компьютера. К примеру, адрес 106.122.115.102 в десятичном будет выглядеть как 01101010. 01111010. 01110011. 01100110.

Не пытайтесь разобрать в этом суть и смысл. Есть специальные таблицы кодов. Кому интересно, как выглядит его IP в десятичном виде, он может это узнать по ссылке.

IP адрес включает в себя адрес узла и сети. Соответственно, адрес сети проводит идентификацию всей сети, а адрес узла – отдельного узла в данной сети: сервер, рабочую станцию или маршрутизатор. Локальную сеть делят на 3 класса: A,B,C. Сетевая часть IP определяет принадлежность сети к её классу.

Как устроен интернет три класса сетей

Класс А занят крупными сетями. Сетевая часть применяет 8 битов, узловая 24 бита IP. У старшего бита первый октет = 0. Далее, идёт комбинация из любых других семи битов. Отсюда, IP А класса имеет диапазон: 001.х.х.х-126.х.х.х. Это даёт возможность появлению 126 сетей или 17000000 узлов.

Класс В даётся среднего размера сетям. Суть начальных октетов находится в пределах 128.х.х.х – 191.254.0.0. что даёт возможность появления 16384 сетей. Любой из подобных сетей может принадлежать 65534 узлов.

Класс С нужен для сетей, число узлов которых довольно мало. Сетевой элемент состоит из первых трех октетов. Адрес же сети – октетом последним. Суть первых 3-х октетов находится в диапазоне 192.х.х.х – 223.254.254.0. Отсюда, к классу С относится около 2000000 сетей. Каждой из данных сетей может принадлежать 254 узлов.

Как устроен интернет с адресом IPv6

Я думаю, вам понятно, что протокол IPv6 создан из-за банальной нехватки IP адресов, т.к. число пользователей интернета значительно возросло. Данный адрес равен 128 битам и 16 байтам. Это значительно увеличивает число IP.

IPv6, кроме прочего, проверяет подлинность пакета отправителя, и шифрование подобного пакета. Данный протокол поддерживают ОС от Windows 7 до Windows 10 и часть дистрибутивов Linux. IPv6 в последнее время применяют всё больше. Также, мобильные телефоны поддерживают данный протокол, автомобильные компьютеры и прочие устройства.

IPv6 состоит из 8 групп четырехзначных шестнадцатеричных цифр, которые разделены двоеточием: 1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001. Что интересно, группы, где одни нули, могут писаться просто двоеточием, но не более двух двоеточий.

Иногда нули даже отпускаются. URL адрес такого вида обязательно заключается в квадратные скобочки: — http://[1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001].

Как устроен интернет подсети

Узлы сети группируются в подсети, их назвали интрасетями. Каждая часть интрасети должна иметь защитный шлюз, выполняющий роль точек для входа и выхода сегмента. Функцию шлюза выполняет прибор, называющийся – маршрутизатором.

Маршрутизатор представляет интеллектуальный прибор, пересылающий информацию получателю. Часть сетей в виде шлюза использует защитный сетевой экран, firewall (брандмауэр).

Firewall это комбинация различных компонентов, программных и аппаратных, которые создают барьер для защиты вашего ПК. Брандмауэр можно сравнить с дверью в интернет. Она может быть открытой для части программ, приоткрытой и закрытой. Именно firewall, а не антивирус не даёт попасть вирусу на компьютер. Поэтому, firewall должен быть установлен на каждом ПК. Антивирус же просто лечит уже зараженную систему. Наилучший вариант – это антивирус со встроенным файрволлом.

Можно провести настройку файрволла так, чтобы он пропускал информацию лишь на необходимые порты и адреса. Чтобы создать подсеть, маскируют сетевую часть IP адреса узла. Отсюда, мобильность информации ограничивают узлами подсети, т.к. данные узлы распознают адреса в определенном замаскированном диапазоне.

Причины создания подсети

1. Эффективное использование IP адресов. Когда используют 32 битный адрес, получается ограниченное число адресов. На первый взгляд, 126 сетей и 17000000 узлов кажется приличным количеством, но, в глобальном масштабе это не много.
2. Изоляция различных сегментов сети. К примеру, у сети имеется 1000 ПК. Если не применять сегментацию, информация пройдёт через все 1000 ПК. Можете представить, какую нагрузку в это время испытывает канал связи. Также, все пользователи сети получат доступ и информации всех её участников.
3. Для повторного использования одного IP. К примеру, если разделить адреса класса С в двух местах подсети, можно дать каждой подсети одну вторую часть адресов сети. Отсюда, две подсети смогут применять один IP класса С.

Для создания подсети, необходима блокировка цифрами части или всех битов данного IP. К примеру, маска, имеющее значение 254 будет блокировать все адреса октета, кроме одного. Значение 255, заблокирует весь октет.

Чтобы создать подсеть класса А, подойдёт маска 255.0.0.0. Класса В – 255.255.0.0. Класса С 255.255.255.0. Чтобы узнать свой IP адрес, достаточно в поисковик ввести «Узнать IP адрес» и вы в течение секунды узнаете свой IP.

Что такое хостинги

Я забыл упомянуть про хостинги, где располагаются сайты, с которых мы получаем большинство информации. Хостинги — это тоже суперкомпьютеры, в которых, как в ячейках, находятся сайты. Хостинги также дают и получают информацию, точнее, это делают сайты и блоги, которые в них находятся. Даже Яндекс с Google находятся в суперкомпьютерах и имеют множество своих серверов по всему миру.

Рекордсмен в этом деле поисковая система Google. У неё по всему миру тысячи своих серверов и все они соединены между собой с помощью оптиковолоконных или просто телефонных линий. Это действительно похоже на гигантскую сеть (или паутину), которая опутала весь мир. Недаром, интернет называют Глобальной сетью! И удивительно, как быстро данная Глобальная сеть распространяется по всему миру!

