Если вы хотите понять принцип работы интернета, необходимо разобраться, что он из себя представляет. Интернет – это всего лишь сеть передачи данных. Недаром его вторым названием является словосочетание «глобальная сеть». Она представляет собой совокупность программно-аппаратного оборудования, которое соединяется каналами связи.

К оборудованию относятся клиент, сервер и сетевое оборудование. Их назначение состоит в передаче данных, которые могут являться абсолютно любой информацией от обычного текста до длительного видео.

Под клиентом подразумевается персональный компьютер, ноутбук, телефон или любое другое устройство, которое способно отправлять запросы на получение информации из сети, принимать ответы на них и отображать их в доступном виде. Под сервером понимается то место, где информация хранится. Это базы данных, которые отвечают на запросы клиента и передают ему то, чем он интересуется. Сетевое оборудование – это канал, который соединяет сервер и клиента.

Как происходит передача информации

Если рассмотреть суть работы глобальной сети схематически, то она будет выглядеть следующим образом. Клиент направляет на сервер запрос на информацию. Этот запрос передается на обработку через сетевое оборудование на сервер. После получения сервер сформирует ответ на вопрос и отправит его обратно по сетевому оборудованию клиенту. Так получается схема взаимодействия между клиентом и сервером. Для того чтобы эта схема бесперебойно работала, сервер должен круглосуточно находиться в рабочем состоянии, иначе информация, которая хранится в его владении, будет недоступна.

Как работает сетевое оборудование

Для того чтобы клиент и сервер могли взаимодействовать между собой, используется сетевое оборудование: модемы, маршрутизаторы, коммутаторы и каналы связи.

Модем работает посредством переработки информации из цифрового вида в аналоговые сигналы и наоборот, после чего он передает ее по оптическим каналам связи.

Маршрутизаторы работают посредством хранения «таблицы маршрутизации», в которой содержатся пакеты для передачи данных и соответствующие им адреса.

Коммутатор передает информацию между устройствами, которые подключены к нему напрямую на небольшом расстоянии с помощью специального кабеля. Как правило, коммутаторы используются для создания локальных сетей, поэтому для работы в интернете применяют модемы и маршрутизаторы.

Согласно Википедии, Интерне́т (произносится [интэрнэ́т ]; англ. Internet ) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть». В обиходе иногда говорят «Ине́т», "Веб".

Интернет (вначале он назывался ARPANET) - проект американских военных, созданный в результате Холодной войны для противодействия угрозе, якобы исходящей от Советского Союза.

Рождением Интернета, считается 22:30 29 октября 1969 года, когда впервые в мире, компьютерная информация была передана на 700 километров.

В 1991 году проект ARPANET был заморожен и, собственно, появился Интернет.

Вначале, доступ в Интернет осуществлялся по телефонной линии с помощью модема - специальное устройство преобразовывало цифровую компьютерную информацию в аналоговый сигнал, передавало по телефонной линии к другому, принимающему, устройству, где вновь происходила перекодировка сигнала.

В нашей стране "Интернет" вначале был представлен в виде Фидонета (Fidonet) или просто "Фидо". Фидонет изобрел Том Дженнингс из США в 1984 году. Кто-то устанавливал у себя на компьютере специальную программу, позволяющую другим пользователям складывать и обмениваться информацией через этот компьютер. Такой компьютер назывался "Узел" или "Нода" (Node). А человек - хозяин компьютера - Сисоп (Системный оператор) компьютеры, которые к нему подключились - "Точки" или "Поинты" (point). Таким образом - тусовка фидошников называлась "поинтовкой".

Вообще, в Фидо была следующая иерархия: Zone > Net > Node > Point (Страна, Сеть, Узел, Точка) Например, номер первого российского узла в Новосибирске - 2:42/100.

Прообразом современных Форумов были "Эхи" (Echomail) - система сетевых конференций Фидо. Для обновления конференции на своем компьютере необходимо было скачивать сообщения в свой ящик. Так что одновременно, Эхомейлы были прообразами современной электронной почты. Некоторые консервативные форумы до сих пор сохраняют структуру фидошных эхомейлов. ()

В середине 90-х годов появилось переходное звено, между Фидо и Интернетом (каким мы его знаем). Оно называлось БиБиЭс (BBS, Bulletin Board System) или просто "Доска объявлений". Сисоп ставил себе программу для организации BBS, закачивал файлы и давал рекламу в Фидо. Когда его домашние ложились спать (надо сказать, что Фидо был преимущественно уделом взрослых дядек) - начинались прозвоны.

Первые BBS были коммерческими и предоставляли доступ за деньги, либо использовались для научных целей. В дальнейшем, доступ предоставлялся любителями частным лицам на определенное время. На большинстве BBS работали рейтинговые системы - сколько данных закачал, столько времени можешь пользоваться Системой. На некоторых Бордах девушкам предоставлялись льготы по времени. А еще можно было встретиться с Сисопом на Поинтовке, проставиться пивом и получить льготы. Либо даже стать ко-Сисопом (минимальный уровень доступа назывался tweet). Надо отметить что для того, чтобы скачать картинку (музыка и видео тогда не были представлены практически вообще, а качество видео было сильно ниже, чем сейчас на бесплатных эротических ресурсах). Так вот для скачивания картинки требовалось больше времени, чем сейчас на скачивание одного файла mp3. А в высокоскоростных сетях больших городов - фильм сейчас скачивается быстрее..

