Как работает Интернет?

by Cozy Codespace
Как работает Интернет?

Сегодня, никто из нас с вами не может представить жизнь без интернета - он используется везде и очень сильно облегчает нашу жизнь. Быстрое развитие технологий позволило людям внедрить его в большой спектр гаджетов.

Доступ к интернету есть даже у холодильников. Оттуда вы можете заказать из любого места всё то, что ваша душа пожелает - и все это благодаря существованию Всемирной сети.

Возникает вопрос: как мы достигли этого и с чего это всё начиналось?


Есть очень интересная история, которая всё объяснит.

70-ые годы: противостояние двух мировых супердержав, конкуренция везде и во всем. В 1957 году СССР уже успели запустить спутник, пока американцы кусали локти и думали над тем, как обеспечить для себя защиту в качестве связи в случае чего-то опасного, как например, ядерная тревога.

Поначалу, они не знали, что может помочь этому, им нужно было как то соединить, существовавшие тогда 4 компьютера между собой, чтобы обеспечить хоть какую то скорость связи. Использовать другие средства связи не было вариантом. США - большая страна, поэтому, что бы ты не использовал - телефонную связь или голубиную почту - ничего не смогло бы стать хорошим решением для того чтобы своевременно доставить необходимую в принципиальном соперничестве информацию.

И тогда, ребята из Агентства перспективных исследований Министерства обороны США или сокращенно, ARPA задумались, можно ли создать сеть на основе уже существующих в каждом доме обычного гражданина телефонных линий - и они не прогадали.

В 1969 году, они создали тестовую версию праотца интернета - ARPANET, которая соединила между собой 4 компьютера на разных концах США. Кроме того, были созданы протоколы - TCP/IP, но об этом чуть позже.


Итак, компьютеры продолжали появляться и в связи с этим начали появляться разные "костыли", с которыми предстояло справиться уже не только ребятам из Америки, но и тем, кто вообще был причастен ко всему этому.


Первая проблема заключалась в том, что компьютеров становилось все больше и больше, и соединить каждый из них между собой было очень трудно для человека. Представьте себе, если кто-то забудет подключить два компьютера между собой - просто из-за своей невнимательности. Тогда возникло бы много других непоняток в передаче информации между другими хостами (хосты - на языке сетей означает "компьютер").

В совокупности с первой проблемой была и другая - телефонные линии и чередование в их использовании, и это можно объяснить на другом примере. Скажем так, не всем было удобно использовать телефонные линии для двух целей одновременно. Если кто-то использовал их для соединения компьютеров, то в это же время никто не мог поговорить друг с другом через телефоны, потому что сети были заняты ими, и в обратном случае все было аналогично.

Последнее, что оказывало проблему на ученых - это безопасность и защита тогдашней сети. Если бы мы могли путешествовать во времени, то можно сказать, что любой из вас, кто обладает хоть какими то знаниями по слабостям в защите сетей и кто бы хотел перенестись в те времена, смог бы просто законектиться и украсть информацию международного уровня и развязать уже уж точно настоящую войну.


Как же мы все таки смогли решить эти три проблемы?

Для того, чтобы решить первую проблему было решено создать систему, которая состоит из провайдеров, маршрутизаторов и интернет-серверов.

Наверняка, вы слышали о таком понятии как "Локальная сеть", в частности, когда вы например подключались к WiFi и видели разные сообщения от системы компьютера в зависимости от результата подключения. Таким образом, локальная сеть - это система, которая состоит из подключенных между собой компьютеров в ограниченной территории.

Лет 10 назад, многие специально соединяли между собой свои компьютеры кабелями для того чтобы вместе поиграть в Counter-Strike или другую Олд-скульную игру. Принципы не изменились, и если раньше мы играли в CS и подключались с помощью проводов, то сейчас мы играем в Доту или в Танки, но уже через беспроводную сеть WiFi.


Кстати, а что если мы хотим устроить совместный матч с другом находясь в разных городах страны?

Тогда на помощь приходят маршрутизаторы - специальные устройства, которые соединяют локальные сети между собой или являются посредниками для других маршрутизаторов. Вы помните фильм "Елки"? Самую первую часть и теорию о шести рукопожатиях?

В сетях все работает точно так же, и если в фильме было чудом донести до Президента сообщение от обычного ребенка, то в Интернете это стало настолько обычным делом, что многие просто не знают и не задумываются об этом.

