Как работает интернет

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 родилась Сеть

Первоначально интернет был закрытой для обычных
пользователей сетью — его можно было считать разработкой ученых для военных. Министерство
обороны США в 1969 году поручило Агентству передовых исследовательских проектов
(DARPA) создать надежную
систему передачи информации.

Реализацией проекта занялись специалисты Калифорнийского
университета в Лос-Анджелесе, Стэнфордского исследовательского центра,
Университета Юты и Университета штата Калифорния в Санта-Барбаре. На тот момент
недорогого и универсального доступа в сеть еще не существовало.

В интернете насчитывается почти 5 миллиардов страниц, а объем
трафика в 2017 году превысил 1 зеттабайт. Если этот объем данных записать на CD,
то высота стопки дисков составит почти 1,5 миллиона километров.

Первое испытания сети из двух удаленных терминалов состоялось
29 октября 1969 года — один из терминалов находился в Калифорнийском
университете, а второй в Стэнфордском университете. Расстояние между ними
составляло 600 километров. Линия связи емкостью 56 кбит/с была арендована у местной
телефонной компании.

Оператор на первом терминале ввел слово «LOGIN», человек за
вторым терминалом подтвердил получение послания. Предшественник глобального интернета получил название ARPANET. После успешного соединения, к сети начали
подключать компьютеры других университетов, вскоре она объединила четыре
научных учреждения.

В 1973 году сеть ARPANET стала международной — ее подключили
к трансатлантическому телефонному кабелю. Теперь европейские научные
организации могли обмениваться данными с институтами США. Примерно в это же
время появилась первая почтовая программа, стали доступны электронные рассылки
и доски объявлений.

Первая в истории веб-камера была установлена в
Кембриджском университете в 1991 году и была направлена на кофеварку. Благодаря
камере ленивые ученые могли узнать, сварился ли кофе, не вставая с места.

Однако общение компьютеров между собой проходило по разным
протоколам, что затрудняло работу. В 1983 году ARPANET перешла на набор
протоколов TCP/IP, который скоро стал стандартом для передачи данных в интернете. На следующий год был разработан протокол DNS и впервые созданы
доменные имена.

В 1989 году была впервые предложена концепция всемирной
паутины — World Wide Web. В течение двух лет появились протоколы HTTP и URL,
был разработан язык разметки гипертекста HTML. Началась эпоха современного интернета — с первыми сайтами, браузерами, гиперссылками.

Кто управляет интернетом

Удивительно, но такая глобальная вещь, как интернет, не имеет управленцев. Есть организации, которые задают тренды на используемые технологии и стараются регулировать рамки работы Глобальной сети. Например:

ISOC (Общество интернета). Выступает за свободный доступ к Сети для людей по всему земному шару. Состоит из двух подразделений: IAB — Совет по архитектуре интернета и IETF — Инженерный совет интернета, а если точнее — международное комьюнити разработчиков, провайдеров и инженеров.

Корпорация ICANN — присваивает уникальные IP-адреса устройствам. Если бы не она, сёрфинг в Сети был бы похож на русскую рулетку — ввёл адрес и попал на одну из тысячи страниц, носящих один и тот же идентификатор.

Уровни

Разобравшись с тем, как работает интернет, что дает протокол, а также как составляется доменное имя, можно рассмотреть сетевые уровни. Соответствующее понятие зародилось в начале «нулевых».

Всемирная паутина делится на несколько уровней:

• видимая часть;
• невидимая часть.

Обычный интернет – это всем известные социальные сети, поисковики, стриминговые сервисы, сайты. Он дает возможность беспрепятственного поиска информации и решений по тем или иным вопросам.

Подводный интернет – тоже его видимая часть. Ссылки на него встречаются реже. Чаще представлен сайтами-клубами по интересам.

Глубинная Сеть – самый доступный вариант из невидимой «категории». Содержит сомнительный с точки зрения законности софт. Пример – хакерские форумы и заблокированные веб-страницы. Подключение возможно через прокси.

Даркнет предусматривает вход через Tor. Уровень, на котором осуществляется торговля наркотиками, людьми, а также секретными документами и нелегально добытыми сведениями.

Закрытый интернет – вопрос, который подвергается сомнениям. На этом уровне могут храниться отчеты о тайных правительственных исследованиях и опытах. Доступ возможен исключительно в замкнутых системах.

Третьего типа Сети есть марианский «вариант». Предположительно здесь содержатся тайные знания о человеке и его создание. На этом уровне удастся найти ответы на самые сложные вопросы бытия. Предположительно марианский «вариант» – это выдумка.

