Kako internet radi? Kako on radi?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Kako internet radi? Dobro pitanje! Njegov rast je eksplodirao, a web-mjesta.com stalno se prikazuju na TV-u, radiju i časopisima. Budući da je postao značajan dio naših života, potrebno ga je dobro razumjeti kako bismo što učinkovitije koristili ovaj alat. Ovaj članak objašnjava koncepte i vrste interneta, njegovu osnovnu infrastrukturu i tehnologije koje to omogućuju.

Globalna mreža

Internet se obično definira na sljedeći način. To je globalna mreža računalnih resursa povezanih komunikacijskim linijama visokih performansi i zajedničkim adresnim prostorom. Stoga svaki uređaj spojen na njega mora imati jedinstveni ID. Kako je uređena IP adresa računala? IPv4 internetske adrese pišu se u obliku nnn.nnn.nnn.nnn, gdje je nnn broj između 0 i 255. Skraćenica IP označava Internetworking Protocol. Ovo je jedan od osnovnih pojmova interneta, ali o tome kasnije. Na primjer, jedno računalo imaid je 1.2.3.4, a drugi je 5.6.7.8.

Ako se povežete na Internet putem ISP-a, korisniku se obično dodjeljuje privremena IP adresa za vrijeme trajanja sesije udaljenog pristupa. Ako je veza uspostavljena iz lokalne mreže (LAN), tada računalo može imati ili trajni ID ili privremeni ID koji osigurava DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) poslužitelj. U svakom slučaju, ako je računalo spojeno na Internet, tada ima jedinstvenu IP adresu.

Ping program

Ako koristite operacijski sustav Microsoft Windows ili neku od vrsta Unixa, postoji zgodan program koji vam omogućuje provjeru internetske veze. Zove se ping, vjerojatno po zvuku koji su proizvodili stari podmorski sonari. Ako koristite Windows, morate pokrenuti prozor naredbenog retka. U slučaju operacijskog sustava koji je različit od Unixa, trebali biste otići na naredbeni redak. Ako upišete, na primjer, ping www.yahoo.com, program će poslati ICMP (Internet Control Message Protocol) echo poruku sa zahtjevom na navedeno računalo. Ispitani stroj će odgovoriti. Program ping broji vrijeme koje je potrebno da vrati odgovor (ako to čini). Također, ako unesete naziv domene (na primjer, www.yahoo.com), uslužni program će prikazati IP adresu računala.

Protokol paketi

Dakle, računalo je spojeno na mrežu i ima jedinstvenu adresu. Da bi "slepcima" bilo jasno kako internet radi, morate razumjeti kako računalo"razgovara" s drugim strojevima. Pretpostavimo da je IP adresa uređaja korisnika 1.2.3.4 i on želi poslati poruku "Bok, računalo 5.6.7.8!" na stroj s adresom 5.6.7.8. Očito, poruka se mora prenijeti preko bilo kojeg kanala koji povezuje računalo korisnika s internetom. Recimo da je poruka poslana telefonom. Tekst je potrebno pretvoriti u elektroničke signale, prenijeti ih, a zatim ponovno predstaviti kao tekst. Kako se to postiže? Kroz korištenje paketa protokola. Neophodno je da svako računalo komunicira na globalnoj mreži i obično je ugrađeno u operativni sustav. Paket se zove TCP/IP zbog 2 glavna komunikacijska protokola koja se koriste u njemu. TCP/IP hijerarhija je sljedeća:

Sloj aplikacije. Koristi protokole specifične za WWW, e-poštu, FTP, itd.
Sloj protokola kontrole prijenosa. TCP usmjerava pakete određenim programima koristeći broj porta.
Sloj internetskog protokola. IP usmjerava pakete na određeno računalo koristeći IP adresu.
Razina hardvera. Pretvara binarne podatke u mrežne signale i obrnuto (na primjer, Ethernet mrežna kartica, modem, itd.).

