Структура сети Интернет: основные принципы работы. Как работает интернет схема


Как устроена сеть Интернет

Интернет - структура, состоящая из тысяч разнообразных компьютерных сетей (домашних, корпоративных, научных и др.) и являющаяся основой глобальной информационной среды. Чтобы успешно пользоваться всеми ее преимуществами, необходимо понимать основные принципы ее функционирования. Резолюцией ООН, принятой в июне 2011 года, доступ к Интернету признано базовым правом человека. И это не удивительно, поскольку среди нас уже немало таких, которым Интернет нужен почти как воздух. Предшественник Интернета (сеть ARPANet) начал создаваться в США в 50-х годах прошлого века и изначально предназначался для обеспечения надежной связи на случай войны, а первая передача данных между двумя компьютерами этой сети на расстояние в 640 км была произведена только в 1969 году. Несколькими годами позже к ARPANet были подсоединены компьютеры в Норвегии и Великобритании. Таким образом, сеть стала Интернетом (международной сетью). Вдаваться в подробности развития Интернета особого смысла не вижу. Скажу лишь, что сегодня более 25% населения нашей планеты регулярно пользуется преимуществами глобальной сети, а с 2010 года прямой доступ к Интернету получил даже экипаж международной космической станции. В то же время, о том, что такое Интернет, некоторые пользователи по-прежнему имеют весьма отдаленное представление. В повседневном общении слово Интернет чаще обозначает единое информационное пространство. Хотя на самом деле это физически существующая структура, состоящая из тысяч разнообразных компьютерных сетей (домашних, корпоративных, научных и др.), в которой это информационное пространство содержится. Сложить некоторое представление об Интернете, возможно, поможет изображение (щелкните по нему мышкой для увеличения), отображающее только небольшую часть взаимосвязанных компьютеров во всемирной сети. Пусть и схематично, но достаточно наглядно на нем изображена структура Интернета. Объединение компьютерных сетей в единую всемирную структуру стало возможным благодаря протоколу IP, реализующему адресную систему, в которой каждому компьютеру присваивается индивидуальный адрес (IP-адрес, состоящий из 4 групп цифр, разделенных точками, см. рисунок 2). Каждая из сетей, входящая в Интернет, подсоединена к единой структуре через маршрутизатор – специальное аппаратное или программное устройство, производящее фильтрацию, сортировку и перенаправление пакетов данных компьютерам получателей, исходя из их IP-адресов. Такая система позволяет практически безошибочно передавать информацию из одного компьютера на другой в пределах целого Интернета. Понять, что такое Интернет, возможно, поможет следующий пример. Работу Всемирной паутины часто сравнивают с телефонной сетью, где компьютеры пользователей являются своего рода телефонными аппаратами с индивидуальными номерами, а сайты Интернета - телефонными автоответчиками. Все, кто дозвонился на такой автоответчик (сайт), могут прослушать одну и ту же записанную на нем информацию. Чтобы зайти с компьютера на конкретный сайт и просмотреть его содержание, нужна специальная программа, называемая браузером (Internet Explorer, Firefox, Opera и др.). Страницы каждого сайта размещены на сервере. Сервер – это тоже компьютер, но немного мощнее домашнего и имеющий специальное программное обеспечение, а также некоторые аппаратные особенности. Программным путем ресурсы серверов в большинстве случаев разделяются таким образом, чтобы создать на каждом из них оптимальное количество виртуальных ячеек для размещения сайтов (а иначе говоря, их хостинга). Серверы размещаются на стойках в специальных помещениях (датацентрах), в которых поддерживаются необходимые климатические условия, работает специальный персонал и т.д. Размещение собственного сервера в датацентре сегодня доступно практически всем желающим. Будучи владельцем нескольких серверов, можно создать достаточное количество виртуальных ячеек для размещения сайтов и сдавать их в оренду. Именно на этом и базируется бизнес всех хостинговых фирм, коих в Интернете сегодня очень много (достаточно поискать в Гугле или Яндексе по слову «хостинг»).Каждый сервера имеет определенный IP-адрес в Интернете, и всем, кто зашел на этот IP-адрес, транслируется содержимое страниц сайта, расположенного на нем. Тут вы можете возразить, и сказать, что внешне адреса сайтов совсем не похожи на обычные IP-адреса компьютеров (4 группы цифр, разделенные точками). Дело в том, что для удобства сайтам присваиваются доменные имена, состоящее из цифробуквенных символов (например, www.chaynikam.info), которые заменяют реальные IP-адреса. Когда кто-то вводит доменное имя в адресную строку своего браузера, он попадает сначала на специальный сервер, который уже и перенаправляет пользователя на IP-адрес сайта, соответствующий этому доменному имени. В примере про телефоны это аналог телефонной АТС. При этом, на тот же сайт можно попасть минуя эту АТС, введя в адресную строку вместо доменного имени сайта его IP-адрес. Не верите – убедитесь сами: переход по адресам www.mail.ru и http://94.100.191.202 приносит один и тот же результат – открытие главной страницы сайта Mail.ru (с другими сайтами ситуация такая же). Система доменных имен на английском звучит как DNS (Domain Name System). Поэтому указанные выше сервера, исполняющие функции АТС, называют DNS-серверами. Эти сервера, коих в Интернете достаточно много, взаимодействуют между собой, составляя единую иерархическую структуру.Система доменных имен Интернета также строго иерархична. Имя любого сайта принадлежит к определенной доменной зоне (домену 1 уровня), например, ru, ua, info, com, org и др. Владельцы сайтов не могут изменить или создать их. В каждой доменной зоне существуют тысячи доменных имен 2 уровня, состоящих из названия, выбранного его владельцем из возможных не занятых другими вариантов, а также домена 1 уровня, к которому оно принадлежит (например, chaynikam.info). Чаще всего сайты имеют доменные имена 2 уровня. За регистрацию таких имен с их владельцев взимается определенная плата (размеры зависят от доменной зоны, в среднем 5-50 дол США за 1 год). Бывают также доменные имена 3 уровня, состоящие из еще одного названия, присоединенного к домену 2 уровня (например, tva.jino.ru). Домены третьего уровня, как правило, бесплатны и создаются хостинговыми компаниями для своих клиентов в рамках собственного доменного имени 2 уровня. В нашем примере хостинговая компания jino.ru предоставила для сайта своих клиентов бесплатный домен 3 уровня tva.jino.ru.Сайт – совокупность взаимосвязанных страниц, содержащих текстовую и графическую информацию. Страницы эти создаются с использованием специальных языков, простейшим и основным из которых является HTML (язык гипертекстовой разметки документов). Овладеть им и создать собственный сайт может любой. Существует много инструкций для начинающих. Самая доходчивая и последовательная из тех, которые встречались автору, находится на сайте www.postroika.ru. Используя только HTML особых изысков в дизайне сайта добиться сложно. Понадобится знание еще как минимум каскадных таблиц стилей CSS и желательно некоторых более сложных языков. Но изучать их нужно только после овладения HTML. Разместить сайт в Интернете бесплатно также может любой, используя бесплатный хостинг (легко найти, используя Яндекс или Гугл) и доменное имя 3 уровня. Для этого нужно выгрузить созданный сайт с локального (своего) компьютера на сервер в свою ячейку. Более подробную информацию о создании сайта можно найти на странице www.chaynikam.info/sozdaysayt.html, а также здесь и здесь в разделе "Создание и продвижение сайтов". Совокупность всех сайтов Интернета - это воплощение сервиса World Wide Web (WWW) - системы взаимосвязей (гиперссылок и др.), которыми все сетевые ресурсы объединены в единое информационное пространство. Нажимая на ссылку, пользователь переходит на страницу другого сайта, оттуда – на следующую и т.д. WWW – это наиболее развитая часть всемирной паутины, ее интерфейс, через который чаще всего осуществляется доступ в глобальную информационную среду. Кроме www, в Интернете реализованы другие сервисы: электронная почта, передача данных по протоколу FTP, обмен текстовыми сообщениями в режиме реального времени (чат), потоковое мультимедиа и др. Но в большинстве случаев все эти сервисы тесно взаимосвязаны. Интернет возник не сразу, а создавался постепенно. Сегодня он продолжает совершенствоваться и развиваться, растет скорость передачи данных, разрабатываются новые сервисы и т.д. У Интернета нет границ (это всемирная сеть) и одного конкретного собственника. Его нельзя полностью выключить, поскольку физически он состоит из сетей, находящихся в разных странах. Контролируя провайдеров (субъектов, осуществляющих подключение этих локальных сетей к глобальной сети), можно обеспечить контроль над частью Интернета (запретить посещение отдельных сайтов и т.д.) или в определенной местности отключить его вообще. Но на такие радикальные меры большинство стран мира пока не решались.

www.chaynikam.info

Как устроена и как работает глобальная сеть интернет

Самой знаменитой глобальной сетью является Интернет, представляющий собой набор взаимосвязанных сетей, функционирующих как одна сеть. Основным каналом связи Интернета является последовательность сетей, организованных правительством США для взаимосвязи суперкомпьютеров ключевых научно-исследовательских лабораторий. Этот канал называется опорной сетью (backbone) и поддерживается Национальным научным фондом США (National Science Foundation).

