Bagaimanakah Internet berfungsi? Soalan yang baik! Pertumbuhannya telah meletup, dan tapak.com sentiasa dipaparkan di TV, radio dan majalah. Memandangkan ia telah menjadi sebahagian penting dalam kehidupan kita, adalah perlu untuk memahaminya dengan baik untuk menggunakan alat ini dengan paling berkesan. Artikel ini menerangkan konsep dan jenis Internet, infrastruktur asasnya dan teknologi yang membolehkannya.
Rangkaian Global
Internet biasanya ditakrifkan seperti berikut. Ia ialah rangkaian global sumber komputer yang disambungkan oleh talian komunikasi berprestasi tinggi dan ruang alamat biasa. Oleh itu, setiap peranti yang disambungkan kepadanya mesti mempunyai ID unik. Bagaimanakah alamat IP komputer disusun? Alamat Internet IPv4 ditulis dalam bentuk nnn.nnn.nnn.nnn, dengan nnn ialah nombor antara 0 dan 255. Singkatan IP ialah Internetworking Protocol. Ini adalah salah satu konsep asas Internet, tetapi lebih lanjut mengenainya kemudian. Sebagai contoh, satu komputer mempunyaiid ialah 1.2.3.4 dan satu lagi ialah 5.6.7.8.
Jika anda menyambung ke Internet melalui ISP, pengguna biasanya diberikan alamat IP sementara untuk tempoh sesi capaian jauh. Jika sambungan dibuat daripada rangkaian kawasan setempat (LAN), maka komputer boleh mempunyai sama ada ID kekal atau ID sementara yang disediakan oleh pelayan DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Walau apa pun, jika PC disambungkan ke Internet, maka ia mempunyai alamat IP yang unik.
Program ping
Jika anda menggunakan sistem pengendalian Microsoft Windows atau salah satu perisa Unix, terdapat program berguna yang membolehkan anda menyemak sambungan Internet anda. Ia dipanggil ping, mungkin selepas bunyi sonar kapal selam lama dibuat. Jika anda menggunakan Windows, anda mesti melancarkan tetingkap command prompt. Dalam kes sistem pengendalian yang merupakan pelbagai Unix, maka anda harus pergi ke baris arahan. Jika anda menaip, sebagai contoh, ping www.yahoo.com, atur cara akan menghantar mesej permintaan gema ICMP (Internet Control Message Protocol) ke komputer yang ditentukan. Mesin yang ditinjau akan menjawab. Program ping mengira masa yang diperlukan untuk mengembalikan respons (jika ada). Selain itu, jika anda memasukkan nama domain (contohnya, www.yahoo.com), utiliti akan memaparkan alamat IP komputer.
Pakej Protokol
Jadi, komputer disambungkan ke rangkaian dan mempunyai alamat unik. Untuk menjelaskan cara Internet berfungsi dengan jelas, anda perlu memahami cara PC"bercakap" dengan mesin lain. Katakan alamat IP peranti pengguna ialah 1.2.3.4 dan dia ingin menghantar mesej "Hai, komputer 5.6.7.8!" ke mesin dengan alamat 5.6.7.8. Jelas sekali, mesej mesti dihantar melalui mana-mana saluran yang menyambungkan PC pengguna ke Internet. Katakan mesej dihantar melalui telefon. Ia adalah perlu untuk menukar teks kepada isyarat elektronik, menghantarnya, dan kemudian membentangkannya semula sebagai teks. Bagaimana ini dicapai? Melalui penggunaan pakej protokol. Ia adalah perlu bagi setiap komputer untuk berkomunikasi pada rangkaian global dan biasanya dibina ke dalam sistem pengendalian. Pakej itu dipanggil TCP / IP kerana 2 protokol komunikasi utama yang digunakan di dalamnya. Hierarki TCP/IP adalah seperti berikut:
- Lapisan aplikasi. Ia menggunakan protokol khusus untuk WWW, e-mel, FTP, dsb.
- Lapisan protokol kawalan penghantaran. TCP menghalakan paket ke program tertentu menggunakan nombor port.
