Чтобы понять, что такое Интернет, можно посмотреть на всемирную паутину как на систему с двумя основными компонентами. Первый из них – это оборудование, аппараты – «железо». «Железо» включает в себя всё: от кабелей, которые передают терабиты информации каждую секунду, до стоящего перед вами персонального компьютера.
Другие типы оборудования, которые поддерживают Интернет – это маршрутизаторы, серверы, ретрансляционные станции сотовых сетей, спутники, радио, смартфоны и прочие устройства. Все они в совокупности создают «сеть сетей». Интернет – гибкая система: она слегка изменяется по мере присоединения к ней новых элементов и возникновения новых подсетей. Некоторые из этих элементов достаточно стабильны, чтобы стать частью «костяка» сети Интернет. Другие играют менее значительную роль.
Эти элементы – подключения. Некоторые из них являются конечными точками: это смартфоны, компьютеры или другие устройства, которые вы используете и которые могут восприниматься как единичные. Такие конечные точки мы называем «клиентами». Машины, которые хранят информацию, которую мы ищем в Интернете, называются серверами. Другие элементы – узлы, которые служат как бы «подстанциями» на пути движения трафика. Существуют также линии передачи, которые могут быть физическими, как и в случае кабелей и волоконной оптики, или сигналами со спутников, сотовых телефонов и ретрансляционных станций.
Все это оборудование не сможет создать сети без второго компонента Интернета: протоколов. Протоколы представляют собой наборы правил, которым следуют машины для выполнения задач. Без единого набора протоколов, которым должны следовать все машины, подключённые к Интернету, связь между устройствами невозможна. Они не смогли бы понять друг друга или даже отправить какую-то информацию в осмысленной форме. Протоколы обеспечивают как метод передачи данных, так и общий для устройств язык, на котором эти данные передаются.
Значение протоколов
Вы, вероятно, слышали как минимум о нескольких видах протоколов в Интернете. Например, протокол передачи гипертекста – это то, чем мы пользуемся для просмотра веб-сайтов с помощью браузера. Именно для этого в начале любого сетевого адреса стоит «http». Если вы когда-нибудь использовали сервер ftp, вы использовали протокол передачи файлов. Эти и десятки подобных протоколов формируют границы, в которых должны работать все устройства, чтобы быть частью сети Интернет. Два из наиболее важных протоколов – это протокол управления передачей (TCP) и Интернет-протокол (IP). Обычно они идут вместе – в большинстве дискуссий, посвящённых Интернет-протоколам, их обозначают как TCP/IP.
Что же делают эти протоколы? На самом базовом уровне, эти протоколы устанавливают правила, согласно которым информация проходит через Интернет. Без этих правил вам потребовалось бы прямое подключение к другим компьютерам для доступа к находящейся в них информации. Необходимо также, чтобы ваш компьютер и компьютер-адресат понимали один язык.
Вы, наверное, слышали об IP-адресах. Эти адреса следуют за Интернет-протоколом. Каждое устройство, подключенное к сети Интернет, имеет адрес IP. Именно так как одна машина может найти другую через массовые сети.
Если вы хотите отправить сообщение или получить информацию с другого компьютера, именно TCP/IP протоколы делают возможной передачу. Ваш запрос идёт через сеть, перебирая серверы доменных имён (DNS) по пути к серверу-цели. DNS указывает запросу верный путь. После того как сервер-цель получает запрос, он может отправить ответ обратно на ваш компьютер. Данные могут пройти обратно по совершенно иному пути, чтобы вернуться к вам. Такой гибкий подход к передаче данных – часть специфики сети Интернет, благодаря которой она стала таким мощным инструментом.
Давайте внимательнее рассмотрим, как именно информация передается через Интернет.
Пакет, пакет, у кого пакет?
Для того чтобы вы прочли эту статью, ваш компьютер должен был подключиться к веб-серверу, содержащему файл статьи. Мы будем использовать данный случай в качестве примера того, как данные перемещаются через Интернет.
Во-первых, вы открываете веб-браузер и подключаетесь к нашему сайту. После того как вы это сделали, ваш компьютер отправляет электронный запрос через ваше подключение к Интернету вашему провайдеру. Тот перенаправляет запрос на сервер далее по цепочке через Интернет. В конце концов, запрос попадет на сервер доменных имен (DNS).
Этот сервер будет искать соответствие доменному имени, которое вы набрали (такое, например, как www.aif.ru). Если он находит соответствие, запрос перенаправляется на IP адрес надлежащего сервера. Если соответствие не будет найдено, запрос пойдёт дальше по цепочке к серверу, который имеет больше информации. Запрос в конечном итоге придёт на наш сервер.
Наш сервер будет реагировать посылкой запрашиваемого файла серией пакетов. Пакеты – это части файла, размер которых варьируется от 1000 до 1500 байт. Пакеты имеют заголовки и окончания («футеры»), которые говорят компьютерам, что содержится в пакете и каким образом эта информация соотносится с другими пакетами для создания целого файла. Каждый пакет пересылается в сеть, а из сети – на ваш компьютер. Не все пакеты обязательно вернутся тем же путем – обычно информация идёт по пути наименьшего сопротивления.
Это важная особенность. Поскольку пакеты могут проходить разными путями, чтобы добраться до места назначения, информация может выбрать маршрут, избегающий перегруженных зон Интернета. Если какие-то соединения продолжают работать, даже при «выбывании» целых секций сети информация по-прежнему будет передаваться, хотя это может занять больше времени, чем обычно.
Когда пакеты информации наконец добираются до вас, ваше устройство организует их в соответствии с правилами протокола. Это что-то вроде собирания головоломки. Конечным результатом является то, что вы видите эту статью.
Схема работает так же и для других видов файлов. При отправке по электронной почте информация разбивается на пакеты, перед тем как отправиться в плавание через Интернет. При телефонных звонках через Интернет разговоры точно так же преобразуются в пакеты с помощью Интернет-протокола VoIP. Мы можем поблагодарить пионеров сети, таких как Винтон Серф и Роберт Кан за эти протоколы: их давняя работа помогла построить систему одновременно надёжную и гибкую, способную постоянно развиваться.
Вот как работает Интернет в двух словах. Присмотревшись внимательней к различным устройствам и протоколам, вы конечно заметите, что картина гораздо сложнее, чем наш обзор. Это увлекательнейшая тема.
По материалам сайта: How Stuff Works
Переводчик: Надежда Пахмутова