Ako slijedite put "Bok, računalo 5.6.7.8!" Nešto poput ovoga će se dogoditi:

Obrada poruke počinje na protokolu gornjeg sloja i ide prema dolje.
Ako je poruka koja se šalje duga, svaka razina kroz koju se šaljeprolazi, može ga razbiti na manje dijelove podataka. To je zato što su informacije poslane putem Interneta (i većine računalnih mreža) u dijelovima kojima se može upravljati, koji se nazivaju paketi.
Paketi se šalju u transportni sloj na obradu. Svakom je dodijeljen broj porta. Mnogi programi mogu koristiti paket TCP/IP protokola i slati poruke. Morate znati koji bi na odredišnom računalu trebao primiti poruku jer će ga slušati na određenom portu.
Dalje, paketi idu na IP razinu. Ovdje svaki od njih prima odredišnu adresu (5.6.7.8).
Sada kada paketi poruka imaju broj porta i IP adresu, spremni su za slanje putem Interneta. Razina hardvera vodi računa o tome da se paketi koji sadrže tekst poruke pretvore u elektroničke signale i prenose komunikacijskom linijom.
S druge strane, ISP ima izravnu vezu s internetom. Usmjerivač provjerava odredišnu adresu svakog paketa i određuje kamo će ga poslati. Često je sljedeća stanica drugi ruter.
Na kraju, paketi dođu do računala 5.6.7.8. Ovdje njihova obrada počinje od protokola nižeg sloja i ide prema gore.
Kako paketi prelaze više razine TCP/IP-a, uklanjaju sve informacije o usmjeravanju koje je dodalo računalo koje šalje (kao što su IP adresa i broj porta).
Kada poruka dosegne protokol gornjeg sloja, paketi se ponovo sastavljaju u izvornom obliku.

Kućni internet

Dakle, sve gore navedeno objašnjava kako se paketi kreću s jednog računala na drugo preko WAN-a. Ali što se događa između? Kako Internet stvarno funkcionira?

Razmotrite fizičku vezu preko telefonske mreže s davateljem telekomunikacijskih usluga. Ovo zahtijeva neko objašnjenje kako ISP radi. Davatelj usluga postavlja skup modema za svoje klijente. Obično je spojen na namjensko računalo koje kontrolira smjer protoka podataka od modema do internetske okosnice ili namjenskog usmjerivača. Ovo postavljanje može se nazvati poslužiteljem porta jer upravlja pristupom mreži. Također prikuplja podatke o vremenu korištenja, kao i količini poslanih i primljenih podataka.

Nakon što paketi prođu kroz telefonsku mrežu i lokalnu opremu davatelja, šalju se na okosnicu davatelja ili dio njegove propusnosti koji je on zakupio. Odavde podaci obično prolaze kroz nekoliko usmjerivača i okosnih mreža, iznajmljenih vodova itd., dok ne pronađu svoje odredište – računalo s adresom 5.6.7.8. Ovako funkcionira kućni internet. Ali bi li bilo loše da korisnik zna točnu rutu svojih paketa kroz globalnu mrežu? Moguće je.

Traceroute

Kada se povezujete na Internet s računala s operacijskim sustavom Microsoft Windows ili varijacijom Unixa, još jedan zgodan program dobro dolazi. Zove se Traceroute i označava put kojipaketi prolaze, dosežući određenu IP adresu. Kao i ping, mora se pokrenuti iz naredbenog retka. U sustavu Windows koristite naredbu tracert www.yahoo.com, a na Unixu traceroute www.yahoo.com. Poput pinga, uslužni program vam omogućuje da unesete IP adrese umjesto imena domena. Traceroute će ispisati popis svih usmjerivača, računala i drugih internetskih entiteta koje paketi moraju proći da bi stigli na svoje odredište.

Infrastruktura

Kako je internetska okosnica tehnički uređena? Sastoji se od mnogih velikih mreža povezanih jedna s drugom. Ove velike mreže poznate su kao davatelji mrežnih usluga ili NSP-ovi. Primjeri su UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet, itd. Ove mreže međusobno komuniciraju radi razmjene prometa. Svaki NSP zahtijeva vezu s tri mrežne pristupne točke (NAP). U njima se paketni promet može kretati s jedne okosne mreže na drugu. NSP-ovi su također povezani preko gradskih rutnih stanica MAE. Potonji imaju istu ulogu kao NAP, ali su u privatnom vlasništvu. NAP-ovi su izvorno korišteni za povezivanje s globalnom mrežom. I MAE i NAP se nazivaju Internet Exchange Points ili IX. Mrežni davatelji također prodaju propusnost malim mrežama kao što su ISP-ovi.

Temeljna infrastruktura samog NSP-a složena je shema. Većina mrežnih pružatelja usluga objavljuje karte mrežne infrastrukture na svojim web stranicama koje se lako mogu pronaći. Realno prikazati kakoInternet je postavljen, to bi bilo gotovo nemoguće zbog njegove veličine, složenosti i strukture koja se stalno mijenja.