Я надеюсь, теперь вам понятно, как устроен интернет. Успехов!

С уважением             Андрей Зимин                     20.11.2016 г.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!

Интернет — Что это такое и как он работает: подробно!

30 апреля, 2020

Автор: Maksim

Интернет является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Им пользуется огромное количество людей самого разного возраста и увлечений. Выйти в веб можно почти с любого устройства, даже с телевизора.

Поэтому, довольно важно знать, что скрывается под этим термином, его правильное определение и, что он вообще из себя представляет. Как миллионы людей могут быть объединены в одну большую — глобальную сеть?

Прошлая публикация про то, что такое vpn была очень информативна и оказалась для многих полезной, сегодня мы подробно и в картинках разберем определение интернета, рассмотрим, как он появился — историю его возникновения и принципы работы.

Что такое интернет

Интернет (internet, инет, глобальная сеть) — это всемирная информационная система связи, представляющая собой множество компьютерных сетей на всей планете объединенных между собой. Т.е. — это глобальная сеть, к которой подключено неограниченное количество устройств и других сетей. Находятся они в ней одновременно. Интернет становится больше и развивается, так как количество устройств и сетей, подключающихся к нему растет с каждым днем.

Интернет строится и работает на модели протоколов TCP/IP. Используется, как средство передачи информации для множества различных систем передачи данных. Именно на его основе и внутри него, работает всемирная паутина — World Wide Web, благодаря которой мы можем посещать свои любимые сайты.

Важно! Интернет не является всемирной паутиной — это разные вещи. Веб работает внутри глобальной сети и позволяет нам получать информацию в виде веб-ресурсов — сайтов. Подробнее о том, что такое www, написано в соответствующей статье.

Так, как Internet представляет из себя множество — миллионы подключенных между собой устройств, он не может быть чьим-то. Он никому не принадлежит. Некоторые государства, создают свой «локальный интернет», отгораживаясь от остального мира файрволом.

История создания интернета

Идея соединения между собой нескольких компьютеров появилась еще при их создании, но сделали это лишь в 1 969 году. Соединили между собой два ПК из разных университетов — ПК Sigma 7 из Калифорнии с ПК SDS 940 в Стэнфорде.

Так, в далеком 1 969 году, была создана самая первая в мире сеть — ARPANET. Она была закрытой для большинства и больше применялась для военных нужд. Чтобы обеспечивать качественную передачу данных в 1 983 году в ней начали использовать проколы TCP/IP — которыми мы до сих пор пользуемся.

Используя сильные стороны и удачные решения ARPANET в 1 984 году национальным научным фондом США была создана уже более открытая и современная сеть — NSFNet. Использовали ее для установления связи между вычислительными центрами и институтами посредством компьютеров. Подключение к ней было довольно свободным, поэтому уже к 1 992 году к ней было подключено уже более 7 500 тысяч других мелких сеток. Некоторые были и из разных стран.

ARPANET просуществовала до 1 990 года, после чего полностью уступила место более современной NSFNet. За год до этого, в 1 989 году британский специалист Тим Бернерс-Ли начал реализацию своей концепции всемирной паутины и начал разработку протокола HTTP для TCP/IP, языка гипертекста — HTML, идентификаторов адресов — URI и браузера. Назвал он свой проект — World Wide Web.

В 1 990 году всемирная паутина вышла в свет и стала доступна для исследовательских учреждений. Первый браузер вышел тогда же и назывался WordWideWeb.

В 1 991 году всемирная паутина вышла в общий доступ для всех компьютеров, соединенных с интернетом. А, в 1 993 году вышел в свет первый графический браузер Windows NCSA Mosaic, на основе которого были созданы браузеры Internet Explorer и другие. Именно благодаря появлению всемирной паутины, браузеров, возможности создавать сайты — популярность интернета начала расти огромными темпами. Люди смогли не просто общаться между компьютерами по сети, а получили полноценное медиа пространство с практически безграничными возможностями для обмена информацией в удобном — графическом виде.

Так, теперь в интернете можно:

• Читать книги, статьи — любую литературу
• Смотреть фильмы и другие видеоролики
• Играть в игры
• Общаться с пользователями из любой страны
• и многое другое

С этого момента Internet стал приобретать нынешний вид и развиваться бешеными темпами. А всемирной паутиной мы пользуемся с вами каждый день. Маршрутизацией трафика с 1 995 года начали заниматься привычные нам провайдеры, а NSFNet вернулась к тому, с чего начинала — к исследовательской деятельности.

Как работает и устроен интернет

Это миллионы подключенных между собой устройств и других сетей. Все они объединены в одну большую — глобальную сеть и могут общаться между собой в ней. Для передачи данных используются протоколы TCP/IP, благодаря, которым есть возможность передавать и получать самую различную информацию.

Всемирная паутина — это составляющая часть интернета, то, благодаря чему работают все сайты. Она дает нам возможность посещать и создавать сайты, и другие ресурсы в веб.

Компьютеры соединены в одну сеть с помощью кабелей, которыми владеют провайдеры. Через них маршрутизируется весь трафик. Также, доступ в Internet может передаваться и через спутники.

Центры обмена трафика называются Internet Exchange (IX), они обрабатывают основной международный трафик. И, да, эти кабели находятся между континентами и под огромной глубиной в море/океане — около 3км.

Провайдеры делятся — на больших и маленьких, владельцы самих кабелей могут сами не давать доступ к интернету, а продавать его через других более мелких провайдеров.

