Home » Misc » Как работают компьютерные сети и интернет

Как работают компьютерные сети и интернет


Как работает Интернет - Изучение веб-разработки

Эта статья о том, что такое Интернет, и как он работает.

Необходимые знания: Отсутствуют, но мы будем признательны, если вы сначала прочтёте Материал о там как начать разрабатывать свой сайт (en-US)
Цель: Вы изучите основы технической инфраструктуры Веба и поймёте разницу между Вебом и интернетом.

Интернет является основой сети (the Web), технической инфраструктурой, благодаря которой и существует Всемирная Паутина. По своей сути, интернет - очень большая сеть компьютеров, которые могут взаимодействовать друг с другом.

История интернета не до конца ясна. Проект по созданию интернета был начат в 60-х годах как исследовательский проект при поддержке министерства обороны США, но уже в 80-е годы вырос в сеть, которую поддерживали и развивали множество университетов и частных компаний. Технологии, лежащие в основе интернета, также продолжали развиваться со временем, но основной принцип работы не сильно изменился: Интернет - это способ подключить компьютеры в единую сеть и убедиться, что даже при серьёзных сбоях, они всё равно найдут способ связаться друг с другом.

  • Как работает интернет за 5 минут: 5-минутный видеоролик поможет вам понять базовые принципы работы интернета (автор Aaron Titus).

Простая сеть

Когда нужно связать между собой два компьютера, вы должны связать их в сеть либо проводным (обычно с помощью Ethernet кабеля), либо беспроводным способом (например, с помощью WiFi или Bluetooth). Современные компьютеры поддерживают любой из этих способов связи.

Примечание: До конца этой статьи мы будем говорить только о физическом (проводном) способе подключения, но беспроводные сети работают аналогичным образом.

Таким способом вы можете подключить более двух компьютеров, но с каждым новым это становится все сложнее. Если хочется подключить, скажем, 10 компьютеров, вам понадобится 45 кабелей и 9 сетевых плат в каждом компьютере!

Чтобы решить эту проблему, каждый компьютер в сети подключается к специальному маленькому компьютеру. Этот компьютер называют маршрутизатором. Маршрутизатор исполняет только одну роль: как сигнальщик на железной дороге он следит за тем, чтобы пакет, отправленный одним компьютером — источником — достиг пункта назначения. Чтобы отправить сообщение компьютеру B, компьютер A сначала должен отправить его маршрутизатору, который перенаправит его компьютеру B и проконтролирует, чтобы данные не попали компьютеру C.

С добавлением маршрутизатора наша сеть здорово упрощается: чтобы соединить 10 компьютеров нам требуется только 10 кабелей (каждый кабель соединяет маршрутизатор с одним из компьютеров).

Сеть сетей

Пока все нормально. Но что нам делать, если нужно объединить в сеть сотни, тысячи или миллиарды компьютеров? Конечно, один маршрутизатор не справится с этой задачей, но если вы внимательно читали, то помните, что маршрутизатор — это обычный компьютер, и ничто не мешает нам соединить друг с другом 2 маршрутизатора. Давайте сделаем это.

Подключая компьютеры к маршрутизатору, а затем — маршрутизатор к другому маршрутизатору, мы можем увеличивать нашу сеть до сколь угодно больших размеров.

Такая сеть уже очень похожа на то, что мы называем интернетом, но мы что-то упустили. Наша сеть построена для решения только наших задач. Но кроме неё есть и другие сети: наши друзья, соседи — кто угодно может создать свою сеть. Как же нам их объединить? Мы не можем протянуть кабели между нашим домом и всеми остальными сетями в мире. Чтобы решить эту проблему, мы можем воспользоваться уже существующими кабельными сетями. Ведь у нас дома уже есть кабели, например, электрические или телефонные. Телефонный провод уже соединяет ваш дом со всем остальным миром, так что он идеально подходит для решения нашей задачи. Чтобы подключить нашу сеть к глобальной сети с помощью телефонного провода, нам понадобится специальное оборудование, которое называется модем. Модем перекодирует информацию, поступающую из нашей сети в формат, который можно передавать через телефонную сеть, и наоборот, декодируют информацию из телефонной сети в формат, который распознают наши компьютеры.

Итак, мы подключились к телефонной сети. Следующий шаг — передать сообщение из нашей сети в сеть, с которой мы хотим связаться. Чтобы сделать это, мы должны подключить нашу сеть к провайдеру услуг интернета (Internet Service Provider (ISP)). Провайдер — компания, которая обслуживает специальные маршрутизаторы, которые не только подключены друг к другу (объединяют в единую сеть всех клиентов провайдера), но также связаны с маршрутизаторами других провайдеров. Таким образом, наше сообщение, пройдя транзитом через сеть нескольких провайдеров, достигнет сеть назначения. Интернет — это сеть сетей, которая объединяет в себе всю вышеперечисленную инфраструктуру.

