Интернет представляет из себя своеобразную паутину, которая состоит из множества компьютеров, соединенных между собой. Для того, что бы процесс взаимодействия и обмена информацией между этими компьютерами был возможен, им присваиваются адреса, которые называются IP-адресами.
Как работает интернет — технические моменты
Для определения стандартов данных адресов, изначально использовалась и еще используется версия IPv4 – четвертая версия IP-протокола. IPv4 определяет, что в качестве адреса используется 32-битное (четырёхбайтные) значение, которое ограничивает количество возможных уникальных цифр до 4 294 967 296 (2 в 32 степени). Однако, IP записывается не в виде одного числа, а в виде четырех десятичных чисел (значения от 0 до 255), разделенных точкой, например, 195.225.228.4. Как работает всемирная сеть интернет. Со временем, количество пользователей сети значительно выросло, и появилась необходимость увеличить количество уникальных IP, так появилась версия IPv6 (пятой версии не существует). В IPv6 используется уже 128-битное (шестнадцать байт) представление IP, в данном случае, мы может присвоить уже примерно 3.4*10 в 38 степени компьютерам.
Хорошо, с адресами разобрались, теперь давайте разберемся, как работает интернет в целом, как работают интернет протоколы и зачем они нужны.IP (internet protocol) – интернет протокол, который является своеобразным языком, поясняющим компьютерам как общаться и передавать информацию. На самом деле, это не один, а несколько протоколов, которые входят в стек протоколов TCP/IP. Что бы не вникать во все технические термины, иначе вы просто уснете, я постараюсь описать весь процесс образным путем. Смотрите, как работает сеть интернет и происходит обмен информацией в интернете? Вариантов много, вы можете скачивать файлы из сети, можете отправлять или принимать электронную почту, общаться по скайпу, посещать и работать с интернет порталами, играть в игры по локальной сети и так далее. Сформировать один набор правил (протокол) для всех возможный действий просто невозможно, так как и не возможно использовать одни и те же правила общения в обстановке друзей или на деловой встрече с клиентами. Как же работает интернет сеть. Поэтому, для выполнения тех или иных задать были созданы отдельные протоколы, так для отправки или приема электронной почты используется POP3 или IMAP, для непосредственного закачивания или скачивания файлов может использоваться протокол FTP, когда вы бродите по сети через браузер, то используется протокол HTTP.
На сами протоколы ложится огромное число вопросов, которые им надо решать:
- Защита и шифрование передаваемых данных
- Гарантия, что данные придут к нужному получателю, и никто посторонний их не перехватит.
- Разбиение данных на пакеты, которые потом нужно сложить и проверить, не потерялся ли какой-то пакет по дороге к получателю.
Задач очень много, если вам интересно, то практически вся документация находится в так называемых RFC документациях, которые описывают практически весь процесс того, как работает сеть интернет с технической точки зрения.
Как работает всемирный интернет — одни вопросы
Хорошо, с этим разобрались, но полагаю, что у вас возник один вопрос: как и кто назначает интернет адреса? И ответ на текущий вопрос, пожалуй, самый интересный и в тот же момент сложный. Давайте посмотрим с логической точки зрения на все это:
- Нужно позаботиться в том, что бы каждый узел имел уникальный IP.
- Нужно определить, как информация будет перемещаться между адресатами, ну скажем, если вы живете в одном конце планеты, а ваш друг в другом, за тысячи километров. Как определить маршрут доставки?
- Вы решили отправить другу фотографию своей собачки посредством электронной почты, через Скайп и через сайт посредник. Выходит, что на один IP приходит один и тот же файл, но разными путями, чем обработать каждый вариант?
- У ноутбука вашего соседа есть IP, почему нельзя ввести его в адресную строку и напрямую попасть на ноутбук соседа?
Полагаю пока достаточно. Теперь давайте рассмотрим каждый вопрос по отдельности.
Каждому уникальный адрес или как работает интернет – На самом деле, это не так, если бы каждый сетевой узел имел уникальный IP, то лимит возможных значений был бы исчерпан давным-давно. Весь интернет работает на основе огромного количества локальных сетей, из которых он состоит. Смотрите, вы решили подключить для работы интернет, для этого, вы обращаетесь к интернет провайдеру. Каждый провайдер получает в распоряжение фиксированное количество адресов, которыми он может распоряжаться в свое удовольствие. Мало того, каждая страна или регион также содержит свой диапазон IP, именно по этому, когда вы лазите по всемирной паутине, определить, кто ваш провайдер и из какой вы страны или области, становится возможным (существуют так называемые анонимайзеры, которые позволяют скрыть ваше реальное местоположение), так как интернет работает по иерархической схеме.