Сети делаться на уровни:

• 1 уровень — это основные провайдеры, которые владеют международными кабелями
• 2 уровень — провайдеры, которые осуществляют маршрутизацию внутри одной страны
• 3 уровень — локальные провайдеры одного города и более мелкие

Все они объединены между собой и из них и строится вся всемирная сеть нашей планеты.

Чтобы все это работало правильно и были разработаны протоколы TCP/IP. Благодаря им компьютеры внутри сетей могут взаимодействовать между собой. Протоколы являются стандартом и не зависят от устройства или операционной системы. Их придерживаются и производители устройств, и разработчики операционных систем. Поэтому неважно, будь у вас Windows или Mac OS — интернет везде будет работать одинаково — по одним и тем же правилам.

В заключение

Теперь вы точно знаете, что такое Internet или, как его любят называть — инет, когда он появился и какую огромную роль играет в роли развития всего человечества. Это действительно неиссякаемый источник информации и толчок к образованию всех на этой планете.

Основы компьютерных сетей. Тема №1. Основные сетевые термины и сетевые модели

Всем привет. На днях возникла идея написать статьи про основы компьютерных сетей, разобрать работу самых важных протоколов и как строятся сети простым языком. Заинтересовавшихся приглашаю под кат.

Немного оффтопа: Приблизительно месяц назад сдал экзамен CCNA (на 980/1000 баллов) и осталось много материала за год моей подготовки и обучения. Учился я сначала в академии Cisco около 7 месяцев, а оставшееся время вел конспекты по всем темам, которые были мною изучены. Также консультировал многих ребят в области сетевых технологий и заметил, что многие наступают на одни и те же грабли, в виде пробелов по каким-то ключевым темам. На днях пару ребят попросили меня объяснить, что такое сети и как с ними работать. В связи с этим решил максимально подробно и простым языком описать самые ключевые и важные вещи. Статьи будут полезны новичкам, которые только встали на путь изучения. Но, возможно, и бывалые сисадмины подчеркнут из этого что-то полезное. Так как я буду идти по программе CCNA, это будет очень полезно тем людям, которые готовятся к сдаче. Можете держать статьи в виде шпаргалок и периодически их просматривать. Я во время обучения делал конспекты по книгам и периодически читал их, чтобы освежать знания.

Вообще хочу дать всем начинающим совет. Моей первой серьезной книгой, была книга Олиферов «Компьютерные сети». И мне было очень тяжело читать ее. Не скажу, что все было тяжело. Но моменты, где детально разбиралось, как работает MPLS или Ethernet операторского класса, вводило в ступор. Я читал одну главу по несколько часов и все равно многое оставалось загадкой. Если вы понимаете, что какие то термины никак не хотят лезть в голову, пропустите их и читайте дальше, но ни в коем случае не отбрасывайте книгу полностью. Это не роман или эпос, где важно читать по главам, чтобы понять сюжет. Пройдет время и то, что раньше было непонятным, в итоге станет ясно. Здесь прокачивается «книжный скилл». Каждая следующая книга, читается легче предыдущей книги. К примеру, после прочтения Олиферов «Компьютерные сети», читать Таненбаума «Компьютерные сети» легче в несколько раз и наоборот. Потому что новых понятий встречается меньше. Поэтому мой совет: не бойтесь читать книги. Ваши усилия в будущем принесут плоды. Заканчиваю разглагольствование и приступаю к написанию статьи.

Итак, начнем с основных сетевых терминов.

Что такое сеть? Это совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Сюда можно отнести сервера, компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и так далее. Размер этой сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем. Чтобы не было каши, разделим компоненты сети на группы:

1) Оконечные узлы: Устройства, которые передают и/или принимают какие-либо данные. Это могут быть компьютеры, телефоны, сервера, какие-то терминалы или тонкие клиенты, телевизоры.

2) Промежуточные устройства: Это устройства, которые соединяют оконечные узлы между собой. Сюда можно отнести коммутаторы, концентраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа Wi-Fi.

3) Сетевые среды: Это те среды, в которых происходит непосредственная передача данных. Сюда относятся кабели, сетевые карточки, различного рода коннекторы, воздушная среда передачи. Если это медный кабель, то передача данных осуществляется при помощи электрических сигналов. У оптоволоконных кабелей, при помощи световых импульсов. Ну и у беспроводных устройств, при помощи радиоволн.

Посмотрим все это на картинке:

На данный момент надо просто понимать отличие. Детальные отличия будут разобраны позже.

Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети? Ответов на этот вопрос много, но я освещу самые популярные, которые используются в повседневной жизни:

1) Приложения: При помощи приложений отправляем разные данные между устройствами, открываем доступ к общим ресурсам. Это могут быть как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом.

2) Сетевые ресурсы: Это сетевые принтеры, которыми, к примеру, пользуются в офисе или сетевые камеры, которые просматривает охрана, находясь в удаленной местности.

3) Хранилище: Используя сервер или рабочую станцию, подключенную к сети, создается хранилище доступное для других. Многие люди выкладывают туда свои файлы, видео, картинки и открывают общий доступ к ним для других пользователей. Пример, который на ходу приходит в голову, — это google диск, яндекс диск и тому подобные сервисы.

4) Резервное копирование: Часто, в крупных компаниях, используют центральный сервер, куда все компьютеры копируют важные файлы для резервной копии. Это нужно для последующего восстановления данных, если оригинал удалился или повредился. Методов копирования огромное количество: с предварительным сжатием, кодированием и так далее.

5) VoIP: Телефония, работающая по протоколу IP. Применяется она сейчас повсеместно, так как проще, дешевле традиционной телефонии и с каждым годом вытесняет ее.