Hijerarhija usmjeravanja

Da biste razumjeli kako internet funkcionira, morate razumjeti kako paketi pronalaze pravi put kroz mrežu. Zna li svako računalo spojeno na mrežu gdje se nalaze druga računala? Ili su paketi samo "prevedeni" na svaki stroj na Internetu? Odgovor na oba pitanja je negativan. Nitko ne zna gdje su druga računala, a paketi se ne šalju svim strojevima u isto vrijeme. Informacije koje se koriste za isporuku podataka na njegova odredišta sadržane su u tablicama pohranjenim na svakom usmjerivaču spojenom na mrežu - još jedan koncept interneta.

Ruteri su paketni prekidači. Obično se povezuju između mreža kako bi prosljeđivali pakete između njih. Svaki usmjerivač zna o svojim podmrežama i koje adrese koriste. Uređaj, u pravilu, ne poznaje IP adrese "gornje" razine. Veliki NSP trankovi povezani su preko NAP-ova. Oni opslužuju nekoliko podmreža, a one opslužuju još više podmreža. Na dnu su lokalne mreže s povezanim računalima.

Kada paket stigne na usmjerivač, potonji provjerava IP adresu koju je tamo smjestio sloj IP protokola na izvornom stroju. Zatim se provjerava tablica usmjeravanja. Ako se pronađe mreža koja sadrži IP adresu, onda se paket tamo šalje. Inače, slijedi zadanu rutu, obično do sljedećeg usmjerivača u hijerarhiji mreže. S nadom da će znati kamo poslati paket. Ako se to ne dogodi, podaci će se povećavati dok ne dosegnu NSP okosnicu. Upstream usmjerivači sadrže najveće tablice usmjeravanja i tu će paket biti poslan na ispravnu okosnicu gdje će započeti svoje "niže" putovanje.

Nazivi domena i razlučivost adrese

Ali što ako ne znate IP adresu računala s kojim se želite spojiti? Što ako trebate pristup web poslužitelju pod nazivom www.anothercomputer.com? Kako preglednik zna gdje je ovo računalo? Odgovor na sva ova pitanja je DNS Domain Name Service. Ovaj koncept Interneta odnosi se na distribuiranu bazu podataka koja prati imena računala i njihove odgovarajuće IP adrese.

Mnogi strojevi su povezani na DNS bazu podataka i softver koji vam omogućuje pristup. Ovi strojevi su poznati kao DNS poslužitelji. Oni ne sadrže cijelu bazu podataka, već samo njen podskup. Ako DNS poslužitelj nema naziv domene koji traži drugo računalo, onda ga preusmjerava na drugi poslužitelj.

Usluga naziva domene strukturirana je kao hijerarhija slična onoj kod IP usmjeravanja. Računalo koje traži razlučivanje imena bit će preusmjereno "gore" u hijerarhiji dok se ne pronađe DNS poslužitelj koji može razriješiti naziv domene u zahtjevu.

Kada je konfigurirana internetska veza (na primjer, preko lokalne mreže ili putem dial-up veze u sustavu Windows), primarni i jedan ili više sekundarnih DNS poslužitelja obično se specificiraju tijekom instalacije. Tako,sve aplikacije koje trebaju razlučivanje naziva domene moći će normalno funkcionirati. Na primjer, kada unesete naziv domene u preglednik, potonji se povezuje s primarnim DNS poslužiteljem. Nakon dobivanja IP adrese, aplikacija će se spojiti na ciljno računalo i zatražiti željenu web stranicu.

Pregled internetskih protokola

Kao što je ranije navedeno u odjeljku o TCP/IP-u, postoji mnogo protokola koji se koriste u WAN-u. To uključuje TCP, IP, usmjeravanje, kontrolu pristupa medijima, sloj aplikacije itd. Sljedeći odjeljci opisuju neke od važnijih i najčešće korištenih protokola. To će vam omogućiti da bolje razumijete kako je Internet organiziran i kako funkcionira. O protokolima se raspravlja silaznim redoslijedom njihove razine.