- Lapisan protokol Internet. IP menghalakan paket ke komputer tertentu menggunakan alamat IP.
- Tahap perkakasan. Menukar data binari kepada isyarat rangkaian dan sebaliknya (contohnya, kad rangkaian Ethernet, modem, dsb.).
Jika anda mengikut laluan "Hai, komputer 5.6.7.8!" Sesuatu seperti ini akan berlaku:
- Pemprosesan mesej bermula pada protokol lapisan atas dan berfungsi ke bawah.
- Jika mesej yang dihantar panjang, setiap peringkat melaluinyapas, boleh memecahkannya kepada kepingan data yang lebih kecil. Ini kerana maklumat yang dihantar melalui Internet (dan kebanyakan rangkaian komputer) berada dalam bahagian yang boleh diurus dipanggil paket.
- Paket dihantar ke lapisan pengangkutan untuk diproses. Setiap satu diberikan nombor port. Banyak program mampu menggunakan pakej protokol TCP/IP dan menghantar mesej. Anda perlu tahu yang mana satu pada komputer destinasi harus menerima mesej kerana ia akan mendengar pada port tertentu.
- Seterusnya, paket pergi ke tahap IP. Di sini setiap daripada mereka menerima alamat destinasi (5.6.7.8).
- Sekarang paket mesej mempunyai nombor port dan alamat IP, ia sedia untuk dihantar melalui Internet. Tahap perkakasan menjaga agar paket yang mengandungi teks mesej ditukar kepada isyarat elektronik dan dihantar melalui talian komunikasi.
- Di hujung yang lain, ISP mempunyai sambungan terus ke Internet. Penghala menyemak alamat destinasi setiap paket dan menentukan tempat untuk menghantarnya. Selalunya perhentian seterusnya ialah penghala lain.
- Akhirnya, paket mencapai komputer 5.6.7.8. Di sini, pemprosesannya bermula dari protokol lapisan bawah dan berfungsi dengan baik.
- Apabila paket merentasi tahap TCP/IP yang lebih tinggi, ia mengalih keluar sebarang maklumat penghalaan yang ditambahkan oleh komputer penghantar (seperti alamat IP dan nombor port).
- Apabila mesej sampai ke protokol lapisan atas, paket akan dipasang semula dalam bentuk asalnya.
Internet Rumah
Jadi semua perkara di atas menerangkan cara paket bergerak dari satu komputer ke komputer lain merentasi WAN. Tetapi apa yang berlaku di antara? Bagaimanakah Internet sebenarnya berfungsi?
Pertimbangkan sambungan fizikal melalui rangkaian telefon kepada pembekal perkhidmatan telekom. Ini memerlukan beberapa penjelasan tentang cara ISP berfungsi. Pembekal perkhidmatan menyediakan kumpulan modem untuk pelanggannya. Ia biasanya disambungkan kepada komputer khusus yang mengawal arah aliran data dari modem ke tulang belakang Internet atau penghala khusus. Persediaan ini boleh dipanggil pelayan port kerana ia mengendalikan akses rangkaian. Ia juga mengumpul maklumat tentang masa penggunaan, serta jumlah data yang dihantar dan diterima.
Selepas paket melalui rangkaian telefon dan peralatan tempatan pembekal, ia dihantar ke tulang belakang pembekal atau bahagian lebar jalur yang dipajak olehnya. Dari sini, data biasanya melalui beberapa penghala dan rangkaian tulang belakang, talian pajakan, dsb., sehingga ia menemui destinasinya - komputer dengan alamat 5.6.7.8. Beginilah cara Internet di rumah berfungsi. Tetapi adakah buruk jika pengguna mengetahui laluan tepat paketnya melalui rangkaian global? Boleh.