Со времен организации первоначальной опорной сети, доступ к которой имели лишь ограниченное количество специальных пользователей, Интернет разросся в сеть, охватывающую весь мир и предоставляющую доступ миллионам простых пользователей.Для передачи по Интернету информация разбивается протоколом TCP/IP на пакеты необходимого размера. На пути к пункту назначения пакеты проходят через различные сети разных уровней. В зависимости от применяемой схемы маршрутизации отдельные пакеты могут передаваться в Интернете по разным маршрутам, а потом собираться в первоначальную последовательность по прибытию в пункт назначения.

В процессе перемещения пакета от источника к назначению он может пройти через несколько локальных сетей, региональных сетей, маршрутизаторов, повторителей, хабов, мостов и шлюзов. Региональные сети (midlevel network) — это просто сети, которые могут обмениваться информацией между собой без подключения к Интернету.

Повторитель (repeater) предотвращает затухание сигналов, усиливая и передавая дальше полученную информацию. Хабы соединяют компьютеры в сетевой сегмент, позволяя им взаимодействовать друг с другом. Мосты соединяют различные сети, позволяя выполнять межсетевую трансляцию данных. Специальный тип моста, называющийся шлюзом, преобразует сообщения для обмена между сетями разных типов (например, между сетям Windows и сетями Apple).

Поставщики интернет-услуг.

Доступ к Интернету отдельным пользователям и сетям предоставляется компаниями — поставщиками интернет-услуг (ISP, Internet Service Provide). Эти компании владеют блоками адресов Интернета, которые они могут назначать своим клиентам. Когда пользователь подключается к поставщику интернет-услуг, он подключается к его серверу, который в свою очередь подключен к Интернету посредством устройств, называющихся маршрутизаторами. Маршрутизатор представляет собой устройство, которое получает сетевые пакеты от узлов сети и определяет их адрес назначения в Интернете и самый лучший маршрут для доставки пакета по этому адресу. Маршрутизация осуществляется на основе известных каналов в Интернете и объема трафика на разных сегментах. После этого маршрутизатор передает пакет в точку доступа к сети (Network Access Point, NAP).

Сервисы, предоставляемые поставщиком интернет-услуг своим клиентам, включают в себя:

• средство интернет-идентификации в виде IP-адреса;

• услуги электронной почты через серверы POP3 и SMTP;

• службы новостей через серверы Usenet;

• маршрутизацию через серверы DNS.

IP-адрес.

Поставщики интернет-услуг предоставляют своим клиентам адреса для доступа в Интернет, которые называются адресами протокола IP или IP-адресами. IP-адрес однозначно идентифицирует пользователя в Интернете, позволяя ему получать различного рода информацию. Сейчас используются две версии адресации в Интернете: протокол IPv4 и протокол IPv6.

До 2000 года преобладающей версией является версия IPv4. В этой версии протокола IP каждому узлу сети выделяется числовой адрес в виде XXX.YYY.ZZZ.AAA, где каждая группа букв представляет трехзначное число в десятичном формате (или 8-битовое в двоичном). Этот формат называется десятичным представлением с разделительными точками (dotted decimal notation), а сама группа — октетом. Десятичные числа каждого октета получаются из двоичных чисел, с которыми работает аппаратное обеспечение. Например, сетевому адресу 10000111. 10001011. 01001001. 00110110 в двоичном формате соответствует адрес 135. 139. 073. 054 в десятичном формате.

IP-адрес состоит из адреса сети и адреса узла. Адрес сети идентифицирует всю сеть, а адрес узла — отдельный узел в этой сети: маршрутизатор, сервер или рабочую станцию. Локальные сети разбиваются на 3 класса: A, B, C. Принадлежность сети к определенному классу определяется сетевой частью IP-адреса.

• Адреса сетей А зарезервированы для крупных сетей. Для сетевой части адреса применяются первые 8 битов (слева), а для адреса узла — последние 24 бита IP-адреса. Первый (старший) бит первого октета сетевого адреса равен 0, а за ним следует любая комбинация остальных 7 битов. Соответственно, IP-адреса класса А занимают диапазон 001.х.х.х — 126.х.х.х, что позволяет адресацию 126 отдельных сетей, в каждой из которых будет около 17 млн. узлов.

Диапазон адресов 1 27.х.х.х зарезервирован для тестирования сетевых систем. Некоторые из этих адресов принадлежат правительству США для тестирования опорной сети Интернета. Адрес 127.0.0.1 зарезервирован для тестирования шины локальной системы.

• Адреса класса В назначаются сетям среднего размера. Значение первых двух октетов лежит в числовом диапазоне 128.x.x.x — 191.254.0.0. Это позволяет адресовать до 16384 разных сетей, каждая из них может иметь 65 534 узлов.

• Адреса класса С применяются для сетей, где количество узлов сравнительно невелико. Сетевая часть адреса указывается первыми тремя октетами, а адрес сети — последним. Значение первых трех октетов, определяющих сетевой адрес, может быть в диапазоне 192.x.x.x — 223.254.254.0. Таким образом, адреса класса С позволяют адресацию приблизительно 2 млн. сетей, каждая из них может иметь до 254 узлов.

Версия IPv6 протокола IP была разработана с целью решения ожидаемой проблемы нехватки адресов, поддерживаемых версией IPv4. Адреса назначения и источника в IPv6 имеют длину 128 бит или 16 байт, что позволяет поддерживать громадное количество IP-адресов. Протокол IPv6 также предусматривает проверку подлинности отправителя пакета, а также шифрование содержимого пакета. Поддержка протокола IPv6 встроена в Windows 7 и во многие дистрибутивы Linux; и в последние годы этот протокол применяется все чаще. Протокол IPv6 обеспечивает поддержку мобильных телефонов, бортовых компьютеров автомобилей и широкий круг других подключенных к Интернету персональных устройств.

Адреса IPv6 записываются в виде восьми групп четырехзначных шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточием: 2001: 0db8: 00a7: 0051: 4dc1: 635b: 0000: 2ffe. Нулевые группы могут представляться двойным двоеточием. Но адрес не может содержать больше двух последовательных двоеточий. Для удобства ведущие нули могут опускаться. При использовании в качестве URL-адреса IPv6-адрес необходимо заключать в квадратные скобки — http://[2001 : 0db8: 00a7: 0051 : 4dc1 : 635b: 0000:2ffe].

Подсети.

Узлы секций сети можно сгруппировать в подсети с общим диапазоном IP-адресов. Эти группы называются интрасетями. Каждый сегмент интрасети должен быть оснащен защитным шлюзом, играющим роль точки входа и выхода сегмента. Обычно роль шлюза играет устройство, называющееся маршрутизатором. Маршрутизатор — это интеллектуальное устройство, которое пересылает полученные данные на IP-адрес получателя.

В некоторых сетях в качестве внешнего шлюза применяется сетевой экран или, по-другому, брандмауэр (firewall). Обычный брандмауэр представляет собой комбинацию аппаратных и программных компонентов, создающих защитный барьер между сетями с разными уровнями безопасности. Администратор может настроить брандмауэр так, что он будет пропускать данные только на указанные IP-адреса и порты.

Для создания подсети маскируется сетевая часть IP-адреса узлов, которые нужно включить в данную подсеть. В связи с этим, мобильность данных ограничивается узлами подсети, так как эти узлы могут распознавать адреса только в пределах замаскированного диапазона. Для создания подсети существуют три основные причины.

  • Чтобы изолировать разные сегменты сети друг от друга. Возьмем, например, сеть из 1 000 компьютеров. Без применения сегментации данные каждого из этих 1 000 компьютеров будут проходить через все остальные компьютеры. Представьте себе нагрузку на канал связи. Кроме этого, каждый пользователь сети будут иметь доступ к данным всех других ее членов.
  • Чтобы эффективно использовать IP-адреса. Применение 32-битового представления IP-адреса допускает ограниченное количество адресов. Хотя 126 сетей, каждая с 17 млн. узлов, может казаться большим числом, в мировом сетевом масштабе этого количества адресов далеко не достаточно.
  •  Чтобы позволить повторное использование одного IP-адреса сети. Например, разделение адресов класса С между двумя расположенными в разных местах подсетями позволяет выделить каждой подсети половину имеющихся адресов. Таким образом, обе подсети могут использовать один адрес сети класса С.