Поиск компьютера

Чтобы послать сообщение какому-то компьютеру, необходимо как-то обратиться к нему, выделить среди других. Поэтому каждый компьютер, подключённый к сети, имеет свой уникальный адрес для связи: этот адрес называют IP-адресом (IP — сокращение для Internet Protocol, протокол интернета). В зависимости от версии протокола IP этот адрес может записываться по-разному. Самая широко используемая версия интернет-протокола — версия 4. Адреса IPv4 обычно записываются в виде четырёх чисел, разделённых точками, например: 192.168.2.10.

Такие адреса отлично подходят для компьютеров, но людям очень сложно их запоминать. Чтобы упростить себе жизнь, мы можем присвоить каждому IP-адресу псевдоним с понятным для человека именем. Такой псевдоним называют доменным именем. Например, google.com — доменное имя, которое является псевдонимом IP-адреса 173.194.121.32. Использование доменного имени — самый простой способ обратиться к компьютеру в интернете.

Интернет и веб

Как вы уже заметили, когда мы просматриваем Веб с помощью браузера, обычно мы используем доменное имя, чтобы обратиться к веб-сайту. Означает ли это, что Интернет и Веб — это одно и то же? Ответ не так прост. Мы уже знаем, что Интернет — это техническая основа, которая позволяет миллиардам компьютеров связываться друг с другом. Среди этих компьютеров есть небольшая группа (называемая веб-серверами), которые могут отправлять сообщения, распознаваемые браузерами. Интернет — это инфраструктура, а Веб — это сервис, построенный на основе этой инфраструктуры. Стоит отметить, что кроме Веба есть и другие сервисы, построенные на базе Интернета. Например, электронная почта или IRC (en-US).

  • Как работает Веб
  • Понимание разницы между веб-страницей, веб-сайтом, веб-сервером и поисковиком
  • Что такое доменные имена

Found a content problem with this page?

  • Edit the page on Github.
  • Report the content issue.
  • View the source on GitHub.

Want to get more involved? Learn

how to contribute.

This page was last modified on by MDN contributors.

Основы компьютерных сетей. Тема №1.

Основные сетевые термины и сетевые модели / Хабр

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.

Вот сами темы

1) Основные сетевые термины, сетевая модель OSI и стек протоколов TCP/IP.
2) Протоколы верхнего уровня.
3) Протоколы нижних уровней (транспортного, сетевого и канального).
4) Сетевые устройства и виды применяемых кабелей.
5) Понятие IP адресации, масок подсетей и их расчет.
6) Понятие VLAN, Trunk и протоколы VTP и DTP.
7) Протокол связующего дерева: STP.
8) Протокол агрегирования каналов: Etherchannel.
9) Маршрутизация: статическая и динамическая на примере RIP, OSPF и EIGRP.

P.S. Возможно, со временем список дополнится.

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.

Основы работы в сети | ИБМ

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть состоит из двух или более компьютеров, соединенных либо кабелями (проводными), либо WiFi (беспроводными) с целью передачи, обмена или совместного использования данных и ресурсов. Вы строите компьютерную сеть, используя оборудование (например, маршрутизаторы, коммутаторы, точки доступа и кабели) и программное обеспечение (например, операционные системы или бизнес-приложения).

Географическое положение часто определяет компьютерную сеть. Например, LAN (локальная сеть) соединяет компьютеры в определенном физическом пространстве, например в офисном здании, тогда как WAN (глобальная сеть) может соединять компьютеры на разных континентах. Интернет является крупнейшим примером глобальной сети, соединяющей миллиарды компьютеров по всему миру.

Вы можете дополнительно определить компьютерную сеть по протоколам, которые она использует для связи, физическому расположению ее компонентов, способу управления трафиком и ее назначению.

Компьютерные сети позволяют общаться в любых деловых, развлекательных и исследовательских целях. Интернет, онлайн-поиск, электронная почта, обмен аудио и видео, онлайн-торговля, прямые трансляции и социальные сети — все это существует благодаря компьютерным сетям.

Типы компьютерных сетей

По мере развития сетевых потребностей менялись и типы компьютерных сетей, отвечающие этим потребностям. Вот наиболее распространенные и широко используемые типы компьютерных сетей:

  • LAN (локальная сеть):  Локальная сеть соединяет компьютеры на относительно небольшом расстоянии, позволяя им обмениваться данными, файлами и ресурсами. Например, локальная сеть может соединять все компьютеры в офисном здании, школе или больнице. Как правило, локальные сети находятся в частной собственности и под управлением.
     

  • WLAN (беспроводная локальная сеть):  WLAN похожа на локальную сеть, но соединения между устройствами в сети осуществляются по беспроводной сети.
     

  • WAN (глобальная сеть):  Как следует из названия, глобальная сеть соединяет компьютеры на обширной территории, например, от региона к региону или даже от континента к континенту. Интернет — это крупнейшая глобальная сеть, соединяющая миллиарды компьютеров по всему миру. Как правило, для управления глобальной сетью используются модели коллективного или распределенного владения.
     