Traceroute
Apabila menyambung ke Internet daripada komputer yang menjalankan Microsoft Windows atau variasi Unix, satu lagi atur cara berguna akan berguna. Ia dipanggil Traceroute dan menunjukkan laluan itupaket lulus, mencapai alamat IP tertentu. Seperti ping, ia mesti dijalankan dari baris arahan. Pada Windows, gunakan arahan tracert www.yahoo.com, dan pada Unix, traceroute www.yahoo.com. Seperti ping, utiliti membolehkan anda memasukkan alamat IP dan bukannya nama domain. Traceroute akan mencetak senarai semua penghala, komputer dan entiti Internet lain yang mesti dilalui oleh paket untuk sampai ke destinasinya.
Infrastruktur
Bagaimanakah tulang belakang Internet disusun secara teknikal? Ia terdiri daripada banyak rangkaian besar yang disambungkan antara satu sama lain. Rangkaian besar ini dikenali sebagai pembekal perkhidmatan rangkaian atau NSP. Contohnya ialah UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet, dll. Rangkaian ini berkomunikasi antara satu sama lain untuk bertukar-tukar trafik. Setiap NSP memerlukan sambungan kepada tiga Titik Akses Rangkaian (NAP). Di dalamnya, trafik paket boleh bergerak dari satu rangkaian tulang belakang ke rangkaian tulang belakang yang lain. NSP juga disambungkan melalui stesen penghalaan MAE di bandar ini. Yang terakhir ini memenuhi peranan yang sama seperti NAP, tetapi dimiliki secara persendirian. NAP pada asalnya digunakan untuk menyambung ke rangkaian global. Kedua-dua MAE dan NAP dirujuk sebagai Mata Pertukaran Internet, atau IX. Pembekal rangkaian juga menjual lebar jalur kepada rangkaian kecil seperti ISP.
Infrastruktur asas NSP itu sendiri ialah skim yang kompleks. Kebanyakan pembekal rangkaian menerbitkan peta infrastruktur rangkaian di tapak web mereka, yang boleh didapati dengan mudah. Gambarkan secara realistik bagaimanaInternet telah disediakan, hampir mustahil kerana saiz, kerumitan dan strukturnya yang sentiasa berubah.
Hierarki penghalaan
Untuk memahami cara Internet berfungsi, anda perlu memahami cara paket mencari laluan yang betul melalui rangkaian. Adakah setiap PC yang disambungkan ke rangkaian tahu di mana PC lain berada? Atau adakah paket hanya "diterjemahkan" ke setiap mesin di Internet? Jawapan kepada kedua-dua soalan adalah negatif. Tiada siapa yang tahu di mana komputer lain berada, dan paket tidak dihantar ke semua mesin pada masa yang sama. Maklumat yang digunakan untuk menghantar data ke destinasinya terkandung dalam jadual yang disimpan pada setiap penghala yang disambungkan ke rangkaian - satu lagi konsep Internet.
Penghala ialah suis paket. Mereka biasanya menyambung antara rangkaian untuk memajukan paket di antara mereka. Setiap penghala tahu tentang subnetnya dan alamat yang mereka gunakan. Peranti, sebagai peraturan, tidak mengetahui alamat IP peringkat "atas". Batang NSP yang besar disambungkan melalui NAP. Mereka menyediakan beberapa subnet, dan subnet tersebut menyediakan lebih banyak subnet. Di bahagian bawah ialah rangkaian tempatan dengan komputer yang disambungkan.
Apabila paket tiba di penghala, yang terakhir menyemak alamat IP yang diletakkan di sana oleh lapisan protokol IP pada mesin sumber. Kemudian jadual routing diperiksa. Jika rangkaian yang mengandungi alamat IP ditemui, maka paket itu dihantar ke sana. Jika tidak, ia mengikut laluan lalai, biasanya ke penghala seterusnya dalam hierarki rangkaian. Dengan harapan dia akan tahu ke mana hendak menghantar bungkusan itu. Jika ini tidak berlaku, maka data akan naik sehingga mencapai tulang belakang NSP. Penghala huluan mengandungi jadual penghalaan terbesar dan di sinilah paket akan dihantar ke tulang belakang yang betul di mana ia akan memulakan perjalanan "ke bawah".