Чтобы создать подсеть, нужно заблокировать числами какие-либо или все биты октета IP-адреса. Например, маска со значением 255 блокирует весь октет, а маска со значением 254 блокирует всё, кроме одного адреса октета. Для сетей класса А обычно применяется маска 255. 0. 0. 0, для сетей класса В — маска 255 .255.0 .0, а для сетей класса С — маска 255. 255. 255. 0. Чтобы узнать адрес сети, нужно выполнить побитовую операцию логического «И» с IP-адресом и маской. В Windows 2000/XP значение по умолчанию маски сети вводится автоматически при вводе IP-адреса.

 

us-it.ru

Структура сети Интернет: основные принципы работы

Сегодня Интернетом никого не удивишь. Доступ в эту сеть ежедневно осуществляет огромное количество пользователей. По данным 2015 года, количество подключенных юзеров превысило 3,3 миллиарда. Правда, далеко не все знают, что представляет собой структура информационных ресурсов сети Интернет в техническом плане. Большинству это, в общем-то, и не нужно. Однако основы, заложенные в принципы функционирования Всемирной паутины, хотя бы на начальном уровне знать все-таки нужно.

Что такое Интернет в современной интерпретации

Вообще, когда идет речь о современном Интернете, достаточно часто вместо этого употребляется понятие Всемирной паутины или Сети, в которую объединены компьютеры со всех концов мира.

В общем-то верно, но здесь следует сделать одно уточнение. Как известно, ни один компьютер напрямую к Интернету не подключается, только через поставщика услуг, к которому присоединено еще Бог знает сколько других терминалов или мобильных устройств. Получается, что все они объединены в одну сеть. И в этом смысле Интернет называют «сетью сетей».

Действительно, структура сети Интернет строится на объединении, так сказать, подсетей и имеет высокотехнологическую иерархию. Кроме того, обращение к тому или иному ресурсу невозможно представить себе без маршрутизатора, который способен выбирать оптимальный путь для ускоренного доступа к заданному ресурсу.

И вот что интересно. У Интернета как такового нет владельца, а сама сеть является скорее виртуальным пространством, которое с каждым днем воздействует на человека все больше и больше, порой даже заменяя реальность. Плохо это или хорошо, не нам судить. Но остановимся на основных аспектах построения и функционирования Всемирной паутины.

Структура глобальной сети Интернет: история появления и развития

Таким, каким мы его знаем сегодня, Интернет был не всегда. Если копнуть в историю, следует отметить, что первые попытки создания единой информационной сети, которая бы могла не только передавать данные, но и служить в некотором роде «переводчиком» множества языков программирования для восприятия информации, были предприняты еще в далеком 1962 году, в самый разгар «холодной войны» между США и СССР. Тогда и появилась программа на основе теории коммутации пакетов для передачи данных Леонарда Клейнрока, которой руководил Джозеф Ликлайдер. Главным направлением стала не только передача информации, но и ее «неуничтожаемость».

На основе этих разработок в 1969 году и возникла первая сеть, получившая название ARPANet, ставшая прародительницей Интернета, или World Wide Web. В 1971 году была разработана первая программа для отправки и приема электронной почты, к 1973 году, когда был продолжен евроатлантический кабель, сеть стала международной, в 1983 году перешла на унифицированный протокол TCP/IP, в 1984 году появилась технология IRC, позволявшая общаться в чате. И только к 1989 году в ЦЕРНе созрела идея создания глобальной паутины, которую сейчас и принято называть Интернетом. Конечно, ей было далеко до модели, использующейся сейчас, тем не менее некоторые основные принципы, которые включает в себя структура сети Интернет, и до сих пор остались неизменными.

Инфраструктура Всемирной паутины

Теперь давайте посмотрим, каким же образом удалось объединить отдельные компьютерные терминалы и сети на их основе в единое целое. Ключевым принципом стало использование пакетной передачи данных при помощи маршрутизации на основе универсального протокола, который был бы понятен любой машине. То есть информация не представляется в виде отдельных битов, байтов или символов, а передается в виде форматированного блока (пакета), который может содержать достаточно длинные комбинации различных последовательностей.

Однако сама передача происходит не как попало. При этом иерархическая структура и ресурсы сети Интернет имеют несколько основных уровней:

  • Магистраль (система высокоскоростных серверов, соединенных между собой).
  • Крупные сети и точки доступа, подключенные к основной магистрали.
  • Региональные сети рангом ниже.
  • Интернет-провайдеры, предоставляющие услуги доступа (ISP).
  • Конечные пользователи.

Структура информации в сети Интернет такова, что терминалы, на которых она хранится, называются серверами, а пользовательские (считывающие или принимающие ее, а также отправляющие обратные отклики и потоки) машины – рабочими станциями. Передача же самой информации, как уже говорилось выше, осуществляется на основе маршрутизаторов. Но такая схема представлена исключительно для простоты понимания вопроса. На самом деле все гораздо сложнее.

Основные протоколы

Теперь мы подходим к одному из ключевых понятий, без которого невозможно представить, что собой представляет структура сети Интернет. Это универсальные протоколы. Сегодня их существует достаточно много, однако основным для Интернета является TCP/IP.

При этом нужно четко разграничивать два термина. Протокол IP (межсетевой) является одним из средств маршрутизации, то есть отвечает исключительно за доставку пакетов данных, но никоим образом не несет ответственности за целостность и безопасность передаваемой информации. Протокол TCP, наоборот, является средством обеспечения сеансовой связи между отправителем и получателем на основе логического соединения между двумя точками с так называемой гарантированной доставкой пакетов, причем абсолютно в неповрежденном виде.

Сегодня TCP/IP является стандартом Интернета де-факто, хотя существует и множество других протоколов, например UDP (транспортный), ICMP и RIP (маршрутизаторы), DNS и ARP (идентификационные для сетевых адресов), FTP, HTTP, NNTP и TELNET (прикладные), IGP, GGP и EGP (шлюзовые), SMTP, POP3 и NFS (почтовые и протоколы доступа к файлам на удаленных терминалах) и т.д.

Система доменных имен

Отдельно следует отметить универсальный подход при доступе к ресурсам. Понятно, что писать адрес страницы вроде 127.11.92.785, чтобы попасть на нужный ресурс, не так-то и удобно (а тем более запоминать все эти комбинации). Поэтому в свое время была разработана уникальная доменная система имен, позволявшая вводить адрес в том виде, как мы его сегодня видим (на английском языке).

Но и тут есть своя собственная иерархия. В ней тоже различают несколько уровней. К примеру, к международным доменам верхнего уровня относятся ресурсы, независимые от идентификатора страны (GOV – правительственные, COM – коммерческие, EDU – образовательные, NET – сетевые, MIL – военные, ORG – общие организационные, не относящиеся ни к одному из вышеперечисленных типов).

Далее следуют доменные имена ресурсов, в которых явным образом указывается идентификатор страны. Например, US – США, RU – Россия, UA – Украина, DE – Германия, UK – Великобритания и т. д. Кроме того, такие домены имеют свои собственные подуровни вроде COM.UA, ORG.DE и т. д. В свою очередь, и здесь можно найти более четкую привязку на уровнях рангом ниже (KIEV.UA, KIEV.COM.UA и т. д.). Иными словами, при взгляде на адрес можно сразу же определить не только страну, но и территориальную принадлежность ресурса внутри нее.

Основные сервисы Интернета

Что же касается сервисов, которые сегодня можно найти в Интернете, в своих категориях они разделяются на электронную почту, новости и рассылки, файообменные сети, электронные платежные системы, Интернет-радио и телевидение, веб-форумы, блоги, социальные сети, Интернет-магазины и аукционы, образовательные проекты «Вики», видео- и аудио-хостинги и т. д. Поскольку в последнее время социальные сети стали наиболее популярными, остановимся на их структуре.

Структура социальных сетей Интернета

Общим признаком такого онлайн-сообщества является независимость от территориального положения или гражданства. Каждый пользователь создает собственный профайл (образ, место жительства в Сети, как хотите это назовите), а общение осуществляется при помощи системы передачи мгновенных сообщений, но не посредством чата, а в приватном режиме. С чатом можно сравнить разве что систему комментариев. Кроме того, любой зарегистрированный житель такого сообщества может оставлять так называемые посты, делиться с общественностью какими-то материалами или ссылками на другие издания и т. д.