  • MAN (городская сеть): MAN обычно больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. Города и правительственные учреждения обычно владеют и управляют MAN.
     

  • PAN (персональная сеть):  PAN обслуживает одного человека. Например, если у вас есть iPhone и Mac, вполне вероятно, что вы настроили PAN, которая обменивается и синхронизирует контент — текстовые сообщения, электронные письма, фотографии и многое другое — на обоих устройствах.
     

  • SAN (сеть хранения данных):  SAN — это специализированная сеть, которая обеспечивает доступ к хранилищу на уровне блоков — общей сети или облачному хранилищу, которое для пользователя выглядит и работает как накопитель, физически подключенный к компьютеру. . (Дополнительную информацию о том, как SAN работает с блочным хранилищем, см. в разделе «Блочное хранилище: полное руководство».)
     

  • CAN (сеть кампуса):  CAN также известна как корпоративная сеть. CAN больше, чем LAN, но меньше, чем WAN. CAN обслуживают такие объекты, как колледжи, университеты и бизнес-кампусы.
     

  • VPN (виртуальная частная сеть): VPN — это безопасное двухточечное соединение между двумя конечными точками сети (см. «Узлы» ниже). VPN устанавливает зашифрованный канал, который сохраняет личность пользователя и учетные данные для доступа, а также любые передаваемые данные, недоступные для хакеров.

Важные термины и понятия

Ниже приведены некоторые общие термины, которые следует знать при обсуждении компьютерных сетей:

  • IP-адрес : IP-адрес — это уникальный номер, присваиваемый каждому устройству, подключенному к сети, которая использует Интернет-протокол для связи. Каждый IP-адрес определяет хост-сеть устройства и местоположение устройства в хост-сети. Когда одно устройство отправляет данные другому, данные включают «заголовок», который включает IP-адрес отправляющего устройства и IP-адрес устройства назначения.
     

  • Узлы : Узел — это точка подключения внутри сети, которая может получать, отправлять, создавать или хранить данные. Каждый узел требует, чтобы вы предоставили некоторую форму идентификации для получения доступа, например IP-адрес. Несколько примеров узлов включают компьютеры, принтеры, модемы, мосты и коммутаторы. Узел — это, по сути, любое сетевое устройство, которое может распознавать, обрабатывать и передавать информацию любому другому сетевому узлу.
     

  • Маршрутизаторы : Маршрутизатор — это физическое или виртуальное устройство, которое отправляет информацию, содержащуюся в пакетах данных, между сетями. Маршрутизаторы анализируют данные в пакетах, чтобы определить наилучший способ доставки информации к конечному получателю. Маршрутизаторы пересылают пакеты данных до тех пор, пока они не достигнут узла назначения.
     

  • Коммутаторы : Коммутатор — это устройство, которое соединяет другие устройства и управляет обменом данными между узлами в сети, гарантируя, что пакеты данных достигнут конечного пункта назначения. В то время как маршрутизатор отправляет информацию между сетями, коммутатор отправляет информацию между узлами в одной сети. При обсуждении компьютерных сетей «коммутация» относится к тому, как данные передаются между устройствами в сети. Три основных типа переключения следующие:

    • Коммутация каналов , которая устанавливает выделенный канал связи между узлами в сети. Этот выделенный путь гарантирует, что во время передачи будет доступна вся полоса пропускания, что означает, что никакой другой трафик не может проходить по этому пути.
       

    • Коммутация пакетов предполагает разбиение данных на независимые компоненты, называемые пакетами, которые из-за своего небольшого размера предъявляют меньшие требования к сети. Пакеты проходят через сеть к конечному пункту назначения.
       

    • Коммутация сообщений отправляет сообщение полностью от исходного узла, перемещаясь от коммутатора к коммутатору, пока не достигнет узла назначения.
       

  • Порты : Порт идентифицирует конкретное соединение между сетевыми устройствами. Каждый порт идентифицируется номером. Если вы считаете IP-адрес сопоставимым с адресом отеля, то порты — это номера люксов или комнат в этом отеле. Компьютеры используют номера портов, чтобы определить, какое приложение, служба или процесс должны получать определенные сообщения.
     

  • Типы сетевых кабелей : Наиболее распространенными типами сетевых кабелей являются витая пара Ethernet, коаксиальный и оптоволоконный кабель. Выбор типа кабеля зависит от размера сети, расположения сетевых элементов и физического расстояния между устройствами.

Примеры компьютерных сетей

Проводное или беспроводное соединение двух или более компьютеров с целью обмена данными и ресурсами в компьютерной сети. Сегодня почти каждое цифровое устройство принадлежит к компьютерной сети.

В офисе вы и ваши коллеги можете иметь общий доступ к принтеру или системе группового обмена сообщениями. Вычислительная сеть, которая позволяет это, вероятно, представляет собой локальную сеть или локальную сеть, которая позволяет вашему отделу совместно использовать ресурсы.