Интернет-соединение – это важный компонент жизни человека. Лучше изучить его помогут специализированные дистанционные онлайн курсы.

P. S

Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:

• «Network engineer«;
• «Network engineer. Basic«.

Как работает Интернет

Когда вы вводите что-то вроде Google.com, запрос отправляется на один из многих специальных компьютеров в Интернете, известных как серверы доменных имен. (DNS). Все эти запросы маршрутизируются через различные маршрутизаторы и коммутаторы. Серверы доменных имен хранят таблицы с именами компьютеров и их IP-адресами, поэтому, когда вы вводите Google.com, он преобразуется в число, которое идентифицирует компьютеры, которые обслуживают веб-сайт Google для вас.

Если вы хотите просмотреть любую страницу в Интернете, вы должны инициировать действие, запросив страницу с помощью браузера. Браузер просит сервер доменных имен преобразовать запрошенное вами доменное имя в IP-адрес. Затем браузер отправляет на этот сервер запрос на нужную страницу, используя стандарт, называемый протоколом передачи гипертекста или HTTP.

Сервер должен быть постоянно подключен к Интернету, готовый обслуживать страницы для посетителей. Когда он получает запрос, он ищет запрошенный документ и возвращает его веб-браузеру. Когда делается запрос, сервер обычно регистрирует IP-адрес клиента, запрошенный документ, а также дату и время, когда он был запрошен. Эта информация зависит от сервера.

Обычная веб-страница фактически требует, чтобы веб-браузер запрашивал с веб-сервера более одного файла, а не только страницу HTML / XHTML, но также любые изображения, таблицы стилей и другие ресурсы, используемые на веб-странице. Каждому из этих файлов, включая главную страницу, нужен URL-адрес для идентификации каждого элемента. Затем каждый элемент отправляется веб-сервером в веб-браузер, и веб-браузер собирает всю эту информацию и отображает их в виде веб-страницы.

Из чего состоит Интернет

Для того чтобы понять что такое интернет, давайте разберем как он вообще работает. И для начала определим его главных участников – серверы, клиенты и интернет провайдеры (поставщики интернет соединения).

Серверы – это и есть высокопроизводительные компьютеры, на которых хранятся сайты и из которых, грубо говоря, состоит интернет. Принадлежат эти сервера обычно хостинг компаниям, но могут быть и корпоративными и даже личными — главное иметь выделенный IP адрес.

Хостинги занимаются тем, что закупают мощные компьютеры и за отдельную плату позволяют всем желающим разместить на этих компьютерах сайты и интернет-сервисы. Другими словами, хостинг компании зарабатывают на том, что продают владельцам сайтов место для интернет-ресурсов на своих серверах.

Клиенты – это обычные компьютеры простых пользователей интернета, клиентом можете быть вы, ваш сосед, друг, брат и т.д.

Интернет провайдеры – это фирмы, предоставляющие всем желающим доступ во всемирную паутину. Они также закупают мощные компьютеры и обеспечивают им высокоскоростное соединение с интернетом, но главная их забота — каналы связи и коммутационное оборудование (маршрутизаторы).

IP-адреса, DNS, TCP/IP, HTTP и многое другое

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

Например, каждое устройство в сети имеет уникальный, числовой IP-адрес в этой сети. Данные отправляются на эти адреса. Существуют как старые IPv4-адреса, так и новые IPv6-адреса. IP означает «интернет-протокол», поэтому IP-адрес является «адресом интернет-протокола». Это адреса, которые используют и говорят на устройствах в сети.

Люди используют удобные для чтения имена доменов, такие как guidepc.ru, которые являются более запоминающимися и понятными, чем серия номеров. Однако при использовании таких доменных имен Ваш компьютер связывается с сервером доменных имен (DNS) и запрашивает числовой IP-адрес для этого домена. Подумайте об этом как о большой, общедоступной адресной книге для телефонных номеров. Компании и частные лица, которым нужны доменные имена, должны заплатить, чтобы зарегистрировать их. Вероятно, Вы используете службу DNS своего интернет-провайдера, но Вы можете использовать другой DNS-сервер, такой как Google Public DNS или OpenDNS.

В основе всего этого лежат разные уровни «протоколов», которые используют устройства для связи, даже при использовании интернет-протокола. Наиболее распространенным транспортным протоколом является TCP/IP, что означает протокол управления передачей через интернет-протокол. TCP — это надежный протокол, а устройства общаются между собой и отслеживают пакеты данных, чтобы гарантировать, что на этом пути ничего не потеряется. Существуют также другие протоколы, такие как UDP, который выдает информацию о надежности для необработанной скорости.