Структура сети Интернет такова, что при задействовании определенных протоколов, вроде TCP/IP и IRC, все это делается совершенно элементарно. Главное условие – регистрация (создание логина и пароля для входа), а также указание хотя бы минимальной информации о себе.

Неудивительно, что персональные сайты и чаты медленно, но уверенно уходят в небытие. Даже некогда популярные «звонилки» вроде ICQ или QIP не выдерживают никакой конкуренции, ведь у социальных сетей возможностей гораздо больше.

fb.ru

2.4. Структура и основные принципы работы Интернета

Структурно сеть Интернет организована в соответствии с проек­том телекоммуникационной сети, предложенным в 1962 г. Paul Baran (Rand Corporation). Проект не предусматривал центрального коммутационно-диспетчерского пункта, а исходная теоретическая предпосылка заключалась в том, что связь между двумя узлами этой сети абсолютно ненадежна. Сообщения, предназначенные для пе­редачи, разбивались на куски и помещались в так называемые паке­ты. Каждый пакет помечался адресом получателя и отправителя. Пакеты рассылались по сети в различных направлениях, при дости­жении адресата собирались вместе и восстанавливались в исходное сообщение.

Как и любая другая сеть, Интернет состоит из множества компь­ютеров, соединенных между собой линиями связи, и установленно­го на этих компьютерах программного обеспечения.

Тип программного обеспечения определяется идеологией, на­зываемой клиент/сервером, которая составляет основу всех серви­

действия трех элементов: клиента, сервера, сети Интернет, которая передает запрос клиента серверу и ответ сервера — клиенту.

Под понятием «клиент» подразумевают программы, при помо­щи которых индивидуальный пользователь обращается к тому или иному сервису сети Интернет. «Сервер» сегодня имеет несколько значений. Это может быть программа, которая предоставляет кли­ентам различные данные, компьютер, на котором выполняется эта программа, или же сочетание компьютера и программы.

Пользователи Интернета подключаются к сети через компьюте­ры специальных организаций, которые называются поставщиками услуг Интернета, или провайдерами.

К сети может быть подключен как отдельный компьютер, так и локальная сеть. Считается, что к Интернету подсоединены все ком­пьютеры данной локальной сети, если с Интернетом соединен хотя бы один компьютер этой сети.

Соединение может быть постоянным или временным. Поставщики услуг Интернета имеют множество линий для подключения пользова­телей и высокоскоростные линии связи с остальной частью Интернета. Мелкие поставщики подключены к более крупным поставщикам услуг Интернета, которые в свою очередь имеют связь с другим поставщи­ком. Все организации, соединенные между собой скоростными линия­ми связи, образуют базовую часть сети, или хребет Интернета.

Компьютеры, подключенные к Интернету, называют узлами.

Изучение принципов передачи информации в сети сопряжено с двумя понятиями: адрес и протокол. Свой уникальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету.

Протокол — это правила, предписанные компьютерам для работы в сети Интернет. В одном протоколе описать все правила взаимодей­ствия компьютеров невозможно. Поэтому сетевые протоколы строят­ся по многоуровневому принципу. На нижнем уровне используются два основных протокола: IP-Internet Protocol (Протокол Internet) и TCP-Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей).

Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых пакетов.

Протокол TCP является протоколом высшего уровня, который отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети. TCP-протокол делит длинные сообщения на несколько пакетов, каждый из которых затем помещается в TCP-конверт и после этого в IP-конверт. Каждый

TCP-конверт помечается определенным образом, чтобы после раз­бивки сообщение вновь можно было собрать в единое целое.

Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объеди­няют, говоря, что в Интернете базовым является протокол TCP/IP.

Для однозначного определения компьютера в Интернете применя­ется система адресов, называемая IP-адресами. Адреса компьютеров в Интернете состоят из разделенных точками четырех чисел, каждое из которых не превышает 256. Например: 194.85.26.130.

Числовые адреса используются компьютерами для связи между машинами, но они неудобны для запоминания и использования людьми. Поэтому в Интернете поддерживается система имен доме­нов (Domain Name System — DNS), в которой каждому компьютеру наряду с IP-адресом присваивается уникальное имя. Например, вы­шеприведенному адресу соответствует доменное имя dep-86.berc.rssi.ru. Компьютеры при пересылке используют цифровые адреса, а пользо­ватели применяют доменные имена. Несмотря на отсутствие центра управления Интернета, есть организации, занимающиеся провер­кой и выдачей адресов.

В основе системы доменных имен лежит иерархический прин­цип. Имя строится из нескольких элементов, между которыми ста­вятся точки. Читается имя справа-налево. Так самым старшим эле­ментом в приведенном примере является домен ru, ему подчинен доменrssi, который, в свою очередь, имеет в подчинении доменЬегс и т.д.

Система имен доменов имеет четко выраженный региональный характер. Обычно последним (самым старшим) элементом в списке является двухсимвольный код страны. Например: ru — Россия, ua — Украина, su — бывший Советский Союз, са — Канада, us — США, uk — Великобритания, de — Германия, jp — Япония. В связи с тем, что Интернет создавался на основе сетей США, код этой страны по традиции опускается. Вместо него указываются крупные группы:

net — сетевые ресурсы;

edu — образовательные организации;

com — коммерческие организации;

mil — военные организации;

gov — государственные организации;

org — прочие организации.

Обычно название домена второго уровня соответствует назва­нию фирмы или организации, либо подчеркивает назначение сервера. Например, www.microsoft.com. Здесь в качестве имени домена второго уровня указано название корпорации Microsoft. Такая схема построения имен упрощает их запоминание, а иногда дает возмож­ность просто угадать имя нужного сервера. Так, по аналогии, на­пример, можно выйти на Web-сервер компании IBM: www.ibm.com.

При работе в Интернете используются не просто доменные име­на, а универсальные указатели ресурсов URL (Uniform Resourse Locator). URL-адрес — это адрес любого ресурса в Интернете с ука­занием того, с помощью какого протокола к нему следует обращать­ся. Иными словами, в указателе кроме собственно адреса имеются сведения, какую программу следует запустить на сервере и к какому файлу следует обратиться. Например:

http:// указатель на гипертекстовую страницу;

ftp:// указатель на доступ черезFTP;

file:// указатель на файл;

gopher:// указатель на ресурсы Gopher.

Приведем несколько примеров, содержащих полные ссылки на гипертекстовые страницы ряда организаций:

http://www.microsoft.com — корпорация Microsoft;

http://www.gni.mos.ru — налоговая инспекция г. Москвы;

http://www.rbc.ru — Росбизнесконсалтинг;

http://www.whitehouse.gov — США, Белый дом.

Все имена, приведенные здесь, начинаются на аббревиатуру WWW, что говорит о гипертекстовом характере материала, поэтому при вводе этих имен протокол HTTP можно не указывать, он подразумевается. Например, www.rea.ru.

Часто адрес дополняется символами, записанными после имени домена старшего уровня через косую черту «/». Это дальнейшая де­тализация адреса ресурса в Интернете. Обычно это имя каталога им указанном сервере и, возможно, имя конкретного файла. Так, адрес www.microsoft.com/ru указывает на каталог ru на Web-сервере корпорации Microsoft.

Построение почтовых адресов в Интернете имеет свои особенности. Как ранее отмечалось, адрес электронной почты принято называть E-mail. Он включает в себя имя конкретного пользователи, знак @ и несколько сегментов, разделенных точками, как в ссылках на WWW-страницы. Например, адрес службы технической поддержки одного из популярных в Москве провайдеров выгляди! следующим образом: [email protected]

В данном случае в качестве имени использовано слово support, a местом расположения почтового ящика является серверmtu.ru.

Обычно пользователи создают почтовые ящики у того провай­дера, через которого они подключаются к Интернету. Как правило, один почтовый ящик предоставляется бесплатно, а за каждый сле­дующий уже нужно платить. Имя ящика и пароль доступа к нему пользователь назначает самостоятельно. Рекомендуется выбирать оригинальные, но не очень длинные имена. Иногда провайдер дает собственные рекомендации по построению имен.

Существуют серверы, где можно бесплатно открыть почтовый ящик. Очень популярным сервером подобного рода является узел с именем www.hotmail.com. Многие открывают здесь почтовые ящи­ки в дополнение к основному. Часто удобно иметь несколько элек­тронных адресов и использовать их в различных целях. Так, оставив свой электронный адрес в неподходящем месте, можно оказаться в потоке рекламы, которой вас просто завалят. В такой ситуации луч­ше оставить «запасной» адрес электронной почты.

studfiles.net

Протокол TCP/IP или как работает Интернет (для чайников)

В основе работы глобальной сети Интернет лежит  набор (стек) протоколов TCP/IP. Но эти термины лишь на первый взгляд кажутся сложными. На самом деле стек протоколов TCP/IP — это простой набор правил обмена информацией, и правила эти на самом деле вам хорошо известны, хоть вы, вероятно, об этом и не догадываетесь. Да, все именно так, по существу в принципах, лежащих в основе протоколов TCP/IP, нет ничего нового: все новое — это хорошо забытое старое.