Из всего списка, чаще всего многие работали именно с приложениями. Поэтому разберем их более подробно. Я старательно буду выбирать только те приложения, которые как-то связаны с сетью. Поэтому приложения типа калькулятора или блокнота, во внимание не беру.

1) Загрузчики. Это файловые менеджеры, работающие по протоколу FTP, TFTP. Банальный пример — это скачивание фильма, музыки, картинок с файлообменников или иных источников. К этой категории еще можно отнести резервное копирование, которое автоматически делает сервер каждую ночь. То есть это встроенные или сторонние программы и утилиты, которые выполняют копирование и скачивание. Данный вид приложений не требует прямого человеческого вмешательства. Достаточно указать место, куда сохранить и скачивание само начнется и закончится.

Скорость скачивания зависит от пропускной способности. Для данного типа приложений это не совсем критично. Если, например, файл будет скачиваться не минуту, а 10, то тут только вопрос времени, и на целостности файла это никак не скажется. Сложности могут возникнуть только когда нам надо за пару часов сделать резервную копию системы, а из-за плохого канала и, соответственно, низкой пропускной способности, это занимает несколько дней. Ниже приведены описания самых популярных протоколов данной группы:

FTP- это стандартный протокол передачи данных с установлением соединения. Работает по протоколу TCP (этот протокол в дальнейшем будет подробно рассмотрен). Стандартный номер порта 21. Чаще всего используется для загрузки сайта на веб-хостинг и выгрузки его. Самым популярным приложением, работающим по этому протоколу — это Filezilla. Вот так выглядит само приложение:

TFTP- это упрощенная версия протокола FTP, которая работает без установления соединения, по протоколу UDP. Применяется для загрузки образа бездисковыми рабочими станциями. Особенно широко используется устройствами Cisco для той же загрузки образа и резервных копий.

Интерактивные приложения. Приложения, позволяющие осуществить интерактивный обмен. Например, модель «человек-человек». Когда два человека, при помощи интерактивных приложений, общаются между собой или ведут общую работу. Сюда относится: ICQ, электронная почта, форум, на котором несколько экспертов помогают людям в решении вопросов. Или модель «человек-машина». Когда человек общается непосредственно с компьютером. Это может быть удаленная настройка базы, конфигурация сетевого устройства. Здесь, в отличие от загрузчиков, важно постоянное вмешательство человека. То есть, как минимум, один человек выступает инициатором. Пропускная способность уже более чувствительна к задержкам, чем приложения-загрузчики. Например, при удаленной конфигурации сетевого устройства, будет тяжело его настраивать, если отклик от команды будет в 30 секунд.

Приложения в реальном времени. Приложения, позволяющие передавать информацию в реальном времени. Как раз к этой группе относится IP-телефония, системы потокового вещания, видеоконференции. Самые чувствительные к задержкам и пропускной способности приложения. Представьте, что вы разговариваете по телефону и то, что вы говорите, собеседник услышит через 2 секунды и наоборот, вы от собеседника с таким же интервалом. Такое общение еще и приведет к тому, что голоса будут пропадать и разговор будет трудноразличимым, а в видеоконференция превратится в кашу. В среднем, задержка не должна превышать 300 мс. К данной категории можно отнести Skype, Lync, Viber (когда совершаем звонок).

Теперь поговорим о такой важной вещи, как топология. Она делится на 2 большие категории: физическая и логическая. Очень важно понимать их разницу. Итак, физическая топология — это как наша сеть выглядит. Где находятся узлы, какие сетевые промежуточные устройства используются и где они стоят, какие сетевые кабели используются, как они протянуты и в какой порт воткнуты. Логическая топология — это каким путем будут идти пакеты в нашей физической топологии. То есть физическая — это как мы расположили устройства, а логическая — это через какие устройства будут проходить пакеты.

Теперь посмотрим и разберем виды топологии:

1) Топология с общей шиной (англ. Bus Topology)

Одна из первых физических топологий. Суть состояла в том, что к одному длинному кабелю подсоединяли все устройства и организовывали локальную сеть. На концах кабеля требовались терминаторы. Как правило — это было сопротивление на 50 Ом, которое использовалось для того, чтобы сигнал не отражался в кабеле. Преимущество ее было только в простоте установки. С точки зрения работоспособности была крайне не устойчивой. Если где-то в кабеле происходил разрыв, то вся сеть оставалась парализованной, до замены кабеля.

2) Кольцевая топология (англ. Ring Topology)

В данной топологии каждое устройство подключается к 2-ум соседним. Создавая, таким образом, кольцо. Здесь логика такова, что с одного конца компьютер только принимает, а с другого только отправляет. То есть, получается передача по кольцу и следующий компьютер играет роль ретранслятора сигнала. За счет этого нужда в терминаторах отпала. Соответственно, если где-то кабель повреждался, кольцо размыкалось и сеть становилась не работоспособной. Для повышения отказоустойчивости, применяют двойное кольцо, то есть в каждое устройство приходит два кабеля, а не один. Соответственно, при отказе одного кабеля, остается работать резервный.

3) Топология звезда (англ. Star Topology)

Все устройства подключаются к центральному узлу, который уже является ретранслятором. В наше время данная модель используется в локальных сетях, когда к одному коммутатору подключаются несколько устройств, и он является посредником в передаче. Здесь отказоустойчивость значительно выше, чем в предыдущих двух. При обрыве, какого либо кабеля, выпадает из сети только одно устройство. Все остальные продолжают спокойно работать. Однако если откажет центральное звено, сеть станет неработоспособной.

4)Полносвязная топология (англ. Full-Mesh Topology)

Все устройства связаны напрямую друг с другом. То есть с каждого на каждый. Данная модель является, пожалуй, самой отказоустойчивой, так как не зависит от других. Но строить сети на такой модели сложно и дорого. Так как в сети, в которой минимум 1000 компьютеров, придется подключать 1000 кабелей на каждый компьютер.