Интерфейс Бибиэсок был крайне скудным (хотя для того времени некоторые Сисопы показывали класс ANCII графики). И вскоре, на смену модему стали приходить кабельные сети. Сначала в виде DSL модемов, потом в виде кабельных локальных сетей (локалок), а затем и в виде оптоволоконных высокоскоростных сетей и WiFi, 3G, WiMAX.

Надо отметить, что лобительские "локалки" были во многих городах единственным способом получить высокоскоростной доступ в Интернет. Подключение к "Первопровайдерам" (в Москве это Демос, Зенон) было довольно дорого и стоило от ста долларов в месяц. Бедным студентам и школьникам за эти деньги нужно было работать по 3-4 месяца, а большинству взрослых Интернет казался детской забавой. Приходилось покупать один доступ на несколько квартир. Потом подтягивался подъезд, дом, другие дома и постепенно прыщавый юнец (простите, уже целый АДМИН) становился владельцем компьютерной сети и обладателем неплохого бизнеса. Одной из первой локалок в Москве стала "Ультранет" во главе с ее руководителем - Енотом.

Так как Интернет стоил денег, то админ локалки завлекал людей внутренними ресурсами - играми по сети (Quake, Doom, CS), возможностью обмена файлами. В дальнейшем сеть обрастала собственными игровыми серверами, медиасерверами, сайтами, форумом. К 2005 году "Бум" локальных сетей пошел на спад. Тогда же, Правительство Москвы издало по ДЕЗам распоряжение всеми силами бороться с локалками. Но, насилие рождает насилие, и это привело лишь к волне протеста и социальным акциям. К 2010 году большинство локалок в Москве было куплено крупными игроками - иностранными инвесторами, компаниями крупных чиновников.

Современный Интернет - это зеркальное отражение современного мира. Тихие и спокойные в миру люди - в Интернете шумные и агрессивные. А активные в жизни в Интернете чаще всего тихони. В Интернете можно делать то, чего никогда не сделаешь в жизни. Можно дать волю своим фантазиям, тайным мыслям - за которые в жизни в лучшем случае могут дать в лицо. И с одной стороны, Интернет это мировая канализация.

Но Интернет, также является источником знаний всего человечества. Знания, передававшиеся ранее из поколения в поколения, являвшиеся предметом войн и раздоров. Знания, которым обучали в университетах и школах сегодня можно получить в течении нескольких минут, или даже секунд.

"Как испечь самые вкусные блины?", "Как правильно целоваться?", "Что такое Интернет?", "Заказать обслуживание компьютеров. ". Ответы на эти и многие другие вопросы, давно не дававшие покоя человечеству могут быть найдены прямо сейчас.

Интернет это нервная система Человечества. Конкретно ни одна организация не осуществляет контроль над ним. В Китае, например, свой отдельный Интернет. В России существует понятие "Рунет" - грубо говоря это все узлы сайты, расположенные в зоне.ru.

Россия соединяется с сетями других стран с помощью толстых оптических кабелей, идущих через Голландию и Израиль (сейчас может и еще куда).

Периодически на транс-магистралях происходят крупные аварии и Россия остается отключенной от остального мира. Так, кажется в 2006 или 2007 году пьяный экскаваторщик в Финляндии (Кто финн? Я финн?) обрубил самый толстый оптоволоконный кабель. И половина банков в России осталась парализованной на несколько дней. (Ну и не работали все заграничные сайты).

Главной по Интернету все же считаются США, так как они являются его родиной.

Строение Интернета сравнимо с нервной системой человека. Если проследить путь от вашего компьютера до США, то он получится примерно такой:

Компьютер > Коммутатор на чердаке > Узел провайдера > Шлюз провайдера > Узел соединения с другими провайдерами (АТС M9, M10) > толстый оптический кабель > шлюз в Голландии > шлюз еще где-то > и скорее всего еще один > трансатлантический кабель (идет прям под водой, по дну океана)> США. И от каждой точки отходят тысячи, десятки тысяч других абонентов. В Windows есть специальная команда "tracert", с помощью которой можно узнать как далеко от вас находится сайт и какие узлы встречаются на пути к нему. Например: "tracert -d yahoo.com".

Кто же все-таки управляет Интернетом и как же разобраться во всем этом хаосе? Практически каждому узлу - компьютеру, коммутатору, шлюзу, присвоен свой уникальный адрес. Например 195.34.32.11 или 77.246.248.220. Эти адреса называются "IPv4" Таким образом, может быть около трех миллиардов комбинаций. Да, это мало. И сейчас, потихоньку вводится новый протокол - "IPv6". Который будет иметь значительно больше адресов. Переход с протокола на протокол достаточно сложное мероприятие и, несмотря на то что многие операционные системы уже поддерживают новый стандарт, переход на него все откладывается.

