Kako internet radi? Kako on radi?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

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

Globalna mreža

Internet se obično definira na sljedeći način. To je globalna mreža računarskih resursa povezanih komunikacijskim linijama visokih performansi i zajedničkim adresnim prostorom. Stoga svaki uređaj povezan s njim mora imati jedinstveni ID. Kako je uređena IP adresa računara? IPv4 Internet adrese se pišu u obliku nnn.nnn.nnn.nnn, gdje je nnn broj između 0 i 255. Skraćenica IP je skraćenica za Internetworking Protocol. Ovo je jedan od osnovnih koncepata Interneta, ali o tome kasnije. Na primjer, jedan računar imaid je 1.2.3.4, a drugi je 5.6.7.8.

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

Ping program

Ako koristite Microsoft Windows operativni sistem ili neku od vrsta Unixa, postoji zgodan program koji vam omogućava da provjerite svoju internet vezu. Zove se ping, vjerovatno po zvuku koji su proizvodili stari podmornički sonari. Ako koristite Windows, morate pokrenuti prozor komandne linije. U slučaju operativnog sistema koji je varijanta Unixa, onda biste trebali otići na komandnu liniju. Ako unesete, na primjer, ping www.yahoo.com, program će poslati ICMP (Internet Control Message Protocol) eho poruku sa zahtjevom na navedeni računar. Ispitana mašina će odgovoriti. Program za ping broji vrijeme potrebno da vrati odgovor (ako to čini). Također, ako unesete ime domene (na primjer, www.yahoo.com), uslužni program će prikazati IP adresu računara.

Protokol paketi

Dakle, računar je povezan na mrežu i ima jedinstvenu adresu. Da bi "slepcima" bilo jasno kako Internet funkcioniše, morate da razumete kako računar"razgovara" sa drugim mašinama. Pretpostavimo da je IP adresa uređaja korisnika 1.2.3.4 i on želi poslati poruku "Zdravo, kompjuter 5.6.7.8!" na mašinu sa adresom 5.6.7.8. Očigledno, poruka se mora prenijeti preko bilo kojeg kanala koji povezuje računar korisnika na Internet. Recimo da je poruka poslana telefonom. Tekst je potrebno pretvoriti u elektronske signale, prenijeti ih, a zatim ponovo predstaviti kao tekst. Kako se to postiže? Kroz korištenje paketa protokola. Neophodno je da svaki računar komunicira na globalnoj mreži i obično je ugrađen u operativni sistem. 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 na određene programe koristeći broj porta.
Sloj internetskog protokola. IP usmjerava pakete na određeni računar koristeći IP adresu.
Hardverski nivo. Pretvara binarne podatke u mrežne signale i obrnuto (na primjer, Ethernet mrežna kartica, modem, itd.).

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

Obrada poruke počinje na protokolu najvišeg sloja i ide naniže.
Ako je poruka koja se šalje duga, svaki nivo kroz koji se šaljeprolazi, može ga razbiti na manje dijelove podataka. To je zato što su informacije poslane preko Interneta (i većine kompjuterskih mreža) u komadima kojima se može upravljati, koji se nazivaju paketi.
Paketi se šalju na 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 računaru trebao primiti poruku jer će ga slušati na određenom portu.
Dalje, paketi idu na IP nivo. Ovdje svaki od njih dobija odredišnu adresu (5.6.7.8).
Sada kada paketi poruka imaju broj porta i IP adresu, spremni su za slanje preko Interneta. Hardverski nivo vodi računa da se paketi koji sadrže tekst poruke konvertuju u elektronske signale i prenose preko komunikacione linije.
Na drugom kraju, ISP ima direktnu vezu sa Internetom. Ruter provjerava odredišnu adresu svakog paketa i određuje gdje će ga poslati. Često je sljedeća stanica drugi ruter.
Na kraju, paketi stignu do računara 5.6.7.8. Ovdje njihova obrada počinje od protokola nižeg sloja i ide prema gore.
Kako paketi prelaze više nivoe TCP/IP, oni uklanjaju sve informacije o rutiranju koje je dodao računar koji šalje (kao što su IP adresa i broj porta).
Kada poruka dostigne protokol gornjeg sloja, paketi se ponovo sastavljaju u svom originalnom obliku.

Kućni internet

Dakle, sve gore navedeno objašnjava kako se paketi kreću sa jednog računara na drugi preko WAN-a. Ali šta se dešava između? Kako internet zaista funkcionira?