5)Неполносвязная топология (англ. Partial-Mesh Topology)

Как правило, вариантов ее несколько. Она похожа по строению на полносвязную топологию. Однако соединение построено не с каждого на каждый, а через дополнительные узлы. То есть узел A, связан напрямую только с узлом B, а узел B связан и с узлом A, и с узлом C. Так вот, чтобы узлу A отправить сообщение узлу C, ему надо отправить сначала узлу B, а узел B в свою очередь отправит это сообщение узлу C. В принципе по этой топологии работают маршрутизаторы. Приведу пример из домашней сети. Когда вы из дома выходите в Интернет, у вас нет прямого кабеля до всех узлов, и вы отправляете данные своему провайдеру, а он уже знает куда эти данные нужно отправить.

6) Смешанная топология (англ. Hybrid Topology)

Самая популярная топология, которая объединила все топологии выше в себя. Представляет собой древовидную структуру, которая объединяет все топологии. Одна из самых отказоустойчивых топологий, так как если у двух площадок произойдет обрыв, то парализована будет связь только между ними, а все остальные объединенные площадки будут работать безотказно. На сегодняшний день, данная топология используется во всех средних и крупных компаниях.

И последнее, что осталось разобрать — это сетевые модели. На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый вендор использовал свои проприетарные решения, которые не работали с технологиями других вендоров. Конечно, оставлять так было нельзя и нужно было придумывать общее решение. Эту задачу взвалила на себя международная организация по стандартизации (ISO — International Organization for Standartization). Они изучали многие, применяемые на то время, модели и в результате придумали модель OSI, релиз которой состоялся в 1984 году. Проблема ее была только в том, что ее разрабатывали около 7 лет. Пока специалисты спорили, как ее лучше сделать, другие модели модернизировались и набирали обороты. В настоящее время модель OSI не используют. Она применяется только в качестве обучения сетям. Мое личное мнение, что модель OSI должен знать каждый уважающий себя админ как таблицу умножения. Хоть ее и не применяют в том виде, в каком она есть, принципы работы у всех моделей схожи с ней.

Состоит она из 7 уровней и каждый уровень выполняет определенную ему роль и задачи. Разберем, что делает каждый уровень снизу вверх:

1) Физический уровень (Physical Layer): определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов.

2) Канальный уровень (Data Link Layer): он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных. Если слышали про MAC-адреса и протокол «Ethernet», то они располагаются на этом уровне.

3) Сетевой уровень (Network Layer): этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети. Думаю, многие слышали про протоколы IPv4 и IPv6. Эти протоколы работают на данном уровне.

4) Транспортный уровень (Transport Layer): Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP (с установлением соединения) и UDP (без установления соединения).

5) Сеансовый уровень (Session Layer): Роль этого уровня в установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. К примеру, когда открываете страницу на веб-сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень.

6) Уровень представления (Presentation Layer): Он структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Например, многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения.

7) Прикладной уровень (Application Layer): Наверное, это самый понятный для всех уровень. Как раз на этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры по протоколу HTTP, FTP и остальное.

Самое главное помнить, что нельзя перескакивать с уровня на уровень (Например, с прикладного на канальный, или с физического на транспортный). Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний). Также стоит упомянуть, что на каждом уровне передаваемая информация называется по-разному.

На прикладном, представления и сеансовым уровнях, передаваемая информация обозначается как PDU (Protocol Data Units). На русском еще называют блоки данных, хотя в моем круге их называют просто данные).

Информацию транспортного уровня называют сегментами. Хотя понятие сегменты, применимо только для протокола TCP. Для протокола UDP используется понятие — датаграмма. Но, как правило, на это различие закрывают глаза.
На сетевом уровне называют IP пакеты или просто пакеты.

И на канальном уровне — кадры. С одной стороны это все терминология и она не играет важной роли в том, как вы будете называть передаваемые данные, но для экзамена эти понятия лучше знать. Итак, приведу свой любимый пример, который помог мне, в мое время, разобраться с процессом инкапсуляции и деинкапусуляции:

1) Представим ситуацию, что вы сидите у себя дома за компьютером, а в соседней комнате у вас свой локальный веб-сервер. И вот вам понадобилось скачать файл с него. Вы набираете адрес страницы вашего сайта. Сейчас вы используете протокол HTTP, которые работает на прикладном уровне. Данные упаковываются и спускаются на уровень ниже.

2) Полученные данные прибегают на уровень представления. Здесь эти данные структурируются и приводятся в формат, который сможет быть прочитан на сервере. Запаковывается и спускается ниже.

3) На этом уровне создается сессия между компьютером и сервером.

4) Так как это веб сервер и требуется надежное установление соединения и контроль за принятыми данными, используется протокол TCP. Здесь мы указываем порт, на который будем стучаться и порт источника, чтобы сервер знал, куда отправлять ответ. Это нужно для того, чтобы сервер понял, что мы хотим попасть на веб-сервер (стандартно — это 80 порт), а не на почтовый сервер. Упаковываем и спускаем дальше.

5) Здесь мы должны указать, на какой адрес отправлять пакет. Соответственно, указываем адрес назначения (пусть адрес сервера будет 192.168.1.2) и адрес источника (адрес компьютера 192.168.1.1). Заворачиваем и спускаем дальше.

6) IP пакет спускается вниз и тут вступает в работу канальный уровень. Он добавляет физические адреса источника и назначения, о которых подробно будет расписано в последующей статье. Так как у нас компьютер и сервер в локальной среде, то адресом источника будет являться MAC-адрес компьютера, а адресом назначения MAC-адрес сервера (если бы компьютер и сервер находились в разных сетях, то адресация работала по-другому). Если на верхних уровнях каждый раз добавлялся заголовок, то здесь еще добавляется концевик, который указывает на конец кадра и готовность всех собранных данных к отправке.

