Jak działa internet?
Wydawać by się mogło, że niedawno pojawiły się laptopy, wyszukiwarki, a przecież możemy już włożyć komputer do kieszeni! Jak działa Internet – technologia, która pozwala nosić przy sobie bibliotekę, centrum muzyczne czy kilkanaście gier? Mówimy prostym językiem o tym, czym jest domena, serwer, router i inne złożone zjawiska!
Dostępność komputerów i możliwość korzystania z sieci WWW stały się największymi zjawiskami w życiu współczesnego człowieka. Dzięki nim wszystko stało się wydajniejsze: możemy wydajniej pracować i lepiej odpoczywać. W biurze szukamy pomysłów na biznes, informacji w sprawach finansowych i tak dalej. W domu oglądamy filmy lub słuchamy muzyki. Jak jednak powstał Internet i na czym opiera się jego działanie?
Czym jest sieć WWW?
W skrócie jest to system łączący ogromną liczbę komputerów w różnych krajach i zbudowany w oparciu o bazę danych adresów IP. Mówiąc najprościej, są to komputery zamontowane w tej samej sieci przy użyciu połączenia zdalnego. Mogą przesyłać informacje zdalnie. Przez komputer rozumiemy w tym przypadku dowolne urządzenie zdolne do przesyłania sygnałów. Dzięki
4G i 5G są to telefony komórkowe, tablety, telewizory, a czasem nawet sprzęt AGD.
Jeśli kopiesz głębiej, to powinieneś pomyśleć o tym, czym jest przechowywanie i przekazywanie informacji? Teraz rozumieją przez to komunikację ludzi w sieci i wymianę wiadomości. Ponadto jest to korzystanie z przechowywania w chmurze, kupowanie i sprzedawanie czegoś. Dlatego sieć WWW jest zunifikowanym urządzeniem, które wymienia i przechowuje informacje.
Historia Internetu
Pierwsza wzmianka o stworzeniu Internetu pojawia się w 1962 roku w pracy „The Galactic Network" Josepha Licklidera, gdzie opisuje on ideę World Wide Web. Mniej więcej w tym samym czasie amerykański inżynier Paul Baran sugeruje w jednym ze swoich raportów, że możliwe jest stworzenie poufnego systemu połączonych ze sobą urządzeń peer-to-peer.
Był to czas zimnej wojny, a pomysł przykuł uwagę, ponieważ można było kontrolować wojska nawet na początku wojny nuklearnej. Pieniądze przeznaczono na badania nad technologią, a kilka lat później Larry Roberts zaproponował stworzenie sieci wewnętrznej, łączącej ze sobą komputery organizacji. Dokonały tego Uniwersytety Kalifornijskie, Instytut Stanforda, Uniwersytet Utah. Pomiędzy nimi ułożono kabel i do 1969 roku najważniejsze problemy techniczne zostały rozwiązane.
W przyszłości do opracowania projektu sieci dołączyli inni naukowcy. Po 2 latach pojawił się pierwszy e-mail, a kilka lat później ułożono kabel transatlantycki. W latach 70. komputery były używane do wymiany listów, otrzymywania wiadomości i oglądania reklam.
W międzyczasie pojawia się potrzeba opracowania uniwersalnych protokołów według pewnych standardów: pojawiają się IP, TCP, FTP itp. W latach 80., kiedy rozszerza się wykorzystanie protokołu IP, pojawia się termin „Internet”. W 1989 Tim Berners Lee, badacz nuklearny, formułuje i proponuje koncepcję World Wide Web: pojawiają się HTTP, HTML i URI. Do 1993 roku opracowano przeglądarkę NCSA, dzięki której Internet jest wygodny. Rośnie liczba użytkowników,
pojawiają się dostawcy, sieć staje się głównym sposobem wymiany informacji.
Jak działa sieć?
W rzeczywistości zasady Internetu są bardzo proste i różni się od innych sieci w większości tylko skalą. Sieć WWW składa się z kanałów komunikacyjnych łączących klienta, serwer i urządzenia sieciowe. Klient to urządzenie, które może żądać informacji sieciowych i dostarczać je w zrozumiały sposób, serwer jest nośnikiem pamięci, który przechowuje je w formacie bazy danych dostarczającej informacje klientowi.
Urządzenia sieciowe łączą klienta i serwer. Schemat wygląda tak: klient wysyła żądanie do serwera, dociera ono przez sprzęt sieciowy. Dlatego serwer przetwarza je i znajduje odpowiedź, wysyłając ją przy użyciu tego samego sprzętu sieciowego do klienta.
Urządzenia sieciowe, czyli modemy, przełączniki, routery i inne kanały komunikacyjne muszą działać w sposób ciągły. Po pierwsze, modem konwertuje dane z analogowych na cyfrowe i odwrotnie. Po drugie, router przechowuje adresy i pakiety informacji. Po trzecie, przełącznik umożliwia przesyłanie danych przez kabel.
Co to są węzły sieciowe?
Urządzenia, które są częścią sieci i są ze sobą połączone, nazywane są węzłami. Mogą być zarówno uniwersalne, jak komputery czy telefony, jak i specjalne, jak routery.