А при чем тут www.? То есть, вы набираете в браузере не 195.80.20.13 а www.сайт. Ну в принципе, определение хоста идет именно через эти циферки, а операцией по переводу их в красивый адрес (резолвинг) занимается DNS или nameserver или Сервер Доменных Имен. То есть, на Шлюзе вашего провайдера стоит специальная программа, которая отслеживает то, что вы отправляете через адресную строку браузера и переводит эти данные в циферки. А чтобы не произошло путаницы (ведь одни сайты закрываются, а другие открываются по их адресу), программа обновляется на шлюзе более крупного провайдера, а он, в свою очередь - на главном сервере имен - RIPN или РосНИИРОС (Russian Institute foe Public Names или Российский научно-исследовательский институт развития общественных сетей). И так далее.

То есть в узком смысле - это глобальное сообщество малых и больших сетей. В более широком смысле - это глобальное информационное пространство, хранящее огромное количество информации на миллионах компьютеров, которые обмениваются данными.

В 1969 году, когда был создан Интернет, эта сеть объединяла всего лишь четыре хост-компьютера, а сегодня их число измеряется десятками миллионов. Каждый компьютер, подключенный к Интернету, - это часть Сети.

Для того чтобы начать с наиболее привычной всем схемы, рассмотрим, как подключается к Интернету домашний компьютер, и проследим, по каким каналам путешествует информация, передаваемая и принимаемая нами из Сети. Если вы выходите в Интернет с домашнего компьютера, то, скорее всего, используете модемное подключение (рис. 1).

В принципе, соединение с провайдером может идти по различным каналам: по телефонной линии, по выделенной линии, на основе беспроводной или спутниковой связи, по сети кабельного телевидения или даже по силовым линиям - все эти альтернативные варианты показаны на рис. 1 .

Чаще всего это так называемое временное (сеансовое) соединение по телефонной линии. Вы набираете один из телефонных номеров, который предоставил вам провайдер, и дозваниваетесь на один из его модемов. На рис. 1 показан набор модемов провайдера, так называемый модемный пул. После того как вы соединились с вашим ISP (Internet Service Provider)-провайдером, вы становитесь частью сети данного ISP. Провайдер предоставляет своим пользователям различные сервисы, электронную почту, Usenet и т.д.

Каждый провайдер имеет свою магистральную сеть, или бэкбоун . На рис. 1 мы условно изобразили магистральную сеть некоего провайдера ISP-A. Его магистральная сеть показана зеленым цветом.

Обычно ISP-провайдеры - это крупные компании, которые в ряде регионов имеют так называемые точки присутствия (POP, Point of Presence), где происходит подключение локальных пользователей.

Обычно крупный провайдер имеет точки присутствия (POP) в нескольких крупных городах. В каждом городе находятся аналогичные модемные пулы, на которые звонят локальные клиенты этого ISP в данном городе. Провайдер может арендовать волоконно-оптические линии у телефонной компании для соединения всех своих точек присутствия (POP), а может протянуть свои собственные волоконно-оптические линии. Крупнейшие коммуникационные компаний имеют собственные высокопропускные каналы. На рис. 1 мы показали опорные сети двух Интернет-провайдеров. Очевидно, что все клиенты провайдера ISP-А могут взаимодействовать между собой по собственной сети, а все клиенты компании ISP-В - по своей, но при отсутствии связи между сетями ISP-A и ISP-B клиенты компании «A» и клиенты компании «В» не могут связаться друг с другом. Для реализации данной услуги компании «A» и «B» договариваются подключиться к так называемым точкам доступа (NAP - Network Access Points) в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет по сетям через NAP. На рис. 1 показаны магистральные сети только двух ISP-провайдеров. Аналогично организуется подключение к другим магистральным сетям, в результате чего образуется объединение множества сетей высокого уровня.

В Интернете действуют сотни крупных Интернет-провайдеров, их магистральные сети связаны через NAP в различных городах, и миллиарды байтов данных текут по разным сетям через NAP-узлы.

Если вы пользуетесь Интернетом в офисе, то, скорее всего, вы подключены к локальной сети (LAN - Local Area Network). В этом случае рассмотренная нами схема несколько видоизменяется (рис. 2). Сеть организации обычно отделена от внешнего мира определенной службой защиты информации, которая на нашей схеме условно показана в виде кирпичной стены. Варианты подключения к провайдеру могут быть различными, хотя чаще всего это выделенная линия.

Поскольку невозможно схематически отразить всю совокупность сетей Интернета, ее часто изображают в виде размытого облака, выделяя в нем лишь основные элементы: маршрутизаторы, точки присутствия (POP) и места доступа (NAP).

Скорость передачи информации на различных участках Сети существенно различается. Магистральные линии, или бэкбоуны, связывают все регионы мира (рис. 5) - это высокоскоростные каналы, построенные на основе волоконно-оптических кабелей. Кабели обозначаются OC (optical carrier), например OC-3, OC-12 или OC-48. Так, линия OC-3 может передавать 155 Мбит/с, а OC-48 - 2488 Мбит/с (2,488 Гбит/с). В то же время получение информации на домашний компьютер с модемным подключением 56 K происходит со скоростью всего 56 000 бит/с.