Razmotrite fizičku vezu preko telefonske mreže sa provajderom telekomunikacionih usluga. Ovo zahtijeva neko objašnjenje kako ISP radi. Dobavljač usluga postavlja skup modema za svoje klijente. Obično je povezan sa namenskim računarom koji kontroliše pravac protoka podataka od modema do internetske kičme ili namenskog rutera. Ovo podešavanje se može nazvati port serverom jer upravlja pristupom mreži. Također prikuplja informacije o vremenu korištenja, kao i količini poslanih i primljenih podataka.

Nakon što paketi prođu kroz telefonsku mrežu i lokalnu opremu provajdera, oni se šalju u kičmu provajdera ili deo njegovog propusnog opsega koji je on zakupio. Odavde podaci obično prolaze kroz nekoliko rutera i okosnih mreža, iznajmljenih linija itd., sve dok ne nađu svoje odredište – kompjuter sa adresom 5.6.7.8. Ovako funkcionira kućni internet. Ali da li bi bilo loše da korisnik zna tačnu rutu svojih paketa kroz globalnu mrežu? Moguće je.

Traceroute

Kada se povezujete na Internet sa računara koji koristi Microsoft Windows ili varijaciju Unixa, još jedan zgodan program dobro dođe. Zove se Traceroute i označava put kojipaketi prolaze, dostižući određenu IP adresu. Kao i ping, mora se pokrenuti iz komandne linije. Na Windows-u koristite komandu tracert www.yahoo.com, a na Unix-u traceroute www.yahoo.com. Kao i ping, uslužni program vam omogućava da unesete IP adrese umjesto imena domena. Traceroute će odštampati listu svih rutera, računara i drugih Internet entiteta koje paketi moraju proći da bi stigli na svoje odredište.

Infrastruktura

Kako je internetska kičma tehnički uređena? Sastoji se od mnogih velikih mreža povezanih jedna s drugom. Ove velike mreže poznate su kao provajderi mrežnih usluga ili NSP. Primjeri su UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet, itd. Ove mreže komuniciraju jedna s drugom radi razmjene saobraćaja. Svaki NSP zahtijeva konekciju na tri mrežne pristupne tačke (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 prvobitno korišteni za povezivanje na globalnu mrežu. I MAE i NAP se nazivaju Internet Exchange Points, ili IX. Mrežni provajderi također prodaju propusni opseg malim mrežama kao što su ISP-ovi.

Osnovna infrastruktura samog NSP-a je složena šema. Većina mrežnih provajdera objavljuje mape 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 rutiranja

Da biste razumjeli kako Internet funkcionira, morate razumjeti kako paketi pronalaze pravi put kroz mrežu. Da li svaki računar povezan na mrežu zna gde se nalaze drugi računari? Ili su paketi samo "prevedeni" na svaku mašinu na Internetu? Odgovor na oba pitanja je negativan. Niko ne zna gde su drugi računari, a paketi se ne šalju na sve mašine u isto vreme. Informacije koje se koriste za isporuku podataka do njegovih odredišta sadržane su u tabelama pohranjenim na svakom ruteru spojenom na mrežu - još jedan koncept interneta.

Ruteri su paketni komutatori. Obično se povezuju između mreža kako bi prosljeđivali pakete između njih. Svaki ruter zna za svoje podmreže i koje adrese koriste. Uređaj, po pravilu, ne poznaje IP adrese "gornjeg" nivoa. Veliki NSP trankovi su povezani preko NAP-ova. Oni opslužuju nekoliko podmreža, a one opslužuju još više podmreža. Na dnu su lokalne mreže sa povezanim računarima.

Kada paket stigne na ruter, ovaj drugi provjerava IP adresu koju je tamo postavio sloj IP protokola na izvornoj mašini. Zatim se provjerava tabela rutiranja. Ako se pronađe mreža koja sadrži IP adresu, onda se paket tamo šalje. Inače, prati zadanu rutu, obično do sljedećeg rutera u hijerarhiji mreže. Sa nadom da će znati gde da pošalje paket. Ako se to ne dogodi, podaci će se povećavati dok ne stignu do NSP kičme. Upstream ruteri sadrže najveće tablice rutiranja i tu će paket biti poslan na ispravnu kičmu gdje će započeti svoje "niže" putovanje.

Imena domena i rezolucija adrese

Ali šta ako ne znate IP adresu računara na koji želite da se povežete? Šta ako vam je potreban pristup web serveru koji se zove www.anothercomputer.com? Kako pretraživač zna gdje se ovaj računar nalazi? Odgovor na sva ova pitanja je DNS Domain Name Service. Ovaj koncept Interneta odnosi se na distribuiranu bazu podataka koja prati imena računara i njihove odgovarajuće IP adrese.