Над транспортными протоколами, такими как TCP и UDP, применяются протоколы приложений, такие как HTTP или HTTPS — протокол передачи гипертекста, который использует веб-браузер. Протокол HTTP работает поверх протокола TCP, который работает поверх IP-протокола. Другие приложения могут использовать разные протоколы или создавать свои собственные протоколы, которые, тем не менее, работают поверх протоколов, таких как TCP и IP. Большая часть технологии, которые мы используем, включает в себя слои технологии, построенные на других уровнях, и то же самое верно для Интернета.

Данные могут принимать много путей

Эта сеть сетей немного интереснее и сложнее, чем может показаться. Когда все эти сети соединены вместе, требуется не только один путь данных. Поскольку сети подключены к нескольким другим сетям, существует целая сеть соединений, простирающихся по всему миру. Это означает, что эти пакеты (небольшие фрагменты данных, отправленные между устройствами) могут принимать несколько путей, чтобы добраться туда, куда они идут.

Другими словами, даже если сеть между Вами и веб-сайтом обрывается, обычно есть другой путь, который может принимать данные. Маршрутизаторы вдоль пути используют что-то, называемое протоколом пограничного шлюза, или BGP, для передачи информации о том, отключена ли сеть и оптимальный путь для данных.

Создание этой взаимосвязанной сети (или интернет) не так просто, как подключение каждой сети к соседнему, по одному. Сети связаны по-разному различными способами, а программное обеспечение, работающее на этих маршрутизаторах (так называются, поскольку они маршрутизируют трафик по сети), всегда работает, чтобы найти оптимальные пути для данных.

Фактически Вы можете увидеть путь, по которому Ваши пакеты добираются до адреса назначения, с помощью команды traceroute, которая сообщает маршрутизаторам по пути, по которому пакет отправляется, чтобы отчитываться.

Мы говорим о пакетах «путешествующих», но, конечно, это всего лишь кусочки данных. Маршрутизатор связывается с другим маршрутизатором и передает данные в пакете. Следующий маршрутизатор использует информацию о пакете, чтобы выяснить, куда он идет, и передает данные на следующий маршрутизатор по его пути. Пакет — это всего лишь сигнал на проводе.

Немного истории

Идея объединения нескольких сетей в один единый поток, который переходит во вневедомственное национальное информационное пространство, возникла в Соединенных штатах Америки в 1969 году. Такая сеть получила название ARPANET. Но несмотря на это, датой рождения Интернета таки принято считать 1983 год. Именно в то время технологи устранили проблему устойчивости соединения разнообразных компьютерных устройств — они разработали и утвердили единый протокол обмена данными TCP/IP.

Уточним, что протокол TCP/IP — это не один тип соединения, а два отдельных самостоятельных протокола.

3.4. Интернет – телефония

1. Развитие интернета, увеличение его качество и доступности.
2. Более выгодные международные и международные звонки.
3. Простота внедрения.
4. Не требуется оборудования для использования функционала АТС.
5. Наличие дополнительных возможностей для бизнеса на базе телефонии (например, автоматизированная аналитика).
6. Упрощение использования уже существовавших в традиционной телефонии функций (например, запись разговоров, условная переадресация, голосовое меню).
7. IP-телефония компании не привязывается к конкретному месту (то есть звонить можно из любой точки планеты, где есть интернет).
8. Как следствие предыдущего пункта – сохранение номера при любом переезде.
9. Легкая масштабируемость. В традиционной телефонии масштабирование как правило связано с покупкой дополнительного оборудования. В интернет-телефонии достаточно просто перейти на более «продвинутый» тариф.

1. Устройство абонента А отправляет на прокси-сервер запрос.
2. От прокси-сервера запрос переходит на серверы переадресации и определения местоположения.
3. Прокси-сервер определяет местоположение абонента Б и устанавливает связь с его устройством.

А как же спутники?

Тут вы могли бы сказать: «Интернет, основанный на подводных кабелях, – это что-то с чем-то. Почему бы просто не использовать спутники и не передавать сигнал по воздуху?».

Да, конечно, это возможно. Скажем, GPS работает за счёт спутников. Но, во-первых, куда дешевле просто соединить компьютеры проводами. Во-вторых, сеть, находящуюся на земле (или даже под водой), куда проще и дешевле чинить.