Как происходит передача информации в Интернете

Маршрутизаторы

Как же происходит передача информации по всем этим многочисленным каналам? Как сообщение может быть доставлено с одного компьютера на другой через весь мир, пройдя несколько различных сетей за долю секунды? Для того чтобы объяснить этот процесс, необходимо ввести несколько понятий и прежде всего рассказать о работе маршрутизаторов. Доставка информации по нужному адресу невозможна без маршрутизаторов, определяющих, по какому маршруту передавать информацию. Маршрутизатор - это устройство, которое работает с несколькими каналами, направляя в выбранный канал очередной блок данных. Выбор канала осуществляется по адресу, указанному в заголовке поступившего сообщения.

Таким образом, маршрутизатор выполняет две различные, но взаимосвязанные функции. Во-первых, он направляет информацию по свободным каналам, предотвращая «закупорку» узких мест в Сети; во-вторых, проверяет, что информация следует в нужном направлении. При объединении двух сетей маршрутизатор включается в обе сети, пропуская информацию из одной в другую, и в некоторых случаях осуществляет перевод данных из одного протокола в другой, при этом защищая сети от лишнего трафика. Эту функцию маршрутизаторов можно сравнить с работой патрульной службы, которая с вертолета ведет наблюдение за движением в городе, контролирует общую ситуацию с поломками и заторами на дорогах и сообщает о наиболее загруженных участках трассы, чтобы водители выбирали оптимальный маршрут и не попадали в пробки.

Протоколы Интернета

ерейдем теперь к рассмотрению способов передачи информации в Интернете. Для этого необходимо ввести такое понятие, как протокол. В широком смысле протокол - это заранее оговоренное правило (стандарт), по которому тот, кто хочет использовать определенный сервис, взаимодействует с последним. Применительно к Интернету протокол - это правило передачи информации в Сети.

Следует различать два типа протоколов: базовые и прикладные. Базовые протоколы отвечают за физическую пересылку сообщений между компьютерами в сети Интернет. Это протоколы IP и TCP. Прикладными называют протоколы более высокого уровня, они отвечают за функционирование специализированных служб. Например, протокол http служит для передачи гипертекстовых сообщений, протокол ftp - для передачи файлов, SMTP - для передачи электронной почты и т.д.

Набор протоколов разных уровней, работающих одновременно, называют стеком протоколов. Каждый нижележащий уровень стека протоколов имеет свою систему правил и предоставляет сервис для вышележащих.

Такое взаимодействие можно сравнить со схемой пересылки обычного письма. Например, директор фирмы «А» пишет письмо и отдает его секретарю. Секретарь помещает письмо в конверт, надписывает адрес и относит конверт на почту. Почта доставляет письмо в почтовое отделение. Почтовое отделение связи доставляет письмо получателю - секретарю директора фирмы «B». Секретарь распечатывает конверт и передает письмо директору фирмы «В». Информация (письмо) передается с верхнего уровня на нижний, обрастая на каждой стадии дополнительной служебной информацией (пакет, адрес на конверте, почтовый индекс, контейнер с корреспонденцией и т.д.), которая не имеет отношения к тексту письма.

Нижний уровень - это уровень почтового транспорта, которым письмо перевозится в пункт назначения. В пункте назначения происходит обратный процесс: корреспонденция извлекается, считывается адрес, почтальон несет конверт секретарю фирмы «B», который достает письмо, определяет его срочность, важность и в зависимости от этого передает информацию выше. Директора фирм «А» и «Б», передавая друг другу информацию, не заботятся о проблемах пересылки этой информации, подобно тому как секретаря не волнует, как доставляется почта.

Аналогично каждый протокол в стеке протоколов выполняет свою функцию, не заботясь о функциях протокола другого уровня.

На нижнем уровне, то есть на уровне TCP/IP , используется два основных протокола: IP (Internet Protocol - протокол Интернета) и ТСР (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей).

Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети. Интернет состоит из разнородных подсетей, соединенных друг с другом шлюзами. В качестве подсетей могут выступать разные локальные сети (Token Ring, Ethernet и т.п.), различные национальные, региональные и глобальные сети. К этим сетям могут подключаться машины разных типов. Каждая из подсетей работает в соответствии со своими принципами и типом связи. При этом каждая подсеть может принять пакет информации и доставить его по указанному адресу. Таким образом, требуется, чтобы каждая подсеть имела некий сквозной протокол для передачи сообщений между двумя внешними сетями.

Разобраться в работе протоколов поможет схема на рис. 6 . Предположим, имеется некое послание, отправляемое по электронной почте. Передача почты осуществляется по прикладному протоколу SMTP, который опирается на протоколы TCP/IP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные разбиваются на небольшие пакеты фиксированной структуры и длины, маркирующиеся таким образом, чтобы при получении данные можно было бы собрать в правильной последовательности.

Обычно длина одного пакета не превышает 1500 байт. Поэтому одно электронное письмо может состоять из нескольких сотен таких пакетов. Малая длина пакета не приводит к блокировке линий связи и не позволяет отдельным пользователям надолго захватывать канал связи.