Человек может учиться двумя путями:

  1. Через тупое формальное зазубривание шаблонных способов  решения  типовых задач (чему сейчас в основном и учат в школе). Такое обучение малоэффективно. Наверняка вам приходилось наблюдать панику и полную беспомощность бухгалтера при смене версии офисного софта - при малейшем изменении последовательности кликов мышки, требуемых для выполнения привычных действий. Или  приходилось видеть человека, впадающего в ступор при изменении интерфейса рабочего стола? 
  2. Через понимание сути проблем, явлений, закономерностей. Через понимание принципов построения той или иной системы. В этом случае обладание энциклопедическими знаниями не играет большой роли - недостающую информацию легко найти. Главное - знать, что искать. А для этого необходимо не формальное знание предмета, а понимание сути.

В этой статье я предлагаю пойти вторым путем, так как понимание принципов, лежащих в основе работы Интернета, даст вам возможность чувствовать себя в Интернете уверенно и свободно — быстро  решать возникающие проблемы, грамотно формулировать проблемы и уверенно общаться с техподдержкой.

Итак, начнем.

Принципы работы интернет-протоколов TCP/IP по своей сути очень просты и сильно напоминают работу нашей советской почты.

Вспомните, как работает наша обычная почта. Сначала вы на листке пишете письмо, затем кладете его в конверт, заклеиваете, на обратной стороне конверта пишете адреса отправителя и получателя, а потом относите в ближайшее почтовое отделение. Далее письмо проходит через цепочку почтовых отделений до ближайшего почтового отделения получателя, откуда оно тетей-почтальоном доставляется до по указанному адресу получателя и опускается в его почтовый ящик (с номером его квартиры) или вручается лично. Все, письмо дошло до получателя. Когда получатель письма захочет вам ответить, то он в своем ответном письме поменяет местами адреса получателя и отправителя, и письмо отправиться к вам по той же цепочке, но в обратном направлении.

На конверте письма будет написано примерно следующее:

Адрес отправителя: От кого: Иванов Иван Иванович Откуда: Ивантеевка, ул. Большая , д. 8, кв. 25 Адрес получателя: Кому: Петров Петр Петрович Куда: Москва, Усачевский переулок, д. 105, кв. 110

Теперь мы готовы рассмотреть взаимодействие компьютеров и приложений в сети Интернет (да и в локальной сети тоже). Обратите внимание, что аналогия с обычной почтой будет почти полной.

Каждый компьютер (он же: узел, хост) в рамках сети Интернет тоже имеет уникальный адрес, который называется IP-адрес (Internet Protocol Address), например: 195.34.32.116. IP адрес состоит из четырех десятичных чисел (от 0 до 255), разделенных точкой. Но знать только IP адрес компьютера еще недостаточно, т.к. в конечном счете обмениваются информацией не компьютеры сами по себе, а приложения, работающие на них. А на компьютере может одновременно работать сразу несколько приложений (например почтовый сервер, веб-сервер  и пр.). Для доставки обычного бумажного письма недостаточно знать только адрес дома — необходимо еще знать номер квартиры. Также и каждое программное приложение имеет подобный номер, именуемый номером порта. Большинство серверных приложений имеют стандартные номера, например: почтовый сервис привязан к порту с номером 25 (еще говорят: «слушает» порт, принимает на него сообщения), веб-сервис привязан к порту 80, FTP - к порту 21 и так далее.

Таким образом имеем следующую практически полную аналогию с нашим обычным почтовым адресом:

"адрес дома" = "IP компьютера" "номер квартиры" = "номер порта"

В компьютерных сетях, работающих по протоколам TCP/IP, аналогом бумажного письма в конверте является пакет, который содержит собственно передаваемые данные и адресную информацию — адрес отправителя и адрес получателя, например:

Адрес отправителя (Source address): IP: 82.146.49.55 Port: 2049 Адрес получателя (Destination address): IP: 195.34.32.116 Port: 53 Данные пакета: ...

Конечно же в пакетах также присутствует служебная информация, но для понимания сути это не важно.

Обратите внимание, комбинация: "IP адрес и номер порта" - называется  "сокет".

В нашем примере мы с сокета 82.146.49.55:2049 посылаем пакет на сокет 195.34.32.116:53, т.е. пакет пойдет на компьютер, имеющий IP адрес 195.34.32.116, на порт 53. А порту 53 соответствует сервер распознавания имен (DNS-сервер), который примет этот пакет. Зная адрес отправителя, этот сервер  сможет после обработки нашего запроса сформировать ответный пакет, который пойдет в обратном направлении на сокет отправителя 82.146.49.55:2049, который для DNS сервера будет являться сокетом получателя.

Как правило взаимодействие осуществляется по схеме «клиент-сервер»: "клиент" запрашивает какую-либо информацию (например страницу сайта), сервер принимает запрос, обрабатывает его и посылает результат. Номера портов серверных приложений общеизвестны, например:  почтовый SMTP сервер «слушает» 25-й порт,  POP3 сервер, обеспечивающий чтение почты из ваших почтовых ящиков «слушает» 110-порт, веб-сервер - 80-й порт и пр.

Большинство программ на домашнем компьютере являются клиентами - например почтовый клиент Outlook, веб-обозреватели IE, FireFox и пр. 

Номера портов на клиенте не фиксированные как у сервера, а назначаются операционной системой динамически. Фиксированные серверные порты как правило имеют номера до 1024 (но есть исключения), а клиентские начинаются после 1024.

Повторение - мать учения: IP — это адрес компьютера (узла, хоста) в сети, а порт — номер конкретного приложения, работающего на этом компьютере.

Однако человеку запоминать цифровые IP адреса трудно - куда удобнее работать с буквенными именами. Ведь намного легче запомнить слово, чем набор цифр. Так и сделано - любой цифровой IP адрес можно связать с  буквенно-цифровым именем. В результате например вместо 82.146.49.55 можно использовать имя www.ofnet.ru.  А преобразованием доменного имени в цифровой IP адрес занимается сервис доменных имен — DNS (Domain Name System).

Рассмотрим подробнее, как это работает. Ваш провайдер явно (на бумажке, для ручной настройки соединения) или неявно (через автоматическую настройку соединения) предоставляет вам IP адрес сервера имен (DNS). На компьютере с этим IP адресом работает приложение (сервер имен), которое знает все доменные имена в Интернете и соответствующие им цифровые IP адреса. DNS-сервер «слушает» 53-й порт, принимает на него запросы и выдает ответы, например:

Запрос от нашего компьютера: "Какой IP адрес соответствует имени www.ofnet.ru?" Ответ сервера: "82.146.49.55."

Теперь рассмотрим, что происходит, когда в своем браузере вы набираете доменное имя (URL) этого сайта (www.ofnet.ru) и, нажав <enter>, в ответ от веб-сервера получаете страницу этого сайта.

Например:

IP адрес нашего компьютера: 91.76.65.216 Браузер: Internet Explorer (IE), DNS сервер (стрима): 195.34.32.116 (у вас может быть другой), Страница, которую мы хотим открыть: www.ofnet.ru.

Набираем в адресной строке браузера доменное имя www.ofnet.ru и жмем <enter>. Далее операционная система производит примерно следующие действия:

Отправляется запрос (точнее пакет с запросом) DNS серверу на сокет 195.34.32.116:53. Как было рассмотренно выше, порт 53 соответствует DNS-серверу - приложению,  занимающемуся распознаванием имен. А DNS-сервер, обработав наш запрос, возвращает IP-адрес, который соответствует введенному имени.

Диалог примерно следующий:

- Какой IP адрес соответствует имени www.ofnet.ru? - 82.146.49.55.

Далее наш компьютер устанавливает соединение с портом 80 компьютера  82.146.49.55 и посылает запрос (пакет с запросом) на получение страницы www.ofnet.ru. 80-й порт соответствует веб-серверу. В адресной строке браузера 80-й порт как правило не пишется, т.к. используется по умолчанию, но его можно и явно указать после двоеточия - http://www.ofnet.ru:80.

Приняв от нас запрос, веб-сервер обрабатывает его и в нескольких пакетах посылает нам страницу в на языке HTML - языке разметки текста, который понимает браузер.