Вернемся к нашему провайдеру, ему важно, что бы количество абонентов росло, и поэтому, нужно распределить (фактически, построить схему) адреса так, что бы количество возможных абонентов (подключенных компьютеров) было максимальных. По сути, создается внутренняя сеть интернет провайдера, которая будет включать множество подсетей, а те в свою очередь будут разбиты на другие подсети. И тут на сцену выходит железо, а точнее, различные роутеры, коммутаторы, хабы и так далее. Такому устройству присваивается собственный IP из набора возможных, далее, к нему подключаются остальные такие же устройства или PC, задача устройства – распределить собственный набор IP между подключенными хостами, вот как работает всемирный интернет. В итоге выходит следующая картина – в ответе за передачу данных и распределение работающих интернет адресов будут отвечать отдельные устройства, и только они будут знать, кому давать доступ к PC в предал своей сети. В итоге, интернет адреса могут совпадать, если компьютеры находятся в разных подсетях.
Маршрутизация или как работает интернет – Вопросы относительно того, как работает маршрутизации в интернете, интересны и сложны, так как нужно определить, передается информация во внешнюю сеть или во внутреннюю. По сути, образно говоря, выходит следующая картина: вы хотите отправить письмо вашему другу, который живет в другом конце света за тысячу километров, вначале данные поступят на ближайшее устройство, которое управляет подсетью, в состав которой входит ваш PC, далее, устройство направит данные к другим устройствам так, что бы информация дошла до сервера самого интернет провайдера, тот уже отправит информацию начальству по выше (другому провайдеру), и так далее, пока данные не дойдут до получателя, вот как работает наш интернет. По ходу того, как данные будут передаваться, к ним будет добавляться информация, которая позволит создать обратную связь. Так как в интернете работает и есть множество точек, и путей, через которые может пройти ваша информация, нужно позаботиться, что бы путь был самым коротким, за это отвечают такие устройства как маршрутизаторы и таблицы маршрутизации.
Интернет порт или как работает интернет – Сотрите, данные можно отправлять или принимать разными способами, и за отправку или прием будет отвечать то или иное приложение или программа. Что бы было понятно, какая именно программа должна обработать данные, были придуманы порты. Так, интернет браузер обрабатывает данные через 80 порт, ftp клиент через 21 порт, и так далее. Адрес порта добавляется в передаваемый пакет, в итоге, когда информация поступает на PC, он смотрит, какой порт и какое приложение должно ее обработать, но это образное описание, на практике есть много нюансов, как то так работает всемирная интернет паутина.
Доступ к компьютеру или как работает интернет – Из сказанного выше понятно, что глобальная сеть делится на множество подсетей, каждая из которых содержит внутренний набор IP адресов. Внешний IP, тот, который можно определить, принадлежит устройству, отвечающему за собственную подсеть. Отсюда ясно, что нельзя напрямую ввести IP адрес устройства из другой сети и войти на него, только, если у данного устройства выделенный внешний IP. Но, ситуация совсем другая, если вы попытаетесь получить доступ к другому PC, который находится в одной подсети с вашим PC, но и тут не все так просто, все определяется политикой безопасности операционной системы.
Хорошо, тут вроде все понятно, а как работает интернет относительно сайтов, ведь мы не вводим каждый раз IP, что бы попасть на указанный портал, да и в адресной строке нам показано имя, а не набор цифр? И тут на сцену выходит регистратор доменных имен, по сути, это компания, у которой есть собственный сервер, диапазон IP и права на раздачу доменных имен (то что мы видим в адресной строке). У каждого регистратора доменных имен есть так называемые DNS таблицы, цель которых – что бы все доменные имена были уникальными. Тут также есть свои нюансы, так, в большинстве случаев, как и с локальными сетями, с одним IP может быть связано несколько сайтов. И когда вы вводите адрес узла, то фактически попадаете на сервер хостера, на котором расположен этот сайт, хостер может и сам предоставлять услуги регистратора доменных имен. Сервер хостера (фактически компьютер) содержит собственный IP, и вместо имени хостер-провайдера, вы можете ввести его IP. Самый простой способ, как узнать IP сетевого ресурса, это просто ввести команду ping (например, ping scriptcoding.ru) в командной строке, в итоге, вы увидите IP указанного сайта, а в большинстве случаев – адрес хостинг-провайдера.