К каждому полученному TCP-пакету протокол IP добавляет информацию, по которой можно определить адреса отправителя и получателя. На рис. 6 это представлено как помещение адреса на конверт. Для каждого поступающего пакета маршрутизатор, через который проходит какой-либо пакет, по данным IP-адреса определяет, кому из ближайших соседей необходимо переслать данный пакет, чтобы он быстрее оказался у получателя, - то есть принимает решение об оптимальном пути следования очередного пакета. При этом географически самый короткий путь не всегда оказывается оптимальным (быстрый канал на другой континент может быть лучше медленного в соседний город). Очевидно, что скорость и пути прохождения разных пакетов могут быть различными.

Таким образом, протокол IP осуществляет перемещение данных в сети, а протокол TCP обеспечивает надежную доставку данных, используя систему кодов, исправляющих ошибки. Причем два сетевых сервера могут одновременно передавать в обе стороны по одной линии множество TCP-пакетов от различных клиентов.

Некоторые начинающие пользователи думают, что связь по Интернету похожа на телефонную. Хочется еще раз подчеркнуть основное различие передачи информации по телефонной сети и по Интернету: когда вы звоните по телефону кому-нибудь в другой регион страны или даже на другой континент, телефонная система устанавливает канал между вашим телефоном и тем, на который вы звоните. Канал может состоять из десятков участков: медные провода, волоконно-оптические линии, беспроводные участки, спутниковая связь и т.д. Эти участки неизменны на протяжении всего сеанса связи. Это означает, что линия между вами и тем, кому вы звоните, постоянна в течение всего разговора, поэтому повреждения на любом участке данной линии, например обрыв проводов в бурю, способны прервать ваш разговор.

При этом, если соединение нормальное, значит выделенная вам часть сети для других уже не доступна. Речь идет о сети с коммутацией каналов. Интернет же является сетью с коммутацией пакетов, а это совсем другая история. Процесс пересылки электронной почты принципиально иной.

Как уже было отмечено, Интернет-данные в любой форме (будь то электронное послание, Web-страница или скачиваемый файл) путешествуют в виде группы пакетов. Каждый пакет посылается на место назначения по оптимальному из доступных путей. Поэтому даже если какой-то участок Сети окажется нарушенным, то это не повлияет на доставку пакета, который будет направлен по альтернативному пути. Таким образом, во время доставки данных нет необходимости в фиксированной линии связи между двумя пользователями. Принцип пакетной коммутации обеспечивает основное преимущество Интернета - надежность. Сеть может распределять нагрузку по различным участкам за тысячные доли секунды. Если какой-то участок оборудования сети поврежден, пакет может обойти это место и пройти по другому пути, обеспечив доставку всего послания .

Адресация в Интернете

ы уже упоминали IP-адрес, теперь расскажем о нем подробнее. Каждому компьютеру, подключенному к Интернету, присваивается идентификационный номер, который называется IP-адресом.

Но если вы осуществляете сеансовое подключение (то есть подключаетесь на время сеанса выхода в Интернет), то IP-адрес вам выделяется только на время этого сеанса. Присвоение адреса на время сеанса связи называется динамическим распределением IP-адресов. Оно удобно для ISP-провайдера, поскольку в тот период времени, пока вы не выходите в Интернет, IP-адрес, который вы получали, может быть выделен другому пользователю. Этот IP-адрес является уникальным только на время вашей сессии - в следующий раз, когда вы будете выходить в Интернет через своего провайдера, IP-адрес может быть другим. Таким образом, Интернет-провайдер должен иметь по одному IP-адресу на каждый обслуживаемый им модем, а не на каждого клиента, которых может быть намного больше.

IP-адрес имеет формат xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx - числа от 0 до 255. Рассмотрим типичный IP-адрес: 193. 27.61.137.

Для облегчения запоминания IP-адрес обычно выражают рядом чисел в десятичной системе счисления, разделенных точками. Но компьютеры хранят его в бинарной форме. Например, тот же IP-адрес в двоичном коде будет выглядеть так:

11000001.00011011.00111101.10001001.

Четыре числа в IP-адресе называются октетами, поскольку в каждом из них при двоичном представлении имеется восемь разрядов: 4×8=32. Так как каждая из восьми позиций может иметь два различных состояния: 1 или 0, общий объем возможных комбинаций составляет 28, или 256, то есть каждый октет может принимать значения от 0 до 255. Комбинация четырех октетов дает 232 значений, то есть примерно 4,3 млрд. комбинаций, за исключением некоторых зарезервированных адресов.

Октеты служат не только для того, чтобы разделять числа, но и выполняют другие функции. Октеты можно распределить на две секции: Net и Host. Net-секция используется для того, чтобы определить сеть, к которой принадлежит компьютер. Host, который иногда называют узлом, определяет конкретный компьютер в сети.

Эта система аналогична системе, используемой в обычной почте, когда одна часть адреса определяет улицу, а вторая - конкретный дом на этой улице.

На ранней стадии своего развития Интернет состоял из небольшого количества компьютеров, объединенных модемами и телефонными линиями. Тогда пользователи могли установить соединение с компьютером, набрав цифровой адрес, например 163. 25.51.132. Это было удобно, пока сеть состояла из нескольких компьютеров. По мере увеличения их количества, учитывая тот факт, что текстовое имя всегда удобнее для запоминания, чем цифровое, постепенно цифровые имена стали заменять на текстовые.