7) И уже физический уровень конвертирует полученное в биты и при помощи электрических сигналов (если это витая пара), отправляет на сервер.

Процесс деинкапсуляции аналогичен, но с обратной последовательностью:

1) На физическом уровне принимаются электрические сигналы и конвертируются в понятную битовую последовательность для канального уровня.

2) На канальном уровне проверяется MAC-адрес назначения (ему ли это адресовано). Если да, то проверяется кадр на целостность и отсутствие ошибок, если все прекрасно и данные целы, он передает их вышестоящему уровню.

3) На сетевом уровне проверяется IP адрес назначения. И если он верен, данные поднимаются выше. Не стоит сейчас вдаваться в подробности, почему у нас адресация на канальном и сетевом уровне. Это тема требует особого внимания, и я подробно объясню их различие позже. Главное сейчас понять, как данные упаковываются и распаковываются.

4) На транспортном уровне проверяется порт назначения (не адрес). И по номеру порта, выясняется какому приложению или сервису адресованы данные. У нас это веб-сервер и номер порта — 80.

5) На этом уровне происходит установление сеанса между компьютером и сервером.

6) Уровень представления видит, как все должно быть структурировано и приводит информацию в читабельный вид.

7) И на этом уровне приложения или сервисы понимают, что надо выполнить.

Много было написано про модель OSI. Хотя я постарался быть максимально краток и осветить самое важное. На самом деле про эту модель в Интернете и в книгах написано очень много и подробно, но для новичков и готовящихся к CCNA, этого достаточно. Из вопросов на экзамене по данной модели может быть 2 вопроса. Это правильно расположить уровни и на каком уровне работает определенный протокол.

Как было написано выше, модель OSI в наше время не используется. Пока разрабатывалась эта модель, все большую популярность получал стек протоколов TCP/IP. Он был значительно проще и завоевал быструю популярность.
Вот так этот стек выглядит:

Как видно, он отличается от OSI и даже сменил название некоторых уровней. По сути, принцип у него тот же, что и у OSI. Но только три верхних уровня OSI: прикладной, представления и сеансовый объединены у TCP/IP в один, под названием прикладной. Сетевой уровень сменил название и называется — Интернет. Транспортный остался таким же и с тем же названием. А два нижних уровня OSI: канальный и физический объединены у TCP/IP в один с названием — уровень сетевого доступа. Стек TCP/IP в некоторых источниках обозначают еще как модель DoD (Department of Defence). Как говорит википедия, была разработана Министерством обороны США. Этот вопрос встретился мне на экзамене и до этого я про нее ничего не слышал. Соответственно вопрос: «Как называется сетевой уровень в модели DoD?», ввел меня в ступор. Поэтому знать это полезно.

Было еще несколько сетевых моделей, которые, какое то время держались. Это был стек протоколов IPX/SPX. Использовался с середины 80-х годов и продержался до конца 90-х, где его вытеснила TCP/IP. Был реализован компанией Novell и являлся модернизированной версией стека протоколов Xerox Network Services компании Xerox. Использовался в локальных сетях долгое время. Впервые IPX/SPX я увидел в игре «Казаки». При выборе сетевой игры, там предлагалось несколько стеков на выбор. И хоть выпуск этой игры был, где то в 2001 году, это говорило о том, что IPX/SPX еще встречался в локальных сетях.

Еще один стек, который стоит упомянуть — это AppleTalk. Как ясно из названия, был придуман компанией Apple. Создан был в том же году, в котором состоялся релиз модели OSI, то есть в 1984 году. Продержался он совсем недолго и Apple решила использовать вместо него TCP/IP.

Также хочу подчеркнуть одну важную вещь. Token Ring и FDDI — не сетевые модели! Token Ring — это протокол канального уровня, а FDDI это стандарт передачи данных, который как раз основывается на протоколе Token Ring. Это не самая важная информация, так как эти понятия сейчас не встретишь. Но главное помнить о том, что это не сетевые модели.

Вот и подошла к концу статья по первой теме. Хоть и поверхностно, но было рассмотрено много понятий. Самые ключевые будут разобраны подробнее в следующих статьях. Надеюсь теперь сети перестанут казаться чем то невозможным и страшным, а читать умные книги будет легче). Если я что-то забыл упомянуть, возникли дополнительные вопросы или у кого есть, что дополнить к этой статье, оставляйте комментарии, либо спрашивайте лично. Спасибо за прочтение. Буду готовить следующую тему.

Как работает Интернет?

Чтобы получить эту статью, ваш компьютер должен был соединиться с веб-сервером, содержащим файл статьи. Мы будем использовать это как пример того, как данные передаются через Интернет.

Сначала вы открываете свой веб-браузер и подключаетесь к нашему веб-сайту. Когда вы это делаете, ваш компьютер отправляет электронный запрос через ваше интернет-соединение вашему провайдеру интернет-услуг (ISP) . Интернет-провайдер направляет запрос на сервер, расположенный дальше по цепочке в Интернете.В конце концов, запрос попадет на сервер доменных имен (DNS).

Объявление

Этот сервер будет искать совпадение с введенным вами доменным именем (например, www.howstuffworks.com). Если он найдет совпадение, он направит ваш запрос на правильный IP-адрес сервера. Если он не найдет совпадения, он отправит запрос дальше по цепочке на сервер, у которого есть дополнительная информация.