Плюс, давайте-ка по-быстрому прикинем. Возьмём тот пример, что был до этого. Пусть синяя точка – это город Нэшвилл в США, а чёрная – Сарагоса, Испания:

Расстояние между этими городами – 7200 км. Если мы соединим их проводом напрямую, то сигнал от одного компьютера до другого дойдёт за 36 мс, т. к. скорость света в оптоволокне где-то 200 000 км/с (в полтора раза меньше, чем в вакууме).

В то же время в небе где-то между этими городами может висеть спутник. Исторически так сложилось, что телекоммуникационные спутники запускали на геостационарную орбиту, высота которой – 35 786 км. А наш сигнал сперва должен дойти из Сарагосы до спутника, а потом от него – до компьютера в Нэшвилле.

Опуская тригонометрию и тот факт, что в реальности эти две точки вряд ли смогли бы подключиться к одному спутнику, скажем, что итоговое расстояние – 2 × 35 786 км, или 71 572 км.

Учитывая то, что скорость сигнала до спутника составляет где-то 300 000 км/с (опять же, считаем, что у нас волны в вакууме), то итоговое время передачи – 238 мс.

Таким образом, сигнал по прямому кабелю прошёл бы за 36 мс, а через спутник – за 238 мс.

Да, мы ничего не сказали про то, что между городами у нас много промежуточных точек – провайдеры, точки обмена данными и прочее. Все они замедляют передачу, уводя реальное время передачи далеко за 36 мс. Но в то же время мы ничего и не сказали про качество сигнала, которое мы имели бы, передавая данные по воздуху. А оно оставляло бы желать лучшего из-за разного рода помех.

Теперь должно быть понятно, почему мир всё ещё использует кабели. Да, в будущем всё может поменяться. Уже сейчас большое количество спутников запускается на низкую околоземную орбиту (привет, Илон!). А потому и показатели скорости там впечатляющие.

Однако, маловероятно, что текущая «проводная» инфраструктура вдруг возьмёт и исчезнет. А значит, нам всё ещё придётся пользоваться такими сервисами, как CDN, для ускорения загрузки наших проектов на компьютерах пользователей.

В следующей статье серии заглянем внутрь сообщений, которыми обмениваются компьютеры, и посмотрим, как сигнал в проводах кодируется во время передачи.

Основные принципы работы интернета – Как устроена сеть, плюсы использования сети интернет

Но задумывались ли вы над тем какие основные принципы работы интернета? Важное звено в этой паутине это хостинг. Именно от хостинга зависит работоспособность веб-ресурсов (сайтов)

Хостинг – это пакет услуг и техническая площадка для серверов и прочего оборудования, чтобы обеспечить бесперебойный доступ к сайтам.

Если какой-то хостинг перестанет работать и предоставлять свои услуги, то сайты, размещенные на нем – станут недоступны. Но только не hosting-cloud – это всегда бесперебойная работа оборудования и качественная поддержка!

Крупные сети включает в себя несколько мелких, и всё это объединяется в одну глобальную, в которую входит множество разных сетей.

В них включены компьютеры, расположенные по всему миру в разных уголках планеты. Если речь идет о континентах, то они соединены между собой подводными глубоководными оптоволоконным кабелями.

Они проходят по океаническому дну и надежно защищены от повреждений. Оптоволокно выбрано не случайно, скорость передачи данных по такому кабелю самая высокая.

Вес этих кабелей, которые проходят по морскому дну, исчисляется несколькими сотнями тонн. Практически все материки связаны между собой океаническими глубоководными проводами.

Или может вам нужен отличный смартфон? Гляньте на AliExpress или Яндекс.Маркете!

Разве что Антарктида не принимает участие в связи с другими частями Земли. Поэтому ответ на вопрос – какие основные принципы работы интернета – то ответ будет таков: это объединение миллионов компьютеров по всему миру и свободный доступ к ним!

Например, в Северной Корее нет интернета. У китайцев свой внутренний интернет. У них своя большая сеть, состоящая из нескольких местных сайтов. Жители этой страны не могут выйти во “всемирную паутину” – это строго запрещено.

Вместо интернета в Северной Корее существует “сетка” под названием Кванмён, только с одним провайдером. Зато дети не могут просматривать порно сайты и другие нежелательные ресурсы. В этом конечно плюс этой системы.

Существует такое понятие как интернет-провайдер. Это такая организация, которая предоставляет услуги интернета населению.

Принципы работы сети интернет кратко

Мы уже перестали удивляться, что за считанные секунды получаем нужную информацию. Но как все это происходит, даже не догадываемся.

1. Первое звено – это человек;
2. Второе – это компьютер;
3. Третье звено – это браузер;
4. Четвертое звено – конечный сервер.