Возникла проблема автоматизации данного процесса, и в 1983 году в Висконсинском университете США (University of Wisconsin) была создана так называемая DNS (Domain Name System)-система, которая автоматически устанавливала соответствие между текстовыми именами и IP-адресами. Вместо чисел была предложена ставшая сегодня для нас привычной запись типа http://www.myhobby.narod.ru/ .

Подобным образом осуществляется сортировка обычной почты. Люди привыкли ориентироваться по географическим адресам, например: «Москва, ул. Рылеева, д. 3, кв. 10», в то время как автомат на почте быстро сортирует почту по индексу.

Таким образом, при пересылке информации компьютеры используют цифровые адреса, люди - буквенные, а DNS-сервер служит своеобразным переводчиком.

Прежде чем переходить к описанию работы DNS-серверов, следует сказать несколько слов о структуре доменных имен.

Доменные имена

огда вы обращаетесь на Web или посылаете e-mail, вы используете доменное имя. Например, адрес http://www.microsoft.com/ содержит доменное имя microsoft.com. Аналогично e-mail-адрес [email protected] содержит доменное имя aha.ru.

В доменной системе имен реализуется принцип назначения имен с определением ответственности за их подмножество соответствующих сетевых групп.

И если каждая группа придерживается этого простого правила и всегда получает подтверждение, что имена, которые она присваивает, единственны среди множества ее непосредственных подчиненных, то никакие две системы, где бы те ни находились в сети Интернет, не смогут получить одинаковые имена.

Так же уникальны адреса, указываемые на конвертах при доставке писем обычной почтой. Таким образом, адрес на основе географических и административных названий однозначно определяет точку назначения.

Домены тоже имеют аналогичную иерархию. В именах домены отделяются друг от друга точками: companya.msk.ru, companyb.spb.ru. В имени может быть различное количество доменов, но обычно их не больше пяти. По мере движения по доменам в имени слева направо, количество имен, входящих в соответствующую группу, возрастает.

Каждый раз, когда вы используете доменное имя, вы также используете DNS-серверы для того, чтобы перевести буквенное доменное имя в IP-адрес на машинном языке.

В качестве примера давайте рассмотрим адрес http://www.pc.dpt1.company.msk.ru/ .

Первым в имени стоит название рабочей машины - реального компьютера с IP-адресом. Это имя создано и поддерживается группой dpt1. Группа входит в более крупное подразделение company, далее следует домен msk - он определяет имена московской части сети, а ru - российской.

Каждая страна имеет свой домен. Так au - соответствует Австралии, be - Бельгии и т.д. Это географические домены верхнего уровня.

Помимо географического признака используется тематический, в соответствии с которым существуют следующие доменные имена первого уровня:

• com - обозначает коммерческие предприятия;
• (edu) - образовательные;

Как работает DNS-сервер

NS-сервер принимает запрос на конвертацию доменного имени в IP-адрес. При этом DNS-сервер выполняет следующие действия:

• отвечает на запрос, выдав IP-адрес, поскольку уже знает IP-адрес запрашиваемого домена.
• контактирует с другим DNS-сервером для того, чтобы найти IP-адрес запрошенного имени. Этот запрос может проходить по цепочке несколько раз.
• выдает сообщение: «Я не знаю IP address домена, запрашиваемого вами, но вот IP address DNS-сервера, который знает больше меня»;
• сообщает, что такой домен не существует.

Представим, что вы набрали адрес http://www.pc.dpt1.company.com/ в вашем браузере, который имеет адрес в домене верхнего уровня COM (рис. 9). В простейшем варианте ваш браузер контактирует с DNS-сервером для того, чтобы получить IP-адрес искомого компьютера, и DNS-сервер возвращает искомый IP-адрес (рис. 10).

На практике в Сети, где объединены миллионы компьютеров, найти DNS-сервер, который знает нужную вам информацию, - это целая проблема. Иными словами, если вы ищете какой-то компьютер в Сети, то прежде всего вам необходимо найти DNS-сервер, на котором хранится нужная вам информация. При этом в поиске информации может быть задействована целая цепочка серверов. Пояснить работу DNS-серверов можно на примере, показанном на рис. 11 .

Предположим, что тот DNS-сервер, к которому вы обратились (на рис. 11 он обозначен как DNS1), не имеет нужной информации. DNS1 начнет поиск IP-адреса с обращения к одному из корневых DNS-серверов. Корневые DNS-серверы знают IP-адреса всех DNS-серверов, отвечающих за доменные имена верхнего уровня (COM, EDU, GOV, INT, MIL, NET, ORG и т.д.).

Например, ваш сервер DNS1 может запросить адрес у корневого DNS-сервера. Если корневой сервер не знает данного адреса, возможно, он даст ответ: «Я не знаю IP-адреса для http://www.pc.dpt1.company.com/ , но могу предоставить IP-адрес COM DNS-сервера».

После этого ваш DNS посылает запрос на COM DNS с просьбой сообщить искомый IP-адрес. Так происходит до тех пор, пока не найдется DNS-сервер, который выдаст нужную информацию.