Городское правительство может управлять общегородской сетью камер наблюдения, которые отслеживают транспортный поток и происшествия. Эта сеть будет частью MAN или городской сети, которая позволит персоналу городских экстренных служб реагировать на дорожно-транспортные происшествия, советовать водителям альтернативные маршруты движения и даже отправлять дорожные билеты водителям, проезжающим на красный свет.

The Weather Company работала над созданием одноранговой ячеистой сети, которая позволяет мобильным устройствам напрямую связываться с другими мобильными устройствами, не требуя Wi-Fi или сотовой связи. Проект Mesh Network Alerts позволяет доставлять жизненно важную информацию о погоде миллиардам людей даже без подключения к Интернету.

Компьютерные сети и интернет

Интернет на самом деле представляет собой сеть сетей, которая соединяет миллиарды цифровых устройств по всему миру. Стандартные протоколы обеспечивают связь между этими устройствами. Эти протоколы включают протокол передачи гипертекста («http» перед всеми адресами веб-сайтов). Интернет-протокол (или IP-адреса) — это уникальные идентификационные номера, необходимые для каждого устройства, имеющего доступ в Интернет. IP-адреса сопоставимы с вашим почтовым адресом, предоставляя уникальную информацию о местоположении, чтобы информация могла быть доставлена ​​правильно.

Поставщики услуг Интернета (ISP) и поставщики сетевых услуг (NSP) предоставляют инфраструктуру, позволяющую передавать пакеты данных или информации через Интернет. Каждый бит информации, отправленной через Интернет, не поступает на каждое устройство, подключенное к Интернету. Это комбинация протоколов и инфраструктуры, которая точно сообщает информации, куда идти.

 

Как они работают?

Компьютерные сети соединяют такие узлы, как компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы, с помощью кабелей, оптоволокна или беспроводных сигналов. Эти соединения позволяют устройствам в сети обмениваться информацией и ресурсами.

Сети следуют протоколам, которые определяют способ отправки и получения сообщений. Эти протоколы позволяют устройствам обмениваться данными. Каждое устройство в сети использует интернет-протокол или IP-адрес, строку цифр, которая однозначно идентифицирует устройство и позволяет другим устройствам распознавать его.

Маршрутизаторы — это виртуальные или физические устройства, облегчающие связь между различными сетями. Маршрутизаторы анализируют информацию, чтобы определить наилучший способ доставки данных к конечному пункту назначения. Коммутаторы соединяют устройства и управляют связью между узлами внутри сети, гарантируя, что пакеты информации, перемещающиеся по сети, достигают своего конечного пункта назначения.

Архитектура

Архитектура компьютерной сети определяет физическую и логическую структуру компьютерной сети. В нем описывается, как компьютеры организованы в сети и какие задачи возлагаются на эти компьютеры. Компоненты сетевой архитектуры включают аппаратное обеспечение, программное обеспечение, средства передачи (проводные или беспроводные), топологию сети и протоколы связи.

Основные типы сетевой архитектуры

Существует два типа сетевой архитектуры: одноранговая (P2P) и клиент/сервер . В архитектуре P2P два или более компьютеров связаны как «равноправные», что означает, что они имеют равную мощность и привилегии в сети. Сеть P2P не требует центрального сервера для координации. Вместо этого каждый компьютер в сети действует как клиент (компьютер, которому требуется доступ к службе), так и сервер (компьютер, который обслуживает потребности клиента, обращающегося к службе). Каждый одноранговый узел делает некоторые из своих ресурсов доступными для сети, разделяя хранилище, память, пропускную способность и вычислительную мощность.

В сети клиент/сервер центральный сервер или группа серверов управляют ресурсами и предоставляют услуги клиентским устройствам в сети. Клиенты в сети общаются с другими клиентами через сервер. В отличие от модели P2P, клиенты в архитектуре клиент/сервер не делятся своими ресурсами. Этот тип архитектуры иногда называют многоуровневой моделью, поскольку он разработан с несколькими уровнями или уровнями.

Топология сети

Топология сети относится к тому, как организованы узлы и каналы в сети. Сетевой узел — это устройство, которое может отправлять, получать, хранить или пересылать данные. Сетевой канал соединяет узлы и может быть кабельным или беспроводным каналом.

Понимание типов топологии обеспечивает основу для построения успешной сети. Существует несколько топологий, но наиболее распространенными являются шина, кольцо, звезда и ячеистая сеть:

  • Шинная сетевая топология — это когда каждый сетевой узел напрямую подключен к основному кабелю.
     

  • В кольцевой топологии узлы соединены в петлю, поэтому каждое устройство имеет ровно двух соседей. Соседние пары соединяются напрямую; несмежные пары связаны косвенно через несколько узлов.
     

  • В топологии сети "звезда" все узлы подключены к одному центральному концентратору, и каждый узел косвенно подключен через этот концентратор.
     