HTTP i World Wide Web

Jedna od najčešće korištenih usluga na Internetu je World Wide Web (WWW). Protokol aplikacijskog sloja koji omogućuje WAN je Hypertext Transfer Protocol ili HTTP. Ne treba ga miješati s HTML jezikom za označavanje hiperteksta koji se koristi za pisanje web stranica. HTTP je protokol koji preglednici i poslužitelji koriste za međusobnu komunikaciju. To je protokol aplikacijskog sloja jer ga neki programi koriste za međusobnu komunikaciju. U ovom slučaju, to su preglednici i poslužitelji.

HTTP je protokol bez veze. Klijenti (preglednici) šalju zahtjeve poslužiteljima za web elemente kao što su stranice i slike. Nakon njihove usluge, vezaisključuje se. Za svaki zahtjev, veza se mora ponovno uspostaviti.

Većina protokola je orijentirana na vezu. To znači da računala koja međusobno komuniciraju komuniciraju putem Interneta. Međutim, HTTP nije. Prije nego što klijent može napraviti HTTP zahtjev, poslužitelj mora uspostaviti novu vezu.

Da biste razumjeli kako internet funkcionira, morate znati što se događa kada upišete URL u web preglednik:

Ako URL sadrži naziv domene, preglednik se prvo povezuje s poslužiteljem imena domene i dobiva odgovarajuću IP adresu.
Preglednik se zatim povezuje s poslužiteljem i šalje HTTP zahtjev za željenu stranicu.
Poslužitelj prima zahtjev i provjerava ispravnu stranicu. Ako postoji, pošaljite ga. Ako poslužitelj ne može pronaći traženu stranicu, šalje HTTP poruku o pogrešci 404. (404 znači Stranica nije pronađena, što vjerojatno zna svatko tko je pregledavao web stranice).
Preglednik prima ono što se traži i veza je zatvorena.
Preglednik zatim analizira stranicu i traži druge elemente potrebne da bi je dovršio. Obično su to slike, programi itd.
Za svaki element, preglednik postavlja dodatne veze i HTTP zahtjeve na poslužitelj.
Kada se sve slike, programi itd. završe s učitavanjem, stranica će se u potpunosti učitati u prozoru preglednika.

Upotreba Telnet klijenta

Telnet je usluga udaljenog terminala koja se koristi na Internetu. Njegova upotreba je opala, ali je koristan alat za istraživanje globalne mreže. U sustavu Windows program se može pronaći u direktoriju sustava. Nakon što ga pokrenete, morate otvoriti izbornik "Terminal" i odabrati Local Echo u prozoru postavki. To znači da možete vidjeti svoj HTTP zahtjev dok ga unosite.

U izborniku "Connection" odaberite stavku "Remote system". Zatim unesite www.google.com za naziv hosta i 80 za port. Prema zadanim postavkama, web poslužitelj sluša ovaj port. Nakon što kliknete Connect, morate unijeti GET/HTTP/1.0 i dvaput pritisnuti Enter.

Ovo je jednostavan HTTP zahtjev web poslužitelju za dobivanje njegove korijenske stranice. Korisnik bi to trebao vidjeti, a zatim će se pojaviti dijaloški okvir u kojem se navodi da je veza izgubljena. Ako želite spremiti dohvaćenu stranicu, morate omogućiti bilježenje. Zatim možete vidjeti web stranicu i HTML koji je korišten za izradu.

Većina internetskih protokola koji definiraju kako internet funkcionira opisani su u dokumentima poznatim kao zahtjevi za komentare ili RFC-ovi. Mogu se naći na internetu. Na primjer, HTTP verzija 1.0 opisana je u RFC 1945.

Aplikacijski protokoli: SMTP i e-pošta

Još jedna široko korištena internetska usluga je e-pošta. Koristi protokol aplikacijskog sloja koji se naziva Simple Mail Transfer Protocol ili SMTP. Ovo je također tekstualni protokol, ali za razliku od HTTP-a, SMTP je orijentiran na vezu. Osim toga, također je složeniji od HTTP-a. U SMTP-u postoji više naredbi i aspekata nego u

Prilikom otvaranja mail klijenta za čitanjee-mail poruke obično idu ovako:

Klijent e-pošte (Lotus Notes, Microsoft Outlook, itd.) otvara vezu sa zadanim poslužiteljem pošte, čija se IP adresa ili naziv domene obično konfiguriraju tijekom instalacije.
Poslužitelj e-pošte uvijek šalje prvu poruku da se identificira.
Klijent šalje SMTP HELO naredbu, na koju prima odgovor 250 OK.
Ovisno o tome provjerava li klijent ili šalje poštu, itd., odgovarajuće SMTP naredbe se šalju poslužitelju kako bi on mogao odgovoriti na odgovarajući način.