Nama domain dan resolusi alamat
Tetapi bagaimana jika anda tidak tahu alamat IP komputer yang ingin anda sambungkan? Bagaimana jika anda memerlukan akses kepada pelayan web yang dipanggil www.anothercomputer.com? Bagaimanakah penyemak imbas tahu di mana komputer ini berada? Jawapan kepada semua soalan ini ialah Perkhidmatan Nama Domain DNS. Konsep Internet ini merujuk kepada pangkalan data teragih yang menjejaki nama komputer dan alamat IP yang sepadan.
Banyak mesin disambungkan ke pangkalan data DNS dan perisian yang membolehkan anda mengaksesnya. Mesin ini dikenali sebagai pelayan DNS. Mereka tidak mengandungi keseluruhan pangkalan data, tetapi hanya subset daripadanya. Jika pelayan DNS tidak mempunyai nama domain yang diminta oleh komputer lain, maka ia mengubah halanya ke pelayan lain.
Perkhidmatan Nama Domain distrukturkan sebagai hierarki yang serupa dengan penghalaan IP. Komputer yang meminta peleraian nama akan diubah hala "ke atas" dalam hierarki sehingga pelayan DNS ditemui yang boleh menyelesaikan nama domain dalam permintaan.
Apabila sambungan Internet dikonfigurasikan (contohnya, melalui rangkaian kawasan setempat atau melalui sambungan dail pada Windows), pelayan DNS primer dan satu atau lebih sekunder biasanya ditentukan semasa pemasangan. Oleh itu,mana-mana aplikasi yang memerlukan resolusi nama domain akan dapat berfungsi seperti biasa. Sebagai contoh, apabila anda memasukkan nama domain dalam penyemak imbas, yang terakhir menyambung ke pelayan DNS utama. Selepas mendapat alamat IP, aplikasi kemudiannya akan menyambung ke komputer sasaran dan meminta halaman web yang dikehendaki.
Ikhtisar Protokol Internet
Seperti yang dinyatakan sebelum ini dalam bahagian TCP/IP, terdapat banyak protokol yang digunakan dalam WAN. Ini termasuk TCP, IP, penghalaan, kawalan akses media, lapisan aplikasi dan sebagainya. Bahagian berikut menerangkan beberapa protokol yang lebih penting dan biasa digunakan. Ini akan membolehkan anda memahami dengan lebih baik cara Internet diatur dan cara ia berfungsi. Protokol dibincangkan dalam tertib menurun pada tahapnya.
HTTP dan World Wide Web
Salah satu perkhidmatan yang paling banyak digunakan di Internet ialah World Wide Web (WWW). Protokol lapisan aplikasi yang membolehkan WAN ialah Hypertext Transfer Protocol, atau HTTP. Ia tidak boleh dikelirukan dengan bahasa penanda hiperteks HTML yang digunakan untuk menulis halaman web. HTTP ialah protokol yang digunakan oleh pelayar dan pelayan untuk berkomunikasi antara satu sama lain. Ia adalah protokol lapisan aplikasi kerana ia digunakan oleh beberapa program untuk berkomunikasi antara satu sama lain. Dalam kes ini, ini ialah penyemak imbas dan pelayan.
HTTP ialah protokol tanpa sambungan. Pelanggan (pelayar) menghantar permintaan kepada pelayan untuk elemen web seperti halaman dan imej. Selepas perkhidmatan mereka, sambungantutup. Untuk setiap permintaan, sambungan mesti diwujudkan semula.
Kebanyakan protokol berorientasikan sambungan. Ini bermakna komputer yang berkomunikasi antara satu sama lain berkomunikasi melalui Internet. Walau bagaimanapun, HTTP tidak. Sebelum pelanggan boleh membuat permintaan HTTP, pelayan mesti mewujudkan sambungan baharu.
Untuk memahami cara Internet berfungsi, anda perlu tahu perkara yang berlaku apabila anda menaip URL ke dalam penyemak imbas web:
- Jika URL mengandungi nama domain, penyemak imbas mula-mula menyambung ke pelayan nama domain dan mendapatkan alamat IP yang sepadan.
- Pelayar kemudian menyambung ke pelayan dan menghantar permintaan HTTP untuk halaman yang dikehendaki.