Наш браузер, получив страницу, отображает ее. В результате мы видим на экране главную страницу этого сайта.

Зачем эти принципы надо понимать?

Например, вы заметили странное поведение своего компьютера - непонятная сетевая активность, тормоза и пр. Что делать? Открываем консоль (нажимаем кнопку «Пуск» - «Выполнить» - набираем cmd - «Ок»). В  консоли набираем команду netstat -anи жмем <Enter>. Эта утилита отобразит список установленных соединений между сокетами нашего компьютера и сокетами удаленных узлов. Если мы видим в колонке «Внешний адрес» какие-то чужие IP адреса, а через двоеточие 25-й порт, что это может означать? (Помните, что 25-й порт соответствует почтовому серверу?) Это означает то, что ваш компьютер установил соединение с каким-то почтовым сервером (серверами) и шлет через него какие-то письма. И если ваш почтовый клиент (Outlook например) в это время не запущен, да если еще таких соединений на 25-й порт много, то, вероятно, в вашем компьютере завелся вирус, который рассылает от вашего имени спам или пересылает номера ваших кредитных карточек вкупе с паролями злоумышленникам.

Также понимание принципов работы Интернета необходимо для правильной настройки файерволла (проще говоря брандмауэра :)). Эта программа (которая часто поставляется вместе с антивирусом), предназначенна для фильтрации пакетов - "своих" и "вражеских". Своих пропускать, чужих не пущать. Например, если ваш фаерволл сообщает вам, что некто хочет установить соединение с каким-либо портом вашего компьютера. Разрешить или запретить?

Ну и самое главное — эти знания крайне полезны при общении с техподдержкой.

Напоследок приведу список портов, с которыми вам, вероятно, придется столкнуться:

135-139 — эти порты используются Windows для доступа к общим ресурсам компьютера — папкам, принтерам. Не открывайте эти порты наружу, т.е. в районную локальную сеть и Интернет. Их следует закрыть фаерволлом. Также если в локальной сети вы не видите ничего в сетевом окружении или вас не видят, то вероятно это связано с тем, что фаерволл заблокировал эти порты. Таким образом для локальной сети эти порты должны быть открыты, а для Интернета закрыты. 21 — порт FTP сервера. 25 — порт почтового SMTP сервера. Через него ваш почтовый клиент отправляет письма. IP адрес SMTP сервера и его порт (25-й) следует указать в настройках вашего почтового клиента. 110 — порт POP3 сервера. Через него ваш почтовый клиент забирает письма из вашего почтового ящика. IP адрес POP3 сервера и его порт (110-й) также следует указать в настройках вашего почтового клиента. 80 — порт WEB-сервера. 3128, 8080 — прокси-серверы (настраиваются в параметрах браузера).

Несколько специальных IP адресов:

127.0.0.1 — это localhost, адрес локальной системы, т.е. локальный адрес вашего компьютера. 0.0.0.0 - так обозначаются все IP-адреса. 192.168.xxx.xxx — адреса, которые можно произвольно использовать в локальных сетях, в глобальной сети Интернет они не используются. Они уникальны только в рамках локальной сети. Адреса из этого диапазона вы можете использовать по своему усмотрению, например, для построения домашней или офисной сети.

Что такое маска подсети и шлюз по умолчанию (роутер, маршрутизатор)?

(Эти параметры задаются в настройках сетевых подключений).

Все просто. Компьютеры объединяются в локальные сети. В локальной сети компьютеры напрямую «видят» только друг друга. Локальные сети соединяются друг с другом через шлюзы (роутеры, маршрутизаторы). Маска подсети предназначена для определения — принадлежит ли компьютер-получатель к этой же локальной сети или нет. Если компьютер-получатель принадлежит этой же сети, что и компьютер-отправитель, то пакет передается ему напрямую, в противном случае пакет отправляется на шлюз по умолчанию, который далее, по известным ему маршрутам, передает пакет в другую  сеть, т.е. в другое почтовое отделение (по аналогии с советской почтой).

Напоследок рассмотрим что же означают непонятные термины:

TCP/IP — это название набора сетевых протоколов. На самом деле передаваемый пакет проходит несколько уровней. (Как на почте: сначала вы пишете писмо, потом помещаете в конверт с адресом, затем на почте на нем ставится штамп и т.д.).

IP протокол — это протокол так называемого сетевого уровня. Задача этого уровня — доставка ip-пакетов от компьютера отправителя к компьютеру получателю. По-мимо собственно данных, пакеты этого уровня имеют ip-адрес отправителя и ip-адрес получателя. Номера портов на сетевом уровне не используются. Какому порту, т.е. приложению адресован этот пакет, был ли этот пакет доставлен или был потерян, на этом уровне неизвестно — это не его задача, это задача транспортного уровня.

TCP и UDP — это протоколы так называемого транспортного уровня. Транспортный уровень находится над сетевым. На этом уровне к пакету добавляется порт отправителя и порт получателя.

TCP — это протокол с установлением соединения и с гарантированной доставкой пакетов. Сначала производится обмен специальными пакетами для установления соединения, происходит что-то вроде рукопожатия (-Привет. -Привет. -Поболтаем? -Давай.). Далее по этому соединению туда и обратно посылаются пакеты (идет беседа), причем с проверкой, дошел ли пакет до получателя. Если пакет не дошел, то он посылается повторно («повтори, не расслышал»).

UDP — это протокол без установления соединения и с негарантированной доставкой пакетов. (Типа: крикнул что-нибудь, а услышат тебя или нет — неважно).

Над транспортным уровнем находится прикладной уровень. На этом уровне работают такие протоколы, как http, ftp и пр. Например HTTP и FTP — используют надежный протокол TCP, а DNS-сервер работает через ненадежный протокол UDP.

Как посмотреть текущие соединения?

Текущие соединения можно посмотреть с помощью команды

netstat -an

(параметр n указывает выводить IP адреса вместо доменных имен).

Запускается эта команда следующим образом:

«Пуск» - «Выполнить» - набираем cmd - «Ок». В появившейся консоли (черное окно) набираем команду netstat -an и жмем <Enter>. Результатом будет список установленных соединений между сокетами нашего компьютера и удаленных узлов.

Например получаем:

Активные подключения
Имя Локальный адрес Внешний адрес Состояние
TCP 0.0.0.0:135 0.0.0.0:0 LISTENING
TCP 91.76.65.216:139 0.0.0.0:0 LISTENING
TCP 91.76.65.216:1719 212.58.226.20:80 ESTABLISHED
TCP 91.76.65.216:1720 212.58.226.20:80 ESTABLISHED
TCP 91.76.65.216:1723 212.58.227.138:80 CLOSE_WAIT
TCP 91.76.65.216:1724 212.58.226.8:80 ESTABLISHED
...

В этом примере 0.0.0.0:135 — означает, что наш компьютер на всех своих IP адресах слушает (LISTENING) 135-й порт и готов принимать на него соединения от кого угодно (0.0.0.0:0) по протоколу TCP.

91.76.65.216:139 — наш компьютер слушает 139-й порт на своем IP-адресе 91.76.65.216.

Третья строка означает, что сейчас установлено (ESTABLISHED) соединение между нашей машиной (91.76.65.216:1719) и удаленной (212.58.226.20:80). Порт 80 означает, что наша машина обратилась с запросом к веб-серверу (у меня, действительно, открыты страницы в браузере).

В следующих статьях мы рассмотрим, как применять эти знания, например общаясь с техподдержкой. 

www.ofnet.ru

Как устроен интернет мифы и реальность

Как устроен интернет и глобальная сеть

Содержание статьи

Добрый день, друзья! В прошлой статье, мы узнали, как появился интернет. Теперь, давайте разберем, как устроен интернет? У большинства людей по данному вопросу ошибочное мнение. Многие люди считают, что интернет – это просто цепь подключенных между собой компьютеров.

Это и правда, и нет. Интернет не просто сеть подключенных друг к другу компьютеров посредством различных кабельных сетей и телефонных линий. Это ещё и сервера, передающие информацию, и суперкомпьютеры, обрабатывающие, передающие и хранящие данную информацию и прочее.

Интернет, это набор сетей, которые функционируют, как одна. Это последовательность подобных сетей, которые появились в Америки, чтобы мегакомпьютеры различных университетов и исследовательских центров взаимодействовали между собой. Это опорная сеть, которую финансирует национальный научный фонд Америки.

Со времени первых линий, пользоваться которыми могло небольшое число людей, глобальная сеть переросла в сеть, которая, как паутина опутала весь мир. Теперь доступ к ней появился практически у каждого желающего подключиться человека.