Запрос в конечном итоге придет на наш веб-сервер.Наш сервер ответит отправкой запрошенного файла серией пакетов. Пакеты — это части файла размером от 1000 до 1500 байтов. У пакетов есть верхние и нижние колонтитулы, которые сообщают компьютерам, что находится в пакете, и как информация совпадает с другими пакетами для создания целого файла. Каждый пакет возвращается по сети обратно на ваш компьютер. Пакеты не обязательно идут по одному и тому же пути — они обычно проходят путь наименьшего сопротивления.

Это важная особенность.Поскольку пакеты могут проходить разными путями, чтобы добраться до места назначения, информация может перемещаться по перегруженным областям в Интернете. Фактически, пока остаются некоторые соединения, целые разделы Интернета могут выходить из строя, а информация может перемещаться из одного раздела в другой — хотя это может занять больше времени, чем обычно.

Когда пакеты попадают к вам, ваше устройство размещает их в соответствии с правилами протоколов. Это похоже на сборку пазла.Конечный результат — то, что вы видите эту статью.

Это справедливо и для других типов файлов. Когда вы отправляете электронное письмо, оно разбивается на пакеты перед масштабированием по Интернету. Телефонные звонки через Интернет также преобразуют разговоры в пакеты с использованием протокола передачи голоса по Интернету (VoIP). Мы можем поблагодарить пионеров сетей, таких как Винтон Серф и Роберт Кан, за эти протоколы — их ранняя работа помогла создать масштабируемую и надежную систему.

Вот как в двух словах работает Интернет.Присмотревшись ближе к различным устройствам и протоколам, вы заметите, что картина намного сложнее, чем представленный нами обзор. Это увлекательная тема — узнайте больше, перейдя по ссылкам на следующей странице.

.

Как работает Интернет? — Изучите веб-разработку

В этой статье рассказывается, что такое Интернет и как он работает.

Предварительные требования:	Нет, но мы рекомендуем вам сначала прочитать статью о постановке целей проекта
Цель:	Вы узнаете основы технической инфраструктуры Интернета и разницу между Интернетом и Интернетом.

Сводка

Интернет — это основа Интернета, техническая инфраструктура, которая делает Интернет возможным.По сути, Интернет — это большая сеть компьютеров, которые все взаимодействуют друг с другом.

История Интернета не совсем ясна. Он начался в 1960-х годах как исследовательский проект, финансируемый армией США, а затем превратился в государственную инфраструктуру в 1980-х годах при поддержке многих государственных университетов и частных компаний. Различные технологии, поддерживающие Интернет, со временем эволюционировали, но способ его работы не сильно изменился: Интернет — это способ соединить все компьютеры вместе и гарантировать, что, что бы ни случилось, они найдут способ оставаться на связи.

Активное обучение

Более глубокое погружение

Простая сеть

Когда двум компьютерам необходимо обмениваться данными, вы должны связать их физически (обычно с помощью кабеля Ethernet) или по беспроводной сети (например, с помощью систем Wi-Fi или Bluetooth). Все современные компьютеры могут поддерживать любое из этих соединений.

Примечание: В оставшейся части этой статьи мы будем говорить только о физических кабелях, но беспроводные сети работают так же.

Такая сеть не ограничивается двумя компьютерами.Вы можете подключить столько компьютеров, сколько захотите. Но это быстро усложняется. Если вы пытаетесь подключить, скажем, десять компьютеров, вам понадобится 45 кабелей с девятью вилками на компьютер!

Чтобы решить эту проблему, каждый компьютер в сети подключается к специальному крошечному компьютеру, называемому маршрутизатором . Маршрутизатор выполняет только одну задачу: подобно сигнальщику на железнодорожной станции, он следит за тем, чтобы сообщение, отправленное с данного компьютера, достигло нужного компьютера назначения.Чтобы отправить сообщение на компьютер B, компьютер A должен отправить сообщение на маршрутизатор, который, в свою очередь, пересылает сообщение на компьютер B и следит за тем, чтобы сообщение не было доставлено на компьютер C.

После того, как мы добавим маршрутизатор в систему, наша сеть из 10 компьютеров потребует всего 10 кабелей: по одному разъему для каждого компьютера и маршрутизатору с 10 разъемами.

Сеть сетей

Пока все хорошо. Но как насчет подключения сотен, тысяч, миллиардов компьютеров? Конечно, один маршрутизатор не может масштабироваться так далеко, но, если вы внимательно прочитаете, мы сказали, что маршрутизатор — это компьютер, как и любой другой, так что же мешает нам соединить два маршрутизатора вместе? Ничего, так давайте сделаем это.

Подключая компьютеры к маршрутизаторам, а затем маршрутизаторы к маршрутизаторам, мы можем масштабироваться до бесконечности.

Такая сеть очень близка к тому, что мы называем Интернетом, но нам чего-то не хватает. Мы построили эту сеть для наших собственных целей. Существуют и другие сети: ваши друзья, соседи, любой может иметь свою собственную сеть компьютеров. Но на самом деле невозможно проложить кабели между вашим домом и остальным миром, так как вы можете справиться с этим? Что ж, к вашему дому уже подключены кабели, например, электричество и телефон.Телефонная инфраструктура уже соединяет ваш дом с кем угодно в мире, так что это идеальный провод, который нам нужен. Чтобы подключить нашу сеть к телефонной инфраструктуре, нам понадобится специальное оборудование, называемое модемом . Этот модем превращает информацию из нашей сети в информацию, управляемую телефонной инфраструктурой, и наоборот.