- Pelayan menerima permintaan dan menyemak halaman yang betul. Jika ada, hantarkan. Jika pelayan tidak dapat mencari halaman yang diminta, ia menghantar mesej ralat HTTP 404. (404 bermaksud Halaman Tidak Ditemui, kerana sesiapa yang telah melayari tapak web mungkin tahu).
- Pelayar menerima apa yang diminta dan sambungan ditutup.
- Pelayar kemudian menghuraikan halaman dan mencari elemen lain yang diperlukan untuk melengkapkannya. Biasanya ini ialah imej, applet, dsb.
- Untuk setiap elemen, penyemak imbas membuat sambungan tambahan dan permintaan HTTP ke pelayan.
- Apabila semua imej, applet, dsb. telah selesai dimuatkan, halaman akan dimuatkan sepenuhnya dalam tetingkap penyemak imbas.
Menggunakan pelanggan Telnet
Telnet ialah perkhidmatan terminal jauh yang digunakan di Internet. Penggunaannya telah menurun, tetapi ia adalah alat yang berguna untuk meneroka rangkaian global. Pada Windows, program ini boleh didapati dalam direktori sistem. Selepas melancarkannya, anda perlu membuka menu "Terminal" dan pilih Local Echo dalam tetingkap tetapan. Ini bermakna anda boleh melihat permintaan HTTP anda semasa anda memasukkannya.
Dalam menu "Sambungan", pilih item "Sistem jauh". Seterusnya, masukkan www.google.com untuk nama hos dan 80 untuk port. Secara lalai, pelayan web mendengar pada port ini. Selepas mengklik Sambung, anda mesti memasukkan GET/HTTP/1.0 dan tekan Enter dua kali.
Ini ialah permintaan HTTP mudah kepada pelayan web untuk mendapatkan halaman akarnya. Pengguna harus melihatnya sekilas, dan kemudian kotak dialog akan muncul menyatakan bahawa sambungan telah terputus. Jika anda ingin menyimpan halaman yang diambil, anda mesti mendayakan pengelogan. Anda kemudiannya boleh melihat halaman web dan HTML yang digunakan untuk menciptanya.
Kebanyakan protokol Internet yang mentakrifkan cara Internet berfungsi diterangkan dalam dokumen yang dikenali sebagai Permintaan Untuk Komen atau RFC. Mereka boleh didapati di Internet. Contohnya, HTTP versi 1.0 diterangkan dalam RFC 1945.
Protokol aplikasi: SMTP dan e-mel
Satu lagi perkhidmatan Internet yang digunakan secara meluas ialah e-mel. Ia menggunakan protokol lapisan aplikasi yang dipanggil Simple Mail Transfer Protocol, atau SMTP. Ini juga merupakan protokol teks, tetapi tidak seperti HTTP, SMTP berorientasikan sambungan. Di samping itu, ia juga lebih kompleks daripada HTTP. Terdapat lebih banyak arahan dan aspek dalam SMTP berbanding
Apabila membuka klien mel untuk membacamesej e-mel biasanya seperti ini:
- Pelanggan mel (Lotus Notes, Microsoft Outlook, dll.) membuka sambungan ke pelayan mel lalai, yang alamat IP atau nama domainnya biasanya dikonfigurasikan semasa pemasangan.
- Pelayan mel sentiasa menghantar mesej pertama untuk mengenal pasti dirinya.
- Pelanggan menghantar arahan SMTP HELO, yang kepadanya ia menerima respons 250 OK.
- Bergantung pada sama ada klien menyemak atau menghantar mel, dsb., arahan SMTP yang sesuai dihantar ke pelayan supaya ia boleh bertindak balas dengan sewajarnya.
Transaksi permintaan/tindak balas ini akan diteruskan sehingga pelanggan menghantar arahan QUIT. Pelayan kemudian akan mengucapkan selamat tinggal dan sambungan akan ditutup.