Serwer WWW, czyli oprogramowanie i komputer, na którym jest zainstalowane, przetwarza żądania HTTP i odpowiedzi od klientów, które mogą zawierać kod HTML, czyli pliki, obrazy i wszelkie inne dane. Serwer przekodowuje domeny na adresy IP, przechowuje dane sieciowe i tak dalej. Klient, czyli przeglądarka internetowa i urządzenie, na którym działa, wysyła do serwera żądania uzyskania adresów URL wskazujących żądane zasoby. Wymiana między nimi odbywa się z wykorzystaniem protokołu HTTP.
Routery czyli routery
Są to urządzenia, które przesyłają dane między różnymi segmentami sieci, korzystając z ustalonych reguł. Otwiera drogę z np. komputera do strony, którą użytkownik chce zobaczyć. Bez routera niemożliwe byłoby łączenie sieci o różnych strukturach i protokołach.
Protokoły
Protokół przesyłania danych to konwencja interfejsu. Po pierwsze, definiują system wymiany danych między różnymi programami. Po drugie, tworzą ujednolicony algorytm przesyłania wiadomości i korekcji błędów, gdy wejdą w kontakt programy zainstalowane na różnych urządzeniach połączonych interfejsem sieciowym.
W związku z tym algorytmy umożliwiające łączenie urządzeń i wymianę danych nazywane są protokołami sieciowymi. Nowoczesne protokoły są definiowane przez IETF, czyli międzynarodową społeczność programistów. Najpopularniejsza klasyfikacja dzieli protokoły na poziomy:
- Fizyczne, charakteryzujące właściwości linii komunikacyjnej
- Kanał, który określa algorytm wykorzystania pierwszego poziomu przez węzły sieci
- Warstwy sieci i transportu, które regulują adresowanie i dostarczanie informacji
- Sesja, zarządzanie pracą oprogramowania urządzenia
- Warstwa prezentacji, która konwertuje dane do czytelnego formatu
- Aplikacja, tworząca granicę między oprogramowaniem aplikacyjnym a innymi poziomami.
Wszystkie siedem warstw zapewnia działanie sieci. Dziś wśród głównych protokołów są IP i FTP, HTTP i SMTP itp.
Definicja adresu
W każdej sekundzie do sieci łączy się wiele urządzeń i każde z nich trzeba jakoś zdefiniować. Każde urządzenie podłączone do Internetu ma swój unikalny adres IP, który zawiera zarówno adres domeny, jak i adres samego hosta. Identyfikator sieci jest przypisywany podczas rejestracji domeny. Ponadto istnieje również adres hosta, który jest przydzielany przez osobę zarządzającą działaniem domeny.
Taki zapis cyfrowy jest wygodny dla sprzętu, ale nie jest postrzegany przez ludzi, dlatego domenom przypisuje się nazwy pisane literami. Na przykład domena „doroga.com” może mieć adres IP „123.33.305.69″ i odwrotnie.
Ponadto programiści często posługują się pojęciem strefy domeny, czyli strefy odpowiedzialności w systemie DNS – systemu nazw domen. DNS to po prostu system urządzeń zjednoczonych według pewnych kryteriów. Może zawierać jedno lub wiele urządzeń. Załóżmy, że jeden serwer wystarczy do stworzenia jednej małej witryny, ale wiele innych urządzeń nazywa się domeną yandex.ru.
System domen opiera się na jasnej hierarchii i umożliwia strukturę Internetu. Istnieją trzy poziomy domen, a domeny pierwszego poziomu są podzielone na geograficzne (ru, us), administracyjne (com, gov), tematyczne (dzisiaj, bar).
Serwery DNS, czyli usługa nazw domen
Świetnie, znamy adres zasobu, pozostaje tylko go znaleźć. Warto powiedzieć, że trudność polega na tym, że jedno urządzenie nie będzie w stanie przechowywać takich ilości informacji. Dlatego do wyszukiwania używane są serwery DNS. Znajdują się w różnych częściach świata i kontrolują różne części sieci. W rezultacie, gdy domena jest tworzona na jednym z jej serwerów, tworzony jest katalog odpowiadających jej adresów IP.
Urządzenie z nim to serwer DNS, którego głównym zadaniem jest dostarczenie informacji adresowej na żądanie klienta. Jeśli żądanego adresu nie można znaleźć natychmiast, serwer wysyła żądanie do swoich odpowiedników i trwa to aż do znalezienia adresu. Zwykle dzieje się to w ciągu kilku sekund.
Dzieje się to tak szybko, ponieważ do każdego zasobu w Internecie przypisywany jest unikalny lokalizator lokalizacji pliku, adres URL. Składa się z nazwy protokołu, za pomocą którego można uzyskać dostęp do danych, adresu serwera, nazwy pliku na serwerze.
Co to jest język HTML?
Na podstawie danych, które już posiadamy, możemy z grubsza zrozumieć system wymiany informacji. Jak jednak otrzymujemy odpowiedź, którą możemy dostrzec?
Tim Berners-Lee, o którym mówiliśmy na początku, opracował również język HTML, z którego korzystają przeglądarki takie jak Google Chrome czy Opera. W rezultacie jest to język stworzony według określonych standardów oznaczania dokumentów internetowych. Dlatego większość stron ma wersję HTML.
Wniosek
Opisaliśmy pokrótce, jak działa Internet. Oczywiście istnieją bardziej złożone algorytmy, które odpowiadają za szybkość, ranking informacji, blokowanie itp., ale to znacznie szerszy temat.