Mnoge mašine su povezane na DNS bazu podataka i softver koji vam omogućava da joj pristupite. Ove mašine su poznate kao DNS serveri. Oni ne sadrže cijelu bazu podataka, već samo njen podskup. Ako DNS server nema ime domene traženo od drugog računara, onda ga preusmjerava na drugi server.

Usluga imena domena je strukturirana kao hijerarhija slična onoj kod IP rutiranja. Računar koji traži rezoluciju imena bit će preusmjeren "gore" u hijerarhiji dok se ne pronađe DNS server koji može riješiti ime domene u zahtjevu.

Kada je konfigurisana internet konekcija (na primer, preko lokalne mreže ili putem dial-up veze na Windows-u), primarni i jedan ili više sekundarnih DNS servera se obično specificiraju tokom instalacije. dakle,sve aplikacije kojima je potrebna razlučivost imena domena moći će normalno funkcionirati. Na primjer, kada unesete ime domene u pretraživač, ovaj se povezuje na primarni DNS server. Nakon dobijanja IP adrese, aplikacija će se povezati na ciljni računar 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, rutiranje, kontrolu pristupa medijima, sloj aplikacije itd. Sljedeći odjeljci opisuju neke od važnijih i najčešće korištenih protokola. Ovo će vam omogućiti da bolje razumete kako je Internet organizovan i kako funkcioniše. O protokolima se raspravlja u opadajućem redoslijedu njihovog nivoa.

HTTP i World Wide Web

Jedna od najčešće korišćenih usluga na Internetu je World Wide Web (WWW). Protokol sloja aplikacije koji omogućava WAN je Hypertext Transfer Protocol, ili HTTP. Ne treba ga miješati sa HTML jezikom za označavanje hiperteksta koji se koristi za pisanje web stranica. HTTP je protokol koji pretraživači i serveri koriste za međusobnu komunikaciju. To je protokol sloja aplikacije jer ga neki programi koriste za međusobnu komunikaciju. U ovom slučaju, ovo su pretraživači i serveri.

HTTP je protokol bez veze. Klijenti (pretraživači) šalju zahtjeve serverima za web elemente kao što su stranice i slike. Nakon njihovog servisa, vezaisključuje se. Za svaki zahtjev, veza se mora ponovo uspostaviti.

Većina protokola je orijentisana na vezu. To znači da računari koji međusobno komuniciraju komuniciraju preko Interneta. Međutim, HTTP nije. Prije nego što klijent može napraviti HTTP zahtjev, server mora uspostaviti novu vezu.

Da biste razumjeli kako internet funkcionira, morate znati šta se dešava kada unesete URL u web pretraživač:

Ako URL sadrži ime domene, pretraživač se prvo povezuje sa serverom imena domene i dobija odgovarajuću IP adresu.
Pretraživač se zatim povezuje sa serverom i šalje HTTP zahtev za željenu stranicu.
Server prima zahtjev i provjerava ispravnu stranicu. Ako postoji, pošaljite ga. Ako server ne može pronaći traženu stranicu, šalje HTTP poruku o grešci 404. (404 je skraćenica od Stranica nije pronađena, što vjerovatno zna svako ko je pregledavao web stranice).
Pretraživač prima ono što se traži i veza je zatvorena.
Pretraživač zatim analizira stranicu i traži druge elemente potrebne da bi je završio. Obično su to slike, apleti, itd.
Za svaki element, pretraživač pravi dodatne veze i HTTP zahtjeve prema serveru.
Kada se sve slike, apleti, itd. završe sa učitavanjem, stranica će se u potpunosti učitati u prozoru pretraživača.

Korišćenje Telnet klijenta

Telnet je usluga udaljenog terminala koja se koristi na Internetu. Njegova upotreba je opala, ali je koristan alat za istraživanje globalne mreže. Na Windows-u, program se može naći u sistemskom direktoriju. Nakon što ga pokrenete, morate otvoriti meni "Terminal" i u prozoru postavki odabrati Lokalni eho. To znači da možete vidjeti svoj HTTP zahtjev dok ga unosite.

U meniju "Connection" izaberite stavku "Remote system". Zatim unesite www.google.com za ime hosta i 80 za port. Po defaultu, web server sluša ovaj port. Nakon što kliknete na Connect, morate uneti GET/HTTP/1.0 i dvaput pritisnuti Enter.