  • Топология сетки определяется перекрывающимися соединениями между узлами. Вы можете создать полносвязную топологию, в которой каждый узел в сети соединен со всеми остальными узлами. Вы также можете создать топологию частичной сетки, в которой только некоторые узлы соединены друг с другом, а некоторые связаны с узлами, с которыми они обмениваются наибольшим количеством данных. Полноячеистая топология может быть дорогостоящей и трудоемкой для выполнения, поэтому ее часто используют для сетей, требующих высокой избыточности. Частичная сетка обеспечивает меньшую избыточность, но является более экономичной и простой в реализации.

Безопасность

Безопасность компьютерной сети защищает целостность информации, содержащейся в сети, и контролирует доступ к этой информации. Политики сетевой безопасности уравновешивают необходимость предоставления услуг пользователям с необходимостью контроля доступа к информации.

Существует много точек входа в сеть. Эти точки входа включают аппаратное и программное обеспечение, из которых состоит сама сеть, а также устройства, используемые для доступа к сети, такие как компьютеры, смартфоны и планшеты. Из-за этих точек входа сетевая безопасность требует использования нескольких методов защиты. Средства защиты могут включать брандмауэры — устройства, которые отслеживают сетевой трафик и предотвращают доступ к частям сети на основе правил безопасности.

Процессы аутентификации пользователей с помощью идентификаторов пользователей и паролей обеспечивают еще один уровень безопасности. Безопасность включает в себя изоляцию сетевых данных, чтобы доступ к служебной или личной информации был сложнее, чем к менее важной информации. Другие меры сетевой безопасности включают обеспечение регулярного обновления и исправления аппаратного и программного обеспечения, информирование пользователей сети об их роли в процессах безопасности и информирование о внешних угрозах, осуществляемых хакерами и другими злоумышленниками. Сетевые угрозы постоянно развиваются, что делает сетевую безопасность бесконечным процессом.

Использование общедоступного облака также требует обновления процедур безопасности для обеспечения постоянной безопасности и доступа. Для безопасного облака требуется безопасная базовая сеть.

Ознакомьтесь с пятью основными соображениями (PDF, 298 КБ) для обеспечения безопасности общедоступного облака.

Ячеистые сети

Как отмечалось выше, ячеистая сеть — это тип топологии, в котором узлы компьютерной сети подключаются к как можно большему количеству других узлов. В этой топологии узлы взаимодействуют друг с другом, чтобы эффективно направлять данные к месту назначения. Эта топология обеспечивает большую отказоустойчивость, поскольку в случае отказа одного узла существует множество других узлов, которые могут передавать данные. Ячеистые сети самонастраиваются и самоорганизуются в поисках самого быстрого и надежного пути для отправки информации.

Тип ячеистых сетей

Существует два типа ячеистых сетей — полная и частичная:

  • В полноячеистой топологии каждый узел сети подключается к каждому другому узлу сети, обеспечивая высочайший уровень отказоустойчивости. . Однако его выполнение обходится дороже. В топологии с частичной сеткой подключаются только некоторые узлы, обычно те, которые чаще всего обмениваются данными.
  • Беспроводная ячеистая сеть может состоять из десятков или сотен узлов. Этот тип сети подключается к пользователям через точки доступа, разбросанные по большой территории.

Балансировщики нагрузки и сети

Балансировщики нагрузки

эффективно распределяют задачи, рабочие нагрузки и сетевой трафик между доступными серверами. Думайте о балансировщиках нагрузки как об управлении воздушным движением в аэропорту. Балансировщик нагрузки отслеживает весь трафик, поступающий в сеть, и направляет его на маршрутизатор или сервер, которые лучше всего подходят для управления им. Целями балансировки нагрузки являются предотвращение перегрузки ресурсов, оптимизация доступных ресурсов, сокращение времени отклика и максимизация пропускной способности.

Полный обзор балансировщиков нагрузки см. в разделе Балансировка нагрузки: полное руководство.

Сети доставки контента

Сеть доставки контента (CDN) — это сеть распределенных серверов, которая доставляет временно сохраненные или кэшированные копии контента веб-сайта пользователям в зависимости от их географического положения. CDN хранит этот контент в распределенных местах и ​​предоставляет его пользователям, чтобы сократить расстояние между посетителями вашего сайта и сервером вашего сайта. Кэширование контента ближе к вашим конечным пользователям позволяет вам быстрее обслуживать контент и помогает веб-сайтам лучше охватить глобальную аудиторию. CDN защищают от всплесков трафика, сокращают задержки, снижают потребление полосы пропускания, ускоряют время загрузки и уменьшают влияние взломов и атак, создавая слой между конечным пользователем и инфраструктурой вашего веб-сайта.

Потоковое мультимедиа, мультимедиа по запросу, игровые компании, создатели приложений, сайты электронной коммерции — по мере роста цифрового потребления все больше владельцев контента обращаются к CDN, чтобы лучше обслуживать потребителей контента.