Ova transakcija zahtjeva/odgovora nastavit će se sve dok klijent ne pošalje naredbu QUIT. Poslužitelj će se tada pozdraviti i veza će biti zatvorena.

Protokol upravljanja prijenosom

Ispod sloja aplikacije u stogu protokola nalazi se TCP sloj. Kada programi otvore vezu s drugim računalom, poruke koje šalju prosljeđuju se u stog na TCP sloj. Potonji je odgovoran za usmjeravanje aplikacijskih protokola na odgovarajući softver na odredišnom računalu. Za to se koriste brojevi portova. Portovi se mogu smatrati zasebnim kanalima na svakom računalu. Na primjer, dok čitate e-poštu, možete istovremeno pregledavati web. To je zato što preglednik i klijent e-pošte koriste različite brojeve portova. Kada paket stigne do računala i prođe kroz stog protokola, TCP sloj određuje koji program prima paketbroj porta.

Brojevi portova za neke od najčešće korištenih internetskih usluga navedeni su u nastavku:

FTP – 20/21.
Telnet – 23.
SMTP – 25.
HTTP – 80.

Transport Protocol

TCP radi ovako:

Kada TCP sloj primi podatke protokola aplikacijskog sloja, on ih dijeli na upravljive "komadove" i zatim svakom od njih dodaje zaglavlje s informacijama o broju porta na koji se podaci trebaju poslati.
Kada TCP sloj primi paket od nižeg IP sloja, podaci zaglavlja se uklanjaju iz paketa. Ako je potrebno, mogu se obnoviti. Podaci se zatim šalju potrebnoj aplikaciji na temelju broja porta.

Ovako poruke putuju gore protokolarnim stogom na ispravnu adresu.

TCP nije tekstualni protokol. To je pouzdana usluga prijenosa bajtova usmjerena na povezivanje. Usmjerenost na vezu znači da dvije aplikacije koje koriste TCP moraju uspostaviti vezu prije razmjene podataka. Protokol transporta je pouzdan jer se za svaki primljeni paket pošiljatelju šalje potvrda za potvrdu isporuke. TCP zaglavlje također uključuje kontrolni zbroj za provjeru grešaka u primljenim podacima.

Nema mjesta za IP adresu u zaglavlju transportnog protokola. To je zbog činjenice da je njegova zadaća osigurati pouzdani prijem podataka aplikacijskog sloja. Zadatak prijenosa podataka između računala obavlja IP.

Internetski protokol

BZa razliku od TCP-a, IP je nepouzdan protokol bez povezivanja. IP nije briga hoće li paket doći do svog odredišta ili ne. IP također nije svjestan veza i brojeva portova. IP posao je slanje podataka na druga računala. Paketi su neovisni entiteti i mogu stići van reda ili uopće ne stići na odredište. Zadatak TCP-a je osigurati da su podaci primljeni i ispravno locirani. Jedino što IP ima zajedničko s TCP-om je način na koji prima podatke i dodaje vlastite informacije zaglavlja IP-a TCP podacima.

Podaci sloja aplikacije segmentirani su na sloju transportnog protokola i dodani TCP zaglavljem. Zatim se paket formira na IP razini, dodaje mu se IP zaglavlje, a zatim se prenosi preko globalne mreže.

Kako internet radi: knjige

Za korisnike početnike dostupna je opsežna literatura o ovoj temi. Serija "Za lutke" popularna je među čitateljima. Kako funkcionira internet, možete naučiti iz knjiga "Internet" i "Korisnici i internet". Pomoći će vam da brzo odaberete davatelja usluga, spojite se na mrežu, naučite kako koristiti preglednik itd. Za početnike, knjige će biti korisni vodiči za globalnu mrežu.

Zaključak

Sada bi trebalo biti jasno kako internet funkcionira. Ali koliko dugo će tako ostati? Prethodno korištena verzija 4 IP-a, koja je dopuštala samo 2³² adrese, zamijenjena je IPv6 s 2^{128 adresama koje su teoretski moguće. Internet je prošao dug put od svog početka kao istraživačkog projekta Ministarstva obrane SAD-a. Nitko ne zna što će postati. Jedno je sigurno: Internet povezuje svijet kao nijedan drugi mehanizam. Informacijsko doba je u punom jeku i veliko je zadovoljstvo svjedočiti tome.}