Kuidas Internet töötab?

Näib, et hiljuti on ilmunud sülearvutid, otsingumootorid ja ometi saame juba arvuti tasku panna! Kuidas Internet töötab – tehnoloogia, mis võimaldab kaasas kanda raamatukogu, muusikakeskust või tosinat mängu? Räägime lihtsas keeles, mis on domeen, server, ruuter ja muud keerulised nähtused!

Arvutite kättesaadavus ja veebi kasutamise võimalus on muutunud kaasaegse inimese elu suurimaks nähtuseks. Tänu neile on kõik muutunud efektiivsemaks: saame produktiivsemalt töötada ja paremini puhata. Kontoris otsime äriideid, infot rahaasjade kohta jne. Kodus vaatame filme või kuulame muusikat. Kuidas aga Internet tekkis ja millel selle töö põhineb?

Mis on World Wide Web?

Lühidalt öeldes on see süsteem, mis ühendab tohutul hulgal arvuteid erinevates riikides ja on üles ehitatud IP-aadresside andmebaasi alusel. Lihtsamalt öeldes on tegemist kaugühenduse abil samasse võrku kokku pandud arvutitega. Nad saavad teavet kaugjuhtimisega edastada. Arvuti all mõeldakse antud juhul mis tahes seadet, mis on võimeline signaale edastama. Tänu
4G-le ja 5G-le on nende hulgas mobiiltelefonid, tahvelarvutid, telerid ja mõnikord isegi kodumasinad.

Kui süveneda, siis tuleks mõelda, mis on info salvestamine ja edastamine? Nüüd mõeldakse selle all inimeste suhtlust võrgus ja uudiste vahetamist. Lisaks on see pilvesalvestuse kasutamine, millegi ostmine ja müümine. Seetõttu on World Wide Web ühtne seade, mis vahetab ja salvestab teavet.

Interneti ajalugu

Esimest korda mainiti Interneti loomist 1962. aastal Joseph Licklideri teoses "Galactic Network", kus ta kirjeldab World Wide Web ideed. Ameerika insener Paul Baran soovitab samal ajal ühes oma raportis, et on võimalik luua omavahel ühendatud võrdõigusseadmete konfidentsiaalne süsteem.

See oli külma sõja aeg ja idee äratas tähelepanu, sest vägesid oli võimalik kontrollida ka tuumasõja alguses. Tehnoloogiauuringuteks eraldati raha ja mõni aasta hiljem tegi Larry Roberts ettepaneku luua sisevõrk, mis ühendaks organisatsioonide arvutid omavahel. Seda tegid California ülikoolid, Stanfordi instituut ja Utah ülikool. Nende vahele pandi kaabel ja 1969. aastaks olid olulisemad tehnilised probleemid lahendatud.

Tulevikus liitusid võrguprojekti arendamisega ka teised teadlased. 2 aasta pärast ilmus esimene e-kiri ja paar aastat hiljem paigaldati Atlandi-ülene kaabel. 1970 aastatel kasutati arvuteid kirjade vahetamiseks, uudiste saamiseks ja reklaamide vaatamiseks.

Vahepeal on vaja välja töötada universaalsed protokollid vastavalt teatud standarditele: ilmuvad IP, TCP, FTP jne. 1980. aastatel, kui IP-protokolli kasutus laieneb, ilmub termin “Internet". 1989 aastaks sõnastab ja pakub tuumauurija Tim Berners Lee World Wide Web kontseptsiooni: ilmuvad HTTP, HTML ja URI. 1993 aastaks töötati välja NCSA brauser, mis muutis Interneti mugavaks. Kasutajate arv kasvab,
pakkujad ilmuvad, võrk on muutumas peamiseks teabevahetuse viisiks.

Kuidas võrk töötab?

Tegelikult on Interneti põhimõtted väga lihtsad ja see erineb teistest võrkudest enamasti vaid mastaabi poolest. World Wide Web koosneb sidekanalitest, mis ühendavad klienti, serverit ja võrguseadmeid. Klient on seade, mis suudab võrguteavet küsida ja seda arusaadaval viisil edastada, server on andmekandja, mis salvestab selle kliendile infot andvas andmebaasi formaadis.

Võrguseadmed ühendavad kliendi ja serveri. Skeem näeb välja selline: klient saadab päringu serverile, see saabub võrguseadmete kaudu. Seetõttu töötleb server seda ja leiab vastuse, saates selle sama võrguseadme abil kliendile.

Võrguseadmed, st modemid, lülitid, ruuterid ja muud sidekanalid peavad töötama pidevalt. Esiteks teisendab modem andmed analoogselt digitaalseks ja vastupidi. Teiseks salvestab ruuter aadresse ja teabepakette. Kolmandaks võimaldab lüliti kaabli kaudu andmeid edastada.

Mis on võrgusõlmed?

Seadmeid, mis on võrgu osad ja omavahel ühendatud, nimetatakse sõlmedeks. Need võivad olla nii universaalsed, nagu arvutid või telefonid, kui ka erilised, näiteks ruuterid.