Чтобы легче проходить по линиям сети, данные разбиваются специальным протоколом TCP/IP на пакеты нужного объёма. Когда данные пакеты идут к нужному месту, они идут по множеству различных сетей и уровней.

От одной точки до другой, подобные пакеты могут дойти разными путями. Чаще всего, выбирается ближайший. Но если отдельный сервер переполнен информацией или не функционирует, пакет может его обойти и прибыть в нужное место иным путём.

Такой пакет информации может проходить региональные сити, локальные, различные маршрутизаторы, хабы, повторители, шлюзы и мосты. Региональные сети отличаются от локальных тем, что имеют возможность передавать данные, без входа в интернет.

Повторитель занимается предотвращением потухания сигнала, повышая его и передавая далее данные, которые получил. Хабы занимаются соединением ПК в сеть, давая им возможность обмениваться информацией между собой.

Мосты занимаются соединением сетей, помогая им осуществлять передачу информации. Особый вид подобного моста, шлюз, занимается преобразованием сообщений среди сетей различных типов (к примеру, среди сетей Apple и Windows).

Кто поставляет услуги интернета

Предоставляют интернет людям компании поставщики, вроде Internet Service Provide. Таким компаниям принадлежат блоки адресов Internet. Они их предоставляют клиентам. Человек подсоединяет свой ПК к подобному поставщику, его тут же соединяет с сервером.

Сервер соединён с интернетом, благодаря устройствам, называющимися Маршрутизаторами. Маршрутизатор – это прибор, получающий информацию от узлов сети и определяющий её адрес назначения в сети и наиболее выгодный путь по доставке данных к нужному адресу.

Подобный маршрут происходит с помощью известных путей в Internet и объема трафика на различных частях сегмента. Затем, маршрутизатор отдаёт информацию в нужную точку сети – Network Access Point. Сервисы включают в себя:

  1. Электронную почту посредством серверов SMTP и POP
  2. Услугу идентификации компьютера благодаря IP адресу.
  3. Путь с применением серверов DNS.
  4. Услугу новостной службы благодаря сервирам Usenet.

 Как устроен интернет и его IP адрес

Я думаю, многие из вас знают, что такое IP адрес и для чего он нужен. Даже знают собственный IP. Но я всё же сделаю пояснения. Провайдеры дают своим клиентам IP адрес для соединения компьютеров с интернетом. Их ещё называют адреса протокола IP.

IP адрес проводит идентификацию ПК человека в интернете, давая ему возможность получать различные данные из глобальной сети. Я думаю, многие из вас знают, что большая часть пользователей используют протокол IPv4. Но всё больше людей переходят на протокол IPv6.

Как устроен интернет с адресом IPv4

В конце 20 века преобладал протокол IPv4. Данная версия IP даёт адрес вида – XXX.YYY.ZZZ.AAA. Группы символов представляют трехзначную цифру в десятичном формате. Число может быть 8 – битное и формат двоичный.

Он носит название – Десятичное представление с разделительными точками. Группа же называется – октет. Десятичные цифры образуются из двоичных. С двоичными работает система компьютера. К примеру, адрес 106.122.115.102 в десятичном будет выглядеть как 01101010. 01111010. 01110011. 01100110.

Не пытайтесь разобрать в этом суть и смысл. Есть специальные таблицы кодов. Кому интересно, как выглядит его IP в десятичном виде, он может это узнать по ссылке.

IP адрес включает в себя адрес узла и сети. Соответственно, адрес сети проводит идентификацию всей сети, а адрес узла – отдельного узла в данной сети: сервер, рабочую станцию или маршрутизатор. Локальную сеть делят на 3 класса: A,B,C. Сетевая часть IP определяет принадлежность сети к её классу.

 

 

Как устроен интернет три класса сетей

Класс А занят крупными сетями. Сетевая часть применяет 8 битов, узловая 24 бита IP. У старшего бита первый октет = 0. Далее, идёт комбинация из любых других семи битов. Отсюда, IP А класса имеет диапазон: 001.х.х.х-126.х.х.х. Это даёт возможность появлению 126 сетей или 17000000 узлов.

Класс В даётся среднего размера сетям. Суть начальных октетов находится в пределах 128.х.х.х – 191.254.0.0. что даёт возможность появления 16384 сетей. Любой из подобных сетей может принадлежать 65534 узлов.

Класс С нужен для сетей, число узлов которых довольно мало. Сетевой элемент состоит из первых трех октетов. Адрес же сети – октетом последним. Суть первых 3-х октетов находится в диапазоне 192.х.х.х – 223.254.254.0. Отсюда, к классу С относится около 2000000 сетей. Каждой из данных сетей может принадлежать 254 узлов.

Как устроен интернет с адресом IPv6

Я думаю, вам понятно, что протокол IPv6 создан из-за банальной нехватки IP адресов, т.к. число пользователей интернета значительно возросло. Данный адрес равен 128 битам и 16 байтам. Это значительно увеличивает число IP.

IPv6, кроме прочего, проверяет подлинность пакета отправителя, и шифрование подобного пакета. Данный протокол поддерживают ОС от Windows 7 до Windows 10 и часть дистрибутивов Linux. IPv6 в последнее время применяют всё больше. Также, мобильные телефоны поддерживают данный протокол, автомобильные компьютеры и прочие устройства.

IPv6 состоит из 8 групп четырехзначных шестнадцатеричных цифр, которые разделены двоеточием: 1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001. Что интересно, группы, где одни нули, могут писаться просто двоеточием, но не более двух двоеточий.

Иногда нули даже отпускаются. URL адрес такого вида обязательно заключается в квадратные скобочки: — http://[1045: 0аке: 4df3: 56uy: 0045: ert1: g56j: 0001].

Как устроен интернет подсети

Узлы сети группируются в подсети, их назвали интрасетями. Каждая часть интрасети должна иметь защитный шлюз, выполняющий роль точек для входа и выхода сегмента. Функцию шлюза выполняет прибор, называющийся – маршрутизатором.

Маршрутизатор представляет интеллектуальный прибор, пересылающий информацию получателю. Часть сетей в виде шлюза использует защитный сетевой экран, firewall (брандмауэр).

Firewall это комбинация различных компонентов, программных и аппаратных, которые создают барьер для защиты вашего ПК. Брандмауэр можно сравнить с дверью в интернет. Она может быть открытой для части программ, приоткрытой и закрытой. Именно firewall, а не антивирус не даёт попасть вирусу на компьютер. Поэтому, firewall должен быть установлен на каждом ПК. Антивирус же просто лечит уже зараженную систему. Наилучший вариант – это антивирус со встроенным файрволлом.

Можно провести настройку файрволла так, чтобы он пропускал информацию лишь на необходимые порты и адреса. Чтобы создать подсеть, маскируют сетевую часть IP адреса узла. Отсюда, мобильность информации ограничивают узлами подсети, т.к. данные узлы распознают адреса в определенном замаскированном диапазоне.

Причины создания подсети

  1. Эффективное использование IP адресов. Когда используют 32 битный адрес, получается ограниченное число адресов. На первый взгляд, 126 сетей и 17000000 узлов кажется приличным количеством, но, в глобальном масштабе это не много.
  2. Изоляция различных сегментов сети. К примеру, у сети имеется 1000 ПК. Если не применять сегментацию, информация пройдёт через все 1000 ПК. Можете представить, какую нагрузку в это время испытывает канал связи. Также, все пользователи сети получат доступ и информации всех её участников.
  3. Для повторного использования одного IP. К примеру, если разделить адреса класса С в двух местах подсети, можно дать каждой подсети одну вторую часть адресов сети. Отсюда, две подсети смогут применять один IP класса С.

Для создания подсети, необходима блокировка цифрами части или всех битов данного IP. К примеру, маска, имеющее значение 254 будет блокировать все адреса октета, кроме одного. Значение 255, заблокирует весь октет.

Чтобы создать подсеть класса А, подойдёт маска 255.0.0.0. Класса В – 255.255.0.0. Класса С 255.255.255.0. Чтобы узнать свой IP адрес, достаточно в поисковик ввести «Узнать IP адрес» и вы в течение секунды узнаете свой IP.

Что такое хостинги

Я забыл упомянуть про хостинги, где располагаются сайты, с которых мы получаем большинство информации. Хостинги — это тоже суперкомпьютеры, в которых, как в ячейках, находятся сайты. Хостинги также дают и получают информацию, точнее, это делают сайты и блоги, которые в них находятся. Даже Яндекс с Google находятся в суперкомпьютерах и имеют множество своих серверов по всему миру.