Связанные решения

Сеть доставки контента IBM®

Избегайте пробок в сети и уменьшайте время задержки, размещая свои данные ближе к своим пользователям с помощью сети доставки контента Akamai в IBM Cloud®.

Балансировщик нагрузки IBM Cloud®

Балансировщики нагрузки IBM Cloud® позволяют распределять трафик между серверами, чтобы улучшить время безотказной работы и производительность.

Сетевая безопасность IBM Cloud®

Получите больше контроля над своей облачной инфраструктурой и защитите свои серверы и сеть.

Ресурсы

Сделайте следующий шаг

Сетевые решения IBM Cloud®, в том числе IBM® Content Delivery Network, IBM Cloud® Load Balancer и сетевая безопасность IBM Cloud®, помогают компаниям увеличить трафик, сделать пользователей счастливыми, защитить сеть и легко выделять ресурсы по мере необходимости. Узнайте больше о сетевых решениях IBM Cloud®

Как работает Интернет (инфографика)

Читая эту статью, вы вносите свой вклад в историю. За последние пятьдесят лет технологии и функциональность Интернета превратились в удобные системы, которые мы используем в повседневной жизни.

Но, как вы могли догадаться, интернет не всегда выглядел так и не был так популярен. На самом деле, в 2000 году только 52% взрослого населения США заявили, что пользовались Интернетом; но в 2018 году это число подскочило до 82% [1].

Из вопроса, который привел вас сюда: «Как работает интернет?» к покупкам в Интернете и общению с семьей и друзьями, Интернет полностью изменил то, как мы живем, сотрудничаем и учимся. Но с чего все это началось? И как Интернет превратился в вездесущую систему, которую мы знаем сегодня?

Интернет играет важную роль в нашей повседневной жизни

  • В 2000 году только 52% взрослого населения США пользовались Интернетом [1]
  • В 2018 году это число подскочило до 89%
  • В 2013 году доля взрослых американцев, которые не пользовались дома широкополосным доступом в Интернет, но имели смартфоны, составляла всего 8%
  • В 2018 году это число увеличилось до 20%

Полностью понять, как работает Интернет и как мы сюда попали, нам нужно начать с самого начала.

Краткая история Интернета

29 октября 1969 года организация под названием ARPANET (Агентство перспективных исследовательских проектов) запустила первую итерацию Интернета (также известного как ARPANET), соединив четыре основных компьютера в Университете Юты, UCSB. , Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и Стэнфордский исследовательский институт [2].

Когда эта сеть компьютеров была соединена, университеты могли получать доступ к файлам и передавать информацию из одной организации в другую, а также внутри себя.

По мере разработки системы исследователи продолжали подключать компьютеры из других университетов, включая Массачусетский технологический институт, Гарвард и Карнеги-Меллон. В конце концов, ARPANET был переименован в «интернет».

Кто пользовался интернетом на этом этапе?

На заре своего существования интернетом пользовались только компьютерные эксперты, ученые, инженеры и библиотекари, которым приходилось изучать сложную систему, чтобы пользоваться ею, но по мере совершенствования технологий и адаптации потребителей он стал важным инструментом для людей по всему миру.

Как и когда изменились функциональные возможности Интернета?

1970-е годы были серьезным переходным периодом для Интернета. Электронная почта была введена в 1972 году, библиотеки по всей стране были подключены друг к другу, и, прежде всего, обмен информацией стал более беспрепятственным благодаря архитектуре протокола управления транспортом и интернет-протокола (TCP/IP).

Изобретение этих протоколов помогло стандартизировать способы отправки и получения информации через Интернет, сделав доставку более согласованной, независимо от того, где и как вы подключаетесь к Интернету.

Когда Интернет стал удобным для пользователя?

Затем, в 1986 году, Национальный научный фонд вывел развитие Интернета на новый уровень, профинансировав NSFNET, сеть суперкомпьютеров по всей стране.

Эти суперкомпьютеры заложили основу для персональных компьютеров, ликвидировав разрыв между компьютерами, используемыми исключительно в академических целях, и компьютерами, используемыми для выполнения повседневных задач.

В 1991 году Миннесотский университет разработал первый удобный интернет-интерфейс, облегчивший доступ к файлам и информации кампуса. Университет Невады в Рино продолжил разработку этого удобного интерфейса, внедрив функции поиска и индексирования.

Когда потребители начали пользоваться Интернетом?

Поскольку развитие Интернета продолжало развиваться и смещать фокус, Национальный научный фонд прекратил спонсирование магистрали Интернета (NSFNET) в мае 1995 года.

Это изменение сняло все ограничения коммерческого использования в Интернете и, в конечном итоге, позволило диверсифицировать и быстро расти. Вскоре после этого AOL, CompuServe и Prodigy присоединились к Delphi, чтобы предложить потребителям коммерческие интернет-услуги.

Дебют Wi-Fi и Windows 98 в конце девяностых ознаменовал приверженность индустрии высоких технологий развитию коммерческого элемента Интернета. Этот следующий шаг дал таким компаниям, как Microsoft, доступ к новой аудитории, потребителям (таким как вы).