Veebiserver, st tarkvara ja arvuti, kuhu see on installitud, töötleb klientide HTTP-päringuid ja vastuseid, mis võivad sisaldada HTML-i, st faile, pilte ja muid andmeid. Server kodeerib domeenid ümber IP-aadressideks, salvestab võrguandmed jne. Klient, st veebibrauser ja seade, milles see töötab, saadab serverile päringuid soovitud ressursse näitavate URL-ide hankimiseks. Nendevaheline vahetus toimub HTTP-protokolli abil.

Ruuterid ehk ruuterid

Need on seadmed, mis saadavad andmeid erinevate võrgusegmentide vahel, kasutades kehtestatud reegleid. See sillutab teed näiteks arvuti juurest saidile, mida kasutaja näha soovib. Ilma ruuterita oleks võimatu ühendada erinevate struktuuride ja protokollidega võrke.

Protokollid

Andmeedastusprotokoll on liidese konventsioon. Esiteks määratlevad nad süsteemi andmete vahetamiseks erinevate tarkvarade vahel. Teiseks loovad need ühtse algoritmi sõnumite saatmiseks ja vigade parandamiseks, kui võrguliidese kaudu ühendatud erinevatesse seadmetesse installitud programmid puutuvad kokku.

Vastavalt sellele nimetatakse algoritme, mis võimaldavad seadmeid ühendada ja andmeid vahetada, võrguprotokollideks. Kaasaegsed protokollid määratleb IETF, st rahvusvaheline arendajate kogukond. Kõige tavalisem klassifikatsioon jagab protokollid tasemeteks:

1. Füüsiline, iseloomustades sideliini omadusi
2. Kanal, mis määrab võrgusõlmede kaupa esimese taseme kasutamise algoritmi
3. Võrgu- ja transpordikihid, mis reguleerivad teabe adresseerimist ja edastamist
4. Seanss, seadme tarkvara töö haldamine
5. Esitluskiht, mis teisendab andmed loetavasse vormingusse
6. Rakendus, piiri loomine rakendustarkvara ja muude tasemete vahel.

Kõik seitse kihti panevad võrgu tööle. Tänapäeval on peamiste protokollide hulgas IP ja FTP, HTTP ja SMTP jne.

Aadressi määratlus

Iga sekund ühenduvad paljud seadmed võrku ja igaüks neist tuleb kuidagi määratleda. Igal Internetti ühendatud seadmel on oma kordumatu IP-aadress, mis sisaldab nii domeeni aadressi kui ka hosti enda aadressi. Võrgu ID määratakse domeeni registreerimisel. Lisaks on olemas ka hostiaadress, mille määrab isik, kes domeeni toimimist haldab.

Selline digitaalne kirje on seadmete jaoks mugav, kuid inimesed seda ei taju, seetõttu määratakse domeenidele tähtedega kirjutatud nimed. Näiteks võib domeenil "doroga.com" olla IP-aadress "123.33.305.69" ja vastupidi.

Lisaks kasutavad programmeerijad sageli domeenitsooni mõistet, see tähendab DNS-süsteemi vastutusala – domeeninimesüsteemi. DNS on lihtsalt öeldes teatud kriteeriumide järgi ühendatud seadmete süsteem. See võib sisaldada ühte või mitut seadet. Oletame, et ühe väikese saidi loomiseks piisab ühest serverist, kuid palju rohkem seadmeid nimetatakse yandex.ru domeeniks.

Domeenisüsteem põhineb selgel hierarhial ja võimaldab Interneti ülesehitust. Domeene on kolmel tasemel ja 1. taseme domeenid jagunevad geograafilisteks (ru, us), haldusaladeks (com, gov), temaatilisteks (täna, bar).

DNS-serverid, st domeeninimeteenus

Suurepärane, me teame ressursi aadressi, jääb vaid see üles leida. Tasub öelda, et raskus seisneb selles, et üks seade ei suuda selliseid teabemahtusid salvestada. Seetõttu kasutatakse otsinguteks DNS-servereid. Need asuvad maailma eri paigus ja juhivad võrgu erinevaid osi. Selle tulemusena, kui domeen luuakse ühes selle serveritest, koostatakse vastavate IP-aadresside kataloog.

Sellega kaasas olev seade on DNS-server, mille põhiülesanne on kliendi nõudmisel aadressiinfo edastamine. Kui soovitud aadressi ei leita kohe, saadab server päringu oma kolleegidele ja see jätkub seni, kuni aadress on leitud. Tavaliselt juhtub see mõne sekundi jooksul.

See juhtub nii kiiresti, sest igale Interneti-ressursile määratakse ka ainulaadne faili asukoha lokaator, URL. See koosneb protokolli nimest, mille abil saate andmetele juurde pääseda, serveri aadressist, serveris oleva faili nimest.

Mis on HTML keel?

Juba olemasolevate andmete põhjal saame infovahetussüsteemist umbkaudu aru. Kuidas aga saada vastus, mida suudame tajuda?

Tim Berners-Lee, kellest me alguses rääkisime, töötas välja ka HTML-keele, mida kasutavad brauserid nagu Google Chrome või Opera. Sellest tulenevalt on see keel, mis on loodud vastavalt teatud standarditele Interneti-dokumentide märgistamiseks. Seega on enamikul lehtedel HTML-versioon.

Järeldus

Kirjeldasime lühidalt, kuidas Internet töötab. Muidugi on ka keerulisemaid algoritme, mis vastutavad kiiruse, info järjestamise, blokeerimise jms eest, aga see on palju laiem teema.