Рекордсмен в этом деле поисковая система Google. У неё по всему миру тысячи своих серверов и все они соединены между собой с помощью оптиковолоконных или просто телефонных линий. Это действительно похоже на гигантскую сеть (или паутину), которая опутала весь мир. Недаром, интернет называют Глобальной сетью! И удивительно, как быстро данная Глобальная сеть распространяется по всему миру!

Я надеюсь, теперь вам понятно, как устроен интернет. Успехов!

С уважением             Андрей Зимин                     20.11.2016 г.

 

 

НЕ ЖАДНИЧАЙ, ПОДЕЛИСЬ СТАТЬЁЙ С ДРУЗЬЯМИ, В СОЦИАЛЕ!

info-kibersant.ru

Как работает Интернет

Давайте, в общих чертах,  разберемся, как работает сеть Интернет.

Все компьютеры в сети Интернет грубо можно поделить на две группы – серверы и клиенты.

Серверы - это мощные, надежные компьютеры, работающие круглосуточно. Они постоянно подключены Интернету, способны хранить и пересылать информацию по запросу других компьютеров, отвечая при этом на десятки и сотни запросов одновременно.

Клиенты - это те персональные компьютеры пользователей Интернета, на которых можно составлять и посылать запросы к серверам, получать и отображать информацию. Часто такой компьютер не соединен с Интернетом постоянно, а подключается по мере необходимости.

Для подключения к Интернету мы обращаемся к услугам специальных организаций - провайдеров услуг Интернета.

Интернет-провайдер – это организация,  предоставляющая доступ к сети Интернет через свой Интернет-сервер. Компьютеры пользователей (клиенты) соединяются с сервером провайдера по телефонным линиям,  выделенному каналу или беспроводной сети. В свою очередь, серверы провайдера соединены с Интернетом постоянными высокоскоростными линиями связи.

На компьютерах пользователей Интернет стоит соответствующее программное обеспечение, например браузер, которое,  составляет и посылает запрос серверу, затем получает и отображает информацию на экране монитора. На сервере, В свою очередь, установлено свое программное обеспечение, которое хранит информацию и отвечает на запросы программного обеспечения клиента.

А теперь представьте, что различные пользователи имеют разные типы компьютеров, в которых установлены различные операционные системы (Windows, Vista и пр.), разные браузеры (Opera, Internet Explorer, Mozilla Firefox). На различных серверах, также установлены различные типы компьютеров и различное серверное программное обеспечение. Для того, чтобы программы, написанные  разными авторами для разного типа компьютеров, с разными операционными системами, могли корректно взаимодействовать между собой, были придуманы специальные правила – Протоколы. Можно сказать, что протоколы помогают компьютерам обмениваться информацией.

Для каждой службы Интернета существует свой прикладной протокол. Например, если вы хотите отправить электронную почту, то на вашем компьютере должна быть установлена необходимая для этого программа, а на сервере имеется своя программа, соответствующая вашей программе и свой протокол прикладного уровня, обеспечивающий взаимодействие программы-клиента с сервером.

Таким образом, для использования какой-либо из служб Интернета нам нужны:

  • Компьютер
  • Программа-клиент, установленная на нашем компьютере, и способная работать по протоколу избранной службы
  • Адрес сервера, на котором установлена программа-сервер.

Для облегчения понимания, изложенной выше информации, предположим, что русский Иван решил пообщаться с американцем Билом. Для этого Ивану необходимо знать английский язык. И не просто знать английские слова, но и уметь расставить их в нужном порядке, в соответствии с правилами (протоколами), только тогда Бил сможет понять Ваню.

Осталось, только выяснить, а как же Ваня найдет Била, чтобы пообщаться с ним? Элементарно – Ваня знает номер сотового телефона Била.

По такому же принципу находят друг друга миллионы компьютеров в Интернете.  Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет свой уникальный IP – адрес (Internet Protocol Address), который представляет собой последовательность четырех чисел, разделенных точками, например 195.5.46.34. Каждое число может лежать в диапазоне от 0 до 255. IP-адрес для компьютера, как для нас номер сотового телефона. По нему можно найти компьютер в любом уголке мира.

Далее возникает следующий вопрос – если все веб-сайты, веб-страницы, блоги и пр. являются частью всемирной базы данных WWW, то где и на каких полках все это лежит? И как до всего этого добирается наш компьютер?

Как правило, сайты размещаются на Интернет-серверах, потому что именно на серверах имеется обширное дисковое пространство, необходимое программное обеспечение и при этом, возможность отвечать на десятки и сотни запросов одновременно. Для того, чтобы разместить сайт в Интернете, а точнее во всемирной паутине WWW, необходимо обратиться к хост-провайдеру.

Хост-провайдер – это организация, которая предоставляет услуги хостинга, т.е.  предоставляет дисковое пространство на Интернет-сервере (Хостинге), для размещения вашего сайта в сети Интернет. Запомните, что хостинг это не процесс публикации сайта, а только аренда дискового пространства.

С английского «хост» переводится, как главный компьютер или хозяин постоялого двора. Так вот, на этот постоялый двор и сваливают сайты. Таких постоялых дворов в сети тысячи.

Итак, чтобы найти какой-либо сайт во всемирной паутине, надо знать IP-адрес, того сервера, где размещен сайт. Если для компьютера, запомнить несколько десятков IP-адресов в виде набора цифр, не составит труда, то человеку это сделать гораздо сложнее.

Для облегчения работы была придумана Система доменных имен (DNS – Domain Name System). Эта альтернативная система адресации, более понятна человеку, т.к. компьютерам присваивается не только IP-адрес, но и символьное имя  или доменное имя. Доменное имя состоит из цепочки символов, разделенных между собой точкой.

Как бы, не были удобны для пользователя доменные имена, но работа всех компьютеров построена на цифровых адресах, поэтому для обеспечения связи между человеком и машиной была создана служба DNS-серверов.

DNS-сервер - программа, осуществляющая преобразование доменного адреса в цифровой IP-адрес и наоборот. Каждый раз, когда вы набираете доменное имя в браузере, служба DNS вычисляет, какому IP-адресу соответствует это имя и какой именно ресурс нужно вам предоставить.

Пожалуй, DNS-сервер можно сравнить с адресной книгой в нашем сотовом телефоне. Мы физически не можем запомнить все номера, нужных нам сотовых телефонов, поэтому каждый номер записываем в телефонной книге под уникальным именем. Чтобы позвонить, находим нужное нам имя, а телефон сам разбирается, какой номер набирать, так же как DNS-сервер .

Если с адресами серверов, более или менее все понятно, то, как же находятся и передаются необходимые нам документы на сайтах?

Всемирная паутина WWW населена миллионами различных документов, которые лежат на различных серверах и наша задача найти и прочесть нужный нам документ. Но для этого наш браузер должен знать точное местонахождение необходимого документа.

Всем пользователям компьютеров, даже чайникам,  хорошо знакомо понятие полного имени файла, которое включает в себя краткое имя файла с расширением и полный путь к файлу, начиная с имени устройства или диска, затем идет перечень вложенных папок, разделенных между собой слешем «\». Таким образом, мы однозначно идентифицируем файл в пределах одного компьютера.

Каждый файл в Интернете также имеет свой уникальный адрес. Он называется URL.

URL(Uniform Resource Locator) – универсальный локатор ресурса, или адрес любого файла в Интернете. Кроме адреса компьютера в URL  содержится указание о протоколе, по которому нужно обращаться к файлу, какую программу на сервере запустить и к какому конкретному файлу следует обратиться.

Типичный адрес URL состоит из трех основных элементов:   Протокол + Доменное имя + Путь/Файл.

Давайте разберем более подробно следующий URL http://nic.ru/dns/service/dns-service.html . Этот адрес принадлежит одной из страниц сайта  RU-Center.
  1. http – это протокол,  он определяет совокупность правил, по которым происходит взаимодействие между клиентом и сервером. Протокол, принятый в WWW для передачи гипертекста, называется HyperText Transfer Protocol, сокращенно - HTTP.
  2. Далее идет доменное имя сервера, к которому вы обращаетесь за информацией, в нашем случае это nic.ru. Где .ru – домен верхнего уровня, nic.ru – домен второго уровня. Между доменом и протоколом ставится разделитель :// .
  3. /dns/service/dns-service.html – путь до нужного нам файла dns-service.html, который находится в папке service, которая в свою очередь вложена в папку dns.

Вот и все. В «трех словах» я попыталась вам объяснить, как работает Сеть Интернет, и ее самый популярный ресурс – всемирная путина WWW.

Чтобы лучше понять и усвоить материал, давайте посмотрим, что же  происходит по ту сторону браузера,  когда вы набираете адрес, нужного вам сайта, в браузере.

< Что такое Интернет? Как работает браузер >
 

likbez-net.ru