Как сегодня выглядит использование Интернета?

Перенесемся в сегодняшний день. По оценкам, в настоящее время Интернетом пользуются три миллиарда человек, многие из которых используют его ежедневно, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, связаться с близкими, сотрудничать на работе или узнать больше о важных вопросах, например, как интернет работает? [3]

По мере того, как технологии меняются, а Интернет проникает практически во все аспекты нашей жизни, ожидается, что все больше людей будут его использовать. По прогнозам исследователей, к 2030 году будет 7,5 миллиарда пользователей Интернета и 500 миллиардов устройств, подключенных к Интернету [4].

Как работает интернет?

Теперь, когда у вас есть некоторое представление об эволюции Интернета, давайте рассмотрим вопрос: «Как работает Интернет?»

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, которая передает различные данные и мультимедиа через взаимосвязанные устройства. Он работает с использованием сети маршрутизации пакетов, которая следует протоколу Интернет (IP) и протоколу управления транспортом (TCP) [5].

TCP и IP работают вместе, чтобы обеспечить постоянную и надежную передачу данных через Интернет, независимо от того, какое устройство вы используете или где вы его используете.

Когда данные передаются через Интернет, они доставляются в виде сообщений и пакетов. Данные, отправляемые через Интернет, называются сообщениями, но прежде чем сообщения будут отправлены, они разбиваются на более мелкие части, называемые пакетами.

Эти сообщения и пакеты передаются от одного источника к другому с использованием Интернет-протокола (IP) и протокола управления передачей (TCP). IP — это система правил, регулирующих передачу информации с одного компьютера на другой через интернет-соединение.

Используя числовой адрес (IP-адрес), IP-система получает дальнейшие инструкции о том, как следует передавать данные.

Протокол управления передачей (TCP) работает с IP, чтобы обеспечить надежную и надежную передачу данных. Это помогает убедиться, что никакие пакеты не потеряны, пакеты собраны в правильной последовательности и нет задержек, негативно влияющих на качество данных.

Хотите знать, как работает Интернет от запуска браузера до результатов поиска? Давайте рассмотрим процесс шаг за шагом [7] [8] [9].].

При вводе веб-адреса в браузере...

Шаг 1: Ваш компьютер или устройство подключено к Интернету через модем или маршрутизатор. Вместе эти устройства позволяют подключаться к другим сетям по всему миру [6].

Ваш маршрутизатор позволяет нескольким компьютерам подключаться к одной и той же сети, в то время как модем подключается к вашему интернет-провайдеру (интернет-провайдеру), который предоставляет вам проводной или DSL-интернет.

Шаг 2: Введите веб-адрес, известный как URL (унифицированный указатель ресурсов). У каждого веб-сайта есть свой уникальный URL-адрес, который сигнализирует вашему интернет-провайдеру, куда вы хотите перейти.

Шаг 3: Ваш запрос передается вашему интернет-провайдеру, который подключается к нескольким серверам, которые хранят и отправляют данные, такие как сервер NAP (защита доступа к сети) и DNS (сервер доменных имен).

Затем ваш браузер ищет IP-адрес доменного имени, которое вы ввели в поисковую систему, через DNS. Затем DNS преобразует текстовое доменное имя, которое вы вводите в браузере, в числовой IP-адрес.

  • Пример: Google.com становится 64.233.191.255

Шаг 4: Ваш браузер отправляет запрос протокола передачи гипертекста (HTTP) на целевой сервер для отправки копии веб-сайта клиенту с использованием TCP/IP.

Шаг 5: Затем сервер одобряет запрос и отправляет на ваш компьютер сообщение «200 OK». Затем сервер отправляет файлы веб-сайта в браузер в виде пакетов данных.

Шаг 6: Когда ваш браузер собирает пакеты данных, веб-сайт загружается, позволяя вам учиться, делать покупки, просматривать и взаимодействовать.

Шаг 7: Наслаждайтесь результатами поиска!

Будущее Интернета

Независимо от того, ищете ли вы информацию о том, как работает Интернет, транслируете свой любимый фильм или просматриваете в Интернете предложения о путешествиях, нельзя отрицать, что Интернет приводит нас в разные места , и это будет продолжай так делать!

Хотя может показаться, что Интернет не меняется теперь , есть вероятность, что мы оглянемся назад и увидим, как далеко мы продвинулись, различия в том, как мы используем эту технологию, и в конечном итоге мы обнаружим, что мы тоже являемся частью истории Интернета.

[1] Пью Интернет; Internet/Broadband Fact Sheet

[2] Walt Howe; Краткая история Интернета

[3] Деньги; Вот сколько пользователей Интернета

[4] Cisco; Интернет вещей

[5] Lifewire; TCP (протокол управления передачей) Объяснение

[6] Mozilla; Как работает Интернет

[7] Как работают вещи; Как работает Интернет?

[8] Как стать гиком; Как работает Интернет?