Мы вводим в адресной строке название сайта, после этого идет обращение к провайдеру. Сообщается, что идет запрос к конкретному ресурсу сети. Если вы не знаете как можно выйти в интернет, читайте статью – как выйти в интернет

У провайдера есть dns сервера, которые конвертируют имя доменов в ip адреса. IP – это межсетевой протокол. Он дается клиенту после подключения услуг, либо меняется (динамический). Затем провайдер передает запросы на маршрутизатор.

Маршрутизаторы (роутеры) – устройства, передающие пакеты информации по заданным маршрутам. Эти аппараты передают данные между собой до тех пор, пока не найдут нужный сервер с запрашиваемым ip адресом (сайтом).

Если сервер не отвечает, недоступен или отключен, в браузере мы увидим ошибку – сервер не отвечает. То есть невозможно попасть на запрашиваемый сайт. Вот такая сложная система. Но все это происходит незаметно от нас и за считанные доли секунд.

Есть кстати отличный хостинг “hosting-cloud” – это качественная it поддержка в сфере информационных технологий! Это Качественный ресурс по оказанию полного комплекта услуг, подробнее читайте здесь.

В итоге: как работает интернет

Итак, подведем итоги, вы вводите доменное имя и браузер отправляет запрос на dns сервер для получения соответствующего IP-адреса.

После получения ip-адреса ваш браузер просто перенаправляет ваш запрос в центр обработки данных, а точнее на соответствующий сервер, как только сервер получает запрос на доступ к определенному web-сайту, начинается поток данных. Данные передаются в цифровом формате через оптоволоконные кабели в виде световых импульсов.

Этим световым импульсам иногда приходится преодолевать тысячи километров по оптоволоконному кабелю, чтобы добраться до места назначения. Во время путешествия им часто приходится преодолевать трудно проходимую местность, горы или море. Есть несколько мировых компаний которые прокладывают и обслуживают эти оптические кабельные сети (AT&T, Google, Orange, Verizon).

Как прокладываются оптоволоконные кабели в море

С помощью корабля прокладка оптоволоконных кабелей осуществляется примерно следующим способом. С корабля, глубоко в море опускается, так называемый плуг, который создает борозду на морском дне. По ней прокладывают оптоволоконный кабель. Сложная сеть таких оптических кабелей представляет собой основу интернета. Эти оптоволоконные кабели передающие световые импульсы протянуты по морскому дну к порогу вашего дома, где они подключены к маршрутизатору.

Маршрутизатор преобразует эти световые сигналы в электрические, затем для передачи электрических сигналов на ваш ноутбук используется кабель Ethernet. Однако, если вы подключаетесь к интернету через мобильную связь, с оптического кабеля сигнал отправляется на вышку сотовой связи, a с вышки сигнал поступает на ваш смартфон в виде электромагнитных волн. 

Кто контролирует все IP-адреса

Поскольку интернет является глобальной сетью появилась необходимость в организации контролирующей назначение ip-адресов, регистрацию доменных имен и так далее. Этим занимается организация ICANN расположенная в США. Что в интернете поражает сильнее всего? Так это его эффективность передачи данных по сравнению с сотовыми и стационарными коммуникационными технологиями. 

Видео, которые вы смотрите например на YouTube находятся в центре данных Google, оно отправляется к вами в виде невероятно длинной последовательности нулей и единиц. Способ, которым эти нули и единицы разбиваются на маленькие кусочки известные, как пакеты и делает передачу данных в интернете эффективной.

Давайте предположим, что эти потоки нулей и единиц разделены сервером на разные пакеты, где каждый пакет состоит из шести битов. Наряду с битыми видео, каждый пакет также состоит из порядкового номера и IP-адресов сервера и вашего устройства. С этой информацией пакеты отправляются на ваш смартфон. Нет необходимости, чтобы все пакеты проходили по одному и тому же маршруту, каждый пакет независимо выбирает лучший маршрут доступный в конкретное время его отправки. При достижении вашего устройства, пакеты собираются в соответствии с их порядковым номером, если какие-то пакеты не достигают вашего смартфона, то с него отправляется запрос на повторную отправку потерянных пакетов.

Можно сравнить это с работой отлаженной почтовой сети, где клиенты не следует основным правилам в отношении адресов назначения. В этом случае письма не смогут достичь правильного места, точно то же в интернете мы используем так называемые протоколы для управления этим сложным потоком пакетов данных.

Протоколы устанавливают правила для преобразования пакетов данных, привязки адресов источника и назначения к каждому пакету, а также правила для маршрутизаторов и тому подобное. Для разных приложений используемые протоколы различны.