Одна из причин, по которой система работает надежно, - это ее избыточность. Существует множество DNS-серверов на каждом уровне, и поэтому, если один из них не может дать ответ, наверняка существует другой, на котором есть необходимая вам информация. Другая технология, которая делает поиск более быстрым, - это система кэширования. Как только DNS-сервер выполняет запрос, он кэширует полученный IP-адрес. Однажды сделав запрос на корневой DNS (root DNS) и получив адрес DNS-сервера, обслуживающего COM-домены, в следующий раз он уже не должен будет повторно обращаться с подобным запросом. Подобное кэширование происходит с каждым запросом, что постепенно оптимизирует скорость работы системы. Несмотря на то что пользователям работа DNS-сервера не видна, эти серверы каждый день выполняют миллиарды запросов, обеспечивая работу миллионов пользователей.

КомпьютерПресс 5"2002

Прежде чем разбираться, как устроен интернет, нам нужно узнать, что это такое.

Что такое Интернет?

Интернет – это всемирная система объединенных компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP-пакетов.

Как устроен интернет?

На изображении справа показано вовсе не звездное небо, а сеть интернет на момент 2005 года. Как можно догадаться, интернет – это сеть сетей.

Маленькие сети объединяют в себя n-ое число компьютеров. Большие сети включают в себя маленькие сети, тем самым создавая связь между ними. Ну а самые большие сети – сети континентов соединяются между собой подводным трансатлантическим оптоволоконным кабелем. Вес такого кабеля, протянутого между континентами, измеряется тысячами тонн.

Из всех континентов в этой большой игре не участвует разве что Антарктида.

На изображении слева показана упрощенная схема интернета. Существуют также большие сети, которые не объединены с общим миром интернета. Примером такой большой сети может служить сеть Северной Кореи – Кванмён. Так как у Северной Кореи интернета в принципе нету, Кванмён является его заменителем, большой местной сетью с одним провайдером. Провайдер – это организация, предоставляющая услуги. Следовательно, интернет-провайдер – компания, предоставляющая услуги интернет. В целом, можно сказать, что у Северной Кореи свой отдельный интернет. Однако, устроен интернет везде одинаково 🙂

Архитектура Клиент-Сервер

В сетях принято разделение компьютеров на клиенты и серверы. Также существуют программы-клиенты (например, браузеры) и программы-серверы (например, веб-сервер Apache).
На изображении вы видите пример двухуровневой архитектуры Клиент-Сервер . Устройства-клиенты подключаются к устройству-серверу и получают обратную связь.

Как работает интернет?

Ну а теперь давайте рассмотрим самое интересное, как работает интернет .

Нас уже не удивляет то, что за пару секунд мы получаем веб-страницу на своем экране.
Но не многие знают, как это происходит. Сейчас об этом и поговорим.

Итак, у нас есть человек, кто угодно – я, вы, или ваш дальний родственник. У этого человека есть доступ к компьютеру, который он с радостью включает. Человек хочет зайти в интернет и для этого запускает браузер, т.е. программу-клиент, установленную на его компьютере..

Это мы все знали. А что же происходит в те милисекунды, которые мы не замечаем? Что же скрыто от наших глаз?

После ввода доменного имени в браузер, программа-клиент связывается с провайдером и сообщает ему о том, что она хочет запросить сайт сайт

На провайдере установлен DNS сервер, который преобразует доменное имя интернет-ресурса сайт в IP-адрес (IP – это межсетевой протокол) вида 178.162.144.134.

IP-адрес выдается провайдером каждому компьютеру при подключении к интернету, естественно веб-сайты тоже имеют свои ip-адреса. На данный момент существует две версии IP – 4-ая (IPv4) и 6-ая (IPv6). Была еще и 5-ая версия, но она не была принята для публичного пользования. В настоящее время наиболее широко используется 4-ая версия IP.

IP-адреса нужны для нахождения компьютеров в сети. Ведь нужно знать, куда отправлять пакет. На почте, вам нужно указать адрес получателя. В сети вместо адреса выступает IP.

После этого, IP переводится из десятичной системы исчисления в двоичную и принимает привычный машинный вид в виде цифр 0 и 1.

Далее, провайдер пересылает ваш запрос сайта на маршрутизатор (или по-другому — Роутер).
Маршрутизатор – это устройство, которое согласно таблицам маршрутов направляет передаваемые пакеты информации по указанному адресу. Маршрутизатор – это что-то вроде аналога GPS-навигатора в реальной жизни, он знает маршрут и указывает рабочий путь передаваемому пакету информации.

Пакеты передаются от одного маршрутизатора к другому, пока не достигают сервера, т.е. того IP-адреса, который был указан клиентом в виде получателя.

На web-сервере обрабатывается вся полученная информация и выдается результат в виде html-страницы, то есть обычной веб-страницы, которые мы так часто видим на экране.

Данный результат отправляется по обратной цепочке через маршрутизаторы и провайдера к нашему компьютеру, после чего встает вопрос, а куда дальше-то пакеты посылать? В какую программу?

Для этого предназначены порты .

Что такое порт?

Порт – это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. Все программы для связи между собою посредством сети, используют порты.

Если провести аналогию с домом, то дом – это IP, а квартира – это порт. Список портов можно посмотреть, открыв файл services по адресу: C:\Windows\System32\drivers\etc (ваш адрес может отличаться)

Как мы видим, портов здесь достаточно много. Например, порт 25 служит для отправки почты, порт 110 для ее получения. Веб-сайты работают на порту номер 80, а система DNS, о которой мы уже говорили – на порту 53.