[9] Medium, Как работает Интернет

Краткая история Интернета

Философы и авторы веками создавали концепцию общего хранилища мировых знаний. Как мы пришли к Интернету, который мы знаем сегодня?

Основные прорывы [2]

  • 29 октября 1969 г.: ARPANET (позже переименованный в Интернет) установил успешную связь между Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и Стэнфордским исследовательским институтом.
  • Конец 1960-х: Библиотеки автоматизируют и сетевые каталоги, независимые от ARPANET.
  • 1970-е: Установлены протокол управления транспортом и интернет-протокол (TCP/IP), что позволило интернет-технологиям развиваться. Изобретение этих протоколов помогло стандартизировать способы отправки и получения информации через Интернет.
  • 1986: Национальный научный фонд финансировал NSFNET, которая является магистралью Интернета со скоростью 56 Кбит/с. В то время действовали коммерческие ограничения, поскольку на его эксплуатацию и обслуживание использовались федеральные средства.
  • 1991: Создан удобный интернет-интерфейс.
  • Июль 1992: Delphi стала первой национальной коммерческой онлайн-службой, предлагающей доступ в Интернет.
  • Май 1995: Все ограничения на коммерческое использование в Интернете исчезают. Это позволило Интернету диверсифицироваться и быстро расти.
  • 1997: WiFi был изобретен.
  • 1998: Windows 98 вышла на рынок.
  • 2007: Широкое распространение смартфонов.
  • 2009: Представлена ​​сеть 4G.
  • Сегодня: Интернетом пользуются 3 миллиарда человек. [3]
  • 2030: 7,5 миллиардов предполагаемых пользователей Интернета и 500 миллиардов устройств, подключенных к Интернету. [4]

Как работает интернет?

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, которая передает различные данные и мультимедиа через взаимосвязанные устройства. Он работает с использованием сети маршрутизации пакетов, которая следует Интернет-протоколу (IP) и протоколу управления транспортом (TCP). [5]

Сообщения + пакеты

  • Данные, отправляемые через Интернет, называются сообщениями
  • Перед отправкой сообщения разбиваются на крошечные части, называемые пакетами

Интернет-протокол (IP)

  • отправляется с одного компьютера на другой через подключение к Интернету
  • Указывает, как компьютеры должны отправлять информацию другим компьютерам, отправляя данные с прикрепленным числовым адресом (IP-адресом)
    • Общедоступный IP-адрес: Доступен через Интернет
    • Частный IP-адрес: Назначен устройству в закрытой сети, такой как домашняя или бизнес-сеть, которая недоступна через Интернет

Протокол управления транспортом ( TCP)

  • Работает с IP для обеспечения надежной и надежной передачи данных
  • Отсутствие потери пакетов, отсутствие задержек, отрицательно влияющих на качество данных, пакеты собираются в правильной последовательности
Что происходит, когда вы пользуетесь Интернетом.
..

Шаг 1: Ваш компьютер или устройство подключены к Интернету через модем или маршрутизатор, что позволяет ему подключаться к другим сетям по всему миру. [6]

Маршрутизатор позволяет нескольким компьютерам подключаться к одной и той же сети, в то время как модем подключается к вашему поставщику услуг Интернета (ISP), который предоставляет кабельный или DSL-интернет.

Ваш персональный компьютер называется клиентом, а не сервером.

  • Клиентские компьютеры подключаются к Интернету через поставщика услуг Интернета.
    • Пример: Ваш телефон подключен к мобильной сети или ноутбук подключен к WiFi.
  • Серверы — это компьютеры, напрямую подключенные к Интернету.
    • Пример: компьютеры C , на которых хранятся веб-страницы, сайты или приложения.

Шаг 2: Введите веб-адрес, известный как URL-адрес. URL означает унифицированный указатель ресурсов.

Шаг 3: Ваш запрос обработан и передан вашему интернет-провайдеру. У вашего интернет-провайдера есть несколько серверов, которые хранят и отправляют данные, такие как сервер NAP (защита доступа к сети) и DNS (сервер доменных имен).

Ваш браузер ищет IP-адрес доменного имени, которое вы ввели в браузере, через DNS.

  • DNS преобразует текстовое доменное имя, которое вы вводите в браузере, в числовой IP-адрес.
    • Пример: Google.com становится 64.233.191.255

Шаг 4: Браузер отправляет запрос протокола передачи гипертекста (HTTP) на целевой сервер для отправки копии веб-сайта клиенту с использованием TCP/IP.

  • HTTP: Язык, используемый для интернет-общения.
  • HTTPS: Безопасная версия HTTP, все сообщения между вашим браузером и веб-сайтом зашифрованы.

Шаг 5: Сервер утверждает запрос и отправляет сообщение «200 OK» на клиентский компьютер.

Learn more

Только новые статьи

Введите свой e-mail

Видео-курс

Blender для новичков

Ваше имя:Ваш E-Mail:

Содержание, карта.