Вернемся к маршрутизаторам. Маршрутизаторы в сети представляют собой разные уровни рукопожатий. Ребенок из сюжета фильма не знал, как передать сообщение Президенту, но он знал людей, которые в свою очередь знали других людей, которые знают как добраться к Президенту. Маршрутизаторы точно так же, не знают лично каждый компьютер, но знают маршрутизаторы, которые знают этот же компьютер, которому нужна информация.


Теперь увеличим масштаб еще раз.

Что если вы хотите устроить матч находясь на разных континентах?

Кстати, для того чтобы решить проблему с телефонными линиями и компьютерными сетями, мы стали прокладывать отдельные кабели, которые уже предназначались только для компьютеров и их соединения. Зачем об этом было сказано в сейчас поймете.

Итак, разные континенты, матч в Доте: как это реализуется?

Здесь всплывает еще одно понятие - "Интернет-провайдеры". Их тоже много и вы тоже о них слышали? Казахтелеком, Ростелеком, звучит довольно знакомо. Провайдеры - это еще более старший уровень в устройствах сети. Они как раз таки служат для того, чтобы соединять между собой континенты.

Сетевые кабели, о которых было упомянуто выше служат специальными путями, через которые передается сигнал от провайдера к провайдеру, поэтому, они присутствуют везде, даже в морях и океанах. На фотографии, вы можете увидеть процесс прокладывания кабеля, и если вы однажды будете загорать на пляже на Багамских островах и увидите, как подобная группа выходит из воды с очень длинным проводом, который уходит в воду, то не удивляйтесь, потому что благодаря их работе, вы можете играть в онлайн игры. Таким образом, интернет является в прямом смысле сетью и ниже вы можете увидеть межконтинентальную карту интернет-кабелей мира.


С данными проблемами мы разобрались, но как же обеспечивается безопасность в сети? Это обеспечивают специальные протоколы, которых существует очень много, но основными из них являются TCP/IP и UDP.

На самом деле, если вам когда-либо угрожали в социальных сетях "вычислением вашего адреса по айпи" это в какой-то степени не являлось пустыми словами. IP-адреса - адреса, которые присваиваются каждому компьютеру по его выходу в Глобальную сеть, они состоят из четырех разных чисел, диапазоном от 0 до 255 и разделенных между собой точками, пример - 192.65.23.4. В таком случае, первые два числа возможно обозначат страну и город вашего проживания, но из-за того, что "айпи" динамически меняются между пользователями сети, потенциальный злоумышленник попадет не на ваше место проживание, а на место проживания вашего соседа.


Протоколы - это способ общения между компьютерами в интернете. Это похоже на общение людей.

Один говорит другому, "Привет, как дела?", а другой человек это слышит и отвечает "Хорошо, как у тебя?". Именно таким образом и осуществляется действие протокола TCP. Вы запрашиваете необходимую для вас информацию у сервера, сервер отдает эту информацию и затем, ваш компьютер отдает отчет о переданных пакетах информации. Если не все пакеты данных были переданы, то сервер повторно отправляет их вашему компьютеру. Подходящий для этого пример - это то, когда вы открываете определенный веб-сайт и у вас не отображаются некоторые картинки. Тогда вы перезагружаете страницу и картинки появляются должным образом.

Другое дело - UDP протокол. Его вообще не заботит, передались ли вам ваши пакеты или нет. Но если они не передались, то каков от него смысл? А смысл в том, что он осуществляется тогда, когда вам нужна скорость соединения. Пример - видеоразговор в Skype. Если сеть имеет не достаточно хорошее соединение, то картинка вашего друга на экране будет иногда зависать, а после того, как она заработает, картинка вашего друга будет уже совсем другой и то же самое работает в онлайн играх. К сожалению, многие из нас проигрывали из-за того, что наше интернет-соединение было недостаточно хорошим и персонаж соперника, который находился в одном месте, мог резко оказаться в другом, невыгодном для вас месте и кикнуть вашего героя из игры.

Интернет может показаться довольно сложной структурой, но если вы сможете разобраться и понять основные понятия, то откроете для себя совсем другой мир информации.

Надеемся, что вам понравилась данная статья!

Есть вопросы? Пишите @coders_assistant_bot.

November 10, 2018
Computer Science