Мы можем проверить работу портов в браузере. Если мы введем веб-сайт и после него, укажем:80, то у нас откроется веб-сайт, а если укажем:53, то получим сообщение об ошибке следующего содержания: «Данный адрес использует порт, который, как правило, не используется для работы с веб-сайтами. В целях вашей безопасности Firefox отменил данный запрос».

Порт номер 21 используется для FTP, как мы уже знаем из прошлых уроков. Порты 135-139 используются системой Windows для доступа к общим ресурсам компьютера – папкам, принтерам. Эти порты должны быть закрыты фаерволлом для Интернета в целях безопасности. Порты 3128, 8080 используются в качестве прокси-серверов. Прокси – это компьютер-посредник, например, между моим компьютером и веб-ресурсом, на который я хочу зайти. Прокси используются для самых разных целей. Бывают бесплатные и платные прокси. Настроить их можно в настройках браузера. В браузере Firefox это делается следующим образом:

1. Заходим в настройки
2. Переходим в «Дополнительные»
3. Открываем вкладку «сеть»
4. В блоке «соединение» жмем кнопку «настроить»
5. Переходим на ручную настройку прокси-сервера
6. Указываем данные прокси

Как посмотреть установленные соединения?

Чтобы посмотреть текущие соединения , нужно войти в командную строку:

1. Нажимаем сочетание клавиш «Windows» + «R»
2. Вводим в поле значение «cmd»
3. Нажимаем «Ок»

Мы попали в командную строку и теперь можем увидеть текущие соединения с помощью команды netstat –an
Нам выдается список результатов установленных соединений нашего компьютера с удаленными узлами.
Узлами называются любые устройства, участвующие в соединении компьютерной сети. Например: компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и коммутаторы.

Кстати говоря, отличие маршрутизаторов от коммутаторов заключается в том, что первые используются для соединения разнородных сетей, например: локальной сети и сети интернет. А вторые – только для однородных, например, только для локальной сети. Сами устройства – очень похожи.

Вернемся к командной строке. Текущие соединения, мы уже видим.
Итак, в первой колонке, мы замечаем, что соединения могут делиться на 2 протокола: TCP и UDP.
Протокол – это набор правил и действий, по которым должно осуществляться соединение и обмен данными между устройствами, включенными в сеть.
Оба протокола — TCP и UDP, отвечают за транспортировку данных. Отличие первого протокола (TCP) от второго (UDP) в том, что первый гарантирует доставку пакетов, а второй нет. Дальше углубляться в работу протоколов, мы не будем.

Локальный адрес – это адреса на нашем компьютере. Внешний адрес – адреса из сети. Состояние – это состояние соединения. Опять же, углубляться не будем, а просто возьмем любой внешний IP и с портом 80 и проверим, действительно ли этот веб-сайт у нас запущен. Почему я сказал веб-сайт? — Потому что на 80 порте, как нам известно, у нас располагаются веб-ресурсы.

Итак, берем IP — 212.73.221.199:80

Переходим в браузер и пишем этот IP-адрес в адресную строку. Порт писать не обязательно, потому что 80-ый порт стоит в браузерах по умолчанию.

Мы видим сайт Лаборатории Касперского. Данный сайт, у меня не был запущен в браузере. Возникает вопрос: почему нам было показано тогда данное соединение?
Ответ очевиден: потому что оно было установлено. В нашем случае, не браузером, а антивирусом, который стоит у меня на компьютере.

Вот таким вот образом, вы можете увидеть и проверить все свои установленные соединения.
И вот после всех этих мучений, данные попадают в нужную программу, в нашем случае – в браузер.
А теперь давайте, ради интереса, взглянем на весь путь прохождения пакетов от клиента к серверу.

Как посмотреть путь прохождения пакетов?

Данные от клиента к серверу и наоборот посылаются пакетами, небольшими объемами информации. Чтобы посмотреть этот путь, можно воспользоваться одной из двух похожих команд: tracert и pathping . Единственное условие, после указания команды, через пробел нужно ввести адрес, с которым будет установлена связь (т.е. проведена трассировка). Все это мы вводим в командной строке. Таким способом, мы увидим весь путь прохождения пакетов от нашего компьютера-клиента к внешнему компьютеру-серверу. То есть то, о чем, я пытался рассказать вам на картинке с маршрутизаторами и провайдерами.

Для примера, я воспользуюсь первой командой: tracert сайт
На примере прокладывается трассировка маршрута к сайту сайт или к IP – 178.162.144.134
Трассировка была проведена в 11 прыжков. Мы видим, что до самого сервера она дошла всего за 3 прыжка. Кстати говоря, таким образом, мы еще и узнали, на каких серверах располагаются сайты хостинга imhoster.net – на серверах голландского хостинга . Давайте откроем этот сайт в браузере.

Ну а после всего этого пути с одиннадцатью прыжками, человек замечает только результат html-страницы, обработанной браузером на своем компьютере. Но Вы-то теперь знаете, как это происходит.

Вот так просто и одновременно непостижимо работает интернет !