Итак, мы подключены к телефонной инфраструктуре. Следующим шагом является отправка сообщений из нашей сети в сеть, которую мы хотим достичь.Для этого мы подключим нашу сеть к интернет-провайдеру (ISP). Интернет-провайдер — это компания, которая управляет некоторыми специальными маршрутизаторами , которые все связаны между собой, а также могут получать доступ к маршрутизаторам других поставщиков услуг Интернета. Таким образом, сообщение из нашей сети передается через сеть сетей интернет-провайдера в сеть назначения. Интернет состоит из всей этой инфраструктуры сетей.

Поиск компьютеров

Если вы хотите отправить сообщение на компьютер, вы должны указать, какой именно.Таким образом, любой компьютер, подключенный к сети, имеет уникальный адрес, который его идентифицирует, называемый «IP-адрес» (где IP означает Internet Protocol ). Это адрес, состоящий из четырех чисел, разделенных точками, например: 192.168.2.10 .

Это отлично подходит для компьютеров, но нам, людям, трудно запомнить такой адрес. Чтобы упростить задачу, мы можем связать IP-адрес с понятным человеком именем, которое называется доменным именем .Например (на момент написания; IP-адреса могут меняться) google.com — это доменное имя, используемое поверх IP-адреса 173.194.121.32 . Таким образом, использование доменного имени — это самый простой способ доступа к компьютеру через Интернет.

Интернет и Интернет

Как вы могли заметить, когда мы просматриваем Интернет с помощью веб-браузера, мы обычно используем доменное имя для доступа к веб-сайту. Означает ли это, что Интернет и Сеть — одно и то же? Это не так просто.Как мы видели, Интернет — это техническая инфраструктура, которая позволяет миллиардам компьютеров соединяться вместе. Среди этих компьютеров некоторые компьютеры (называемые веб-серверами ) могут отправлять сообщения, понятные для веб-браузеров. Internet — это инфраструктура, тогда как Web — это служба, построенная на вершине инфраструктуры. Стоит отметить, что есть несколько других сервисов, построенных поверх Интернета, таких как электронная почта и IRC.

Следующие шаги

.

Как работает Интернет

Введение | Как работает Интернет | Как работают сайты

Интернет — это всемирная сеть компьютеров, соединенных между собой телефонными проводами, спутниковой связью и другими средствами. Для простоты скажем, что все компьютеры в Интернете можно разделить на две категории: сервер s и браузер с.

Серверы — это большая часть информация в интернете «живет». Это специализированные компьютеры, которые хранить информацию, делиться информацией с другими серверами и делать эту информацию доступен для широкой публики.

Браузеры есть что люди используют для доступа к всемирной паутине с любого стандартного компьютера. Скорее всего, браузер, который вы используете для просмотра этой страницы, — это Netscape Navigator / Communicator или Microsoft. Internet Explorer . Это, безусловно, самые популярные браузеры, но есть также количество других в общем использовании.

Когда вы подключаете свой компьютер к Интернету, вы подключаетесь к особому типу сервера, который предоставляется и управляется вашим интернет-провайдером (ISP).Задача этого «ISP-сервера» — обеспечивать связь между вашим браузером и остальной частью Интернета. Один сервер интернет-провайдера обрабатывает интернет-соединения многих отдельных браузеров — могут быть тысячи других людей, подключенных к тому же серверу, к которому вы подключены прямо сейчас.

На следующем рисунке показан небольшой «кусочек» Интернета с несколькими домашними компьютерами, подключенными к серверу:

Серверы

ISP получают запросы от браузеров на просмотр веб-страниц, проверку электронной почты и т. Д.Конечно, каждый сервер не может хранить всю информацию со всего Интернета, поэтому для предоставления браузерам запрашиваемых страниц и файлов серверы ISP должны подключаться к другим Интернет-серверам. Это подводит нас к следующему распространенному типу серверов: «Хост-сервер».

Хост-серверы — это то место, где «живут» сайты. Каждый веб-сайт в мире расположен где-то на каком-то хост-сервере (например, MediaCollege.Com размещен на сервере в Парсиппани, Нью-Джерси, США). Задача хост-сервера — хранить информацию и делать ее доступной для других серверов.

На рисунке ниже показан немного больший кусок Интернета:

Для просмотра веб-страницы из вашего браузера выполняется следующая последовательность:

1. Вы либо вводите адрес (URL) в адресную строку, либо щелкаете гиперссылку.
2. Ваш браузер отправляет запрос на сервер вашего интернет-провайдера, запрашивая страницу.
3. Ваш ISP-сервер просматривает огромную базу данных интернет-адресов и находит точный хост-сервер, на котором размещается рассматриваемый веб-сайт, а затем отправляет этому хост-серверу запрос на страницу.
4. Хост-сервер отправляет запрошенную страницу вашему интернет-провайдеру.
5. Ваш интернет-провайдер отправляет страницу в ваш браузер, и вы видите ее на экране.

---

Перейти к работе веб-сайтов

.

Проект документации Linux

Информация о LDP – FAQ – Манифест / лицензия – История – Волонтеры / сотрудники – Должностные инструкции – Списки рассылки – IRC – Отзыв Автор / внести вклад – Руководство для авторов LDP – Внесите свой вклад / помогите – Ресурсы – Как отправить — Репозиторий GIT – Загрузок – Контакты Спонсор сайта LDP

Мастерская LDP Wiki : LDP Wiki — это отправная точка для любой незавершенной работы Члены | Авторы | Посетители Документы HOWTO : тематическая справка последние обновления | основной индекс | просматривать по категориям Руководства : более длинные, подробные книги последние обновления / основной индекс Часто задаваемые вопросы : Часто задаваемые вопросы последние обновления / основной индекс страницы руководства : справка по отдельным командам (20060810) Бюллетень Linux : Интернет-журнал Поиск / Ресурсы – Ссылки – Поиск OMF Объявления / Разное Обновления документов Ссылка на HOWTO, которые были недавно обновлены.

.