Ovo je jednostavan HTTP zahtjev web serveru da dobije njegovu root stranicu. Korisnik bi to trebao baciti na uvid, a zatim će se pojaviti dijaloški okvir u kojem se navodi da je veza izgubljena. Ako želite da sačuvate preuzetu stranicu, morate omogućiti evidentiranje. Zatim možete pogledati web stranicu i HTML koji je korišten za kreiranje.

Većina internet protokola koji definišu kako Internet funkcioniše opisani su u dokumentima poznatim kao Request For Comments ili RFC. Mogu se naći na internetu. Na primjer, HTTP verzija 1.0 je opisana u RFC 1945.

Protokoli aplikacije: SMTP i email

Još jedna široko korištena Internet usluga je e-pošta. Koristi protokol sloja aplikacije koji se zove Simple Mail Transfer Protocol ili SMTP. Ovo je takođe tekstualni protokol, ali za razliku od HTTP-a, SMTP je orijentisan na vezu. Osim toga, također je složeniji od HTTP-a. U SMTP-u ima više naredbi i aspekata nego u

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

Poštanski klijent (Lotus Notes, Microsoft Outlook, itd.) otvara vezu sa podrazumevanim serverom pošte, čija se IP adresa ili ime domene obično konfiguriše tokom instalacije.
Mail server uvijek šalje prvu poruku da se identifikuje.
Klijent šalje SMTP HELO komandu, na koju dobija 250 OK odgovor.
U zavisnosti od toga da li klijent provjerava ili šalje poštu, itd., odgovarajuće SMTP komande se šalju serveru kako bi on mogao odgovoriti na odgovarajući način.

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

Protokol kontrole prijenosa

Ispod sloja aplikacije u steku protokola nalazi se TCP sloj. Kada programi otvore vezu sa drugim računarom, poruke koje šalju se prosleđuju u stek na TCP sloj. Potonji je odgovoran za usmjeravanje aplikacijskih protokola do odgovarajućeg softvera na odredišnom računaru. Za to se koriste brojevi portova. Portovi se mogu smatrati zasebnim kanalima na svakom računaru. Na primjer, dok čitate e-poštu, možete istovremeno pretraživati web. To je zato što pretraživač i mail klijent koriste različite brojeve portova. Kada paket stigne do računara i prođe kroz stog protokola, TCP sloj određuje koji program prima paket.broj porta.

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

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

Transport Protocol

TCP radi ovako:

Kada TCP sloj primi podatke protokola aplikacionog sloja, on ih dijeli na "komadove" kojima se može upravljati, a 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 u traženu aplikaciju na osnovu broja porta.

Ovo je način na koji poruke putuju gore po steku protokola na ispravnu adresu.

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

Nema prostora za IP adresu u zaglavlju transportnog protokola. To je zbog činjenice da je njegov zadatak osigurati pouzdan prijem podataka sloja aplikacije. Zadatak prenosa podataka između računara obavlja IP.

Internet Protocol

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 drugim računarima. Paketi su nezavisni entiteti i mogu stići van reda ili uopće ne stići na odredište. Zadatak TCP-a je da osigura da su podaci primljeni i ispravno locirani. Jedina stvar koju IP ima zajedničko sa TCP-om je način na koji prima podatke i dodaje svoje vlastite informacije zaglavlja u TCP podatke.

Podaci sloja aplikacije se segmentiraju na sloju transportnog protokola i dodaju TCP zaglavljem. Zatim se paket formira na IP nivou, 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" je popularna među čitaocima. Kako funkcioniše Internet, možete naučiti iz knjiga "Internet" i "Korisnici i Internet". Oni će vam pomoći da brzo odaberete provajdera, povežete se na mrežu, naučite kako da koristite pretraživač, itd. Za početnike, knjige će biti korisni vodiči za globalnu mrežu.

Zaključak

Sada bi trebalo da bude jasno kako internet funkcioniše. Ali koliko dugo će tako ostati? Prethodno korištena verzija 4 IP-a, koja je dozvoljavala samo 2³² adrese, zamijenjena je IPv6 sa 2^{128 adresama koje su teoretski moguće. Internet je prešao dug put od svog početka kao istraživačkog projekta američkog Ministarstva odbrane. Niko ne zna šta će on postati. Jedno je sigurno: Internet povezuje svijet kao nijedan drugi mehanizam. Informatičko doba je u punom jeku, i veliko je zadovoljstvo svjedočiti tome.}