Protokol Kawalan Penghantaran
Di bawah lapisan aplikasi dalam timbunan protokol ialah lapisan TCP. Apabila atur cara membuka sambungan ke komputer lain, mesej yang mereka hantar dihantar ke timbunan ke lapisan TCP. Yang terakhir bertanggungjawab untuk menghalakan protokol aplikasi ke perisian yang sesuai pada komputer destinasi. Untuk ini, nombor port digunakan. Port boleh dianggap sebagai saluran berasingan pada setiap komputer. Contohnya, semasa membaca e-mel, anda boleh menyemak imbas web pada masa yang sama. Ini kerana pelayar dan klien mel menggunakan nombor port yang berbeza. Apabila paket tiba di komputer dan mencapai timbunan protokol, lapisan TCP menentukan program yang menerima paket padanombor port.
Nombor port untuk beberapa perkhidmatan Internet yang paling biasa digunakan disenaraikan di bawah:
- FTP – 20/21.
- Telnet – 23.
- SMTP – 25.
- HTTP – 80.
Protokol Pengangkutan
TCP berfungsi seperti ini:
- Apabila lapisan TCP menerima data protokol lapisan aplikasi, ia membahagikannya kepada "ketulan" yang boleh diurus dan kemudian menambah pengepala pada setiap daripadanya dengan maklumat tentang nombor port yang mana data harus dihantar.
- Apabila lapisan TCP menerima paket daripada lapisan IP yang lebih rendah, data pengepala dikeluarkan daripada paket. Jika perlu, mereka boleh dipulihkan. Data kemudiannya dihantar ke aplikasi yang diperlukan berdasarkan nombor port.
Beginilah cara mesej bergerak ke atas timbunan protokol ke alamat yang betul.
TCP bukan protokol berasaskan teks. Ia adalah perkhidmatan pemindahan bait yang berorientasikan sambungan dan boleh dipercayai. Berorientasikan sambungan bermaksud bahawa dua aplikasi menggunakan TCP mesti mewujudkan sambungan sebelum bertukar data. Protokol pengangkutan boleh dipercayai kerana untuk setiap paket yang diterima, pengakuan dihantar kepada pengirim untuk mengesahkan penghantaran. Pengepala TCP juga termasuk jumlah semak untuk menyemak ralat dalam data yang diterima.
Tiada ruang untuk alamat IP dalam pengepala protokol pengangkutan. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa tugasnya adalah untuk menyediakan resit yang boleh dipercayai bagi data lapisan aplikasi. Tugas memindahkan data antara komputer dilakukan oleh IP.
Protokol Internet
BTidak seperti TCP, IP ialah protokol tanpa sambungan yang tidak boleh dipercayai. IP tidak kisah jika paket itu sampai ke destinasinya atau tidak. IP juga tidak mengetahui sambungan dan nombor port. Tugas IP ialah menghantar data ke komputer lain. Paket adalah entiti bebas dan mungkin tiba dalam keadaan tidak teratur atau mungkin tidak sampai ke destinasinya sama sekali. Tugas TCP adalah untuk memastikan bahawa data diterima dan ditempatkan dengan betul. Satu-satunya persamaan IP dengan TCP ialah cara ia menerima data dan menambahkan maklumat pengepala IPnya sendiri pada data TCP.
Data lapisan aplikasi dibahagikan pada lapisan protokol pengangkutan dan ditambah dengan pengepala TCP. Seterusnya, paket dibentuk pada tahap IP, pengepala IP ditambahkan padanya, dan kemudian ia dihantar melalui rangkaian global.
Cara Internet berfungsi: buku
Untuk pengguna baru, literatur yang luas tersedia mengenai topik ini. Siri "For Dummies" popular di kalangan pembaca. Bagaimana Internet berfungsi, anda boleh belajar dari buku "Internet" dan "Pengguna dan Internet". Mereka akan membantu anda memilih pembekal dengan cepat, menyambung ke rangkaian, mengajar anda cara menggunakan penyemak imbas, dsb. Bagi pemula, buku akan menjadi panduan berguna kepada rangkaian global.
Kesimpulan
Sekarang harus jelas cara Internet berfungsi. Tetapi berapa lama ia akan kekal begitu? Versi 4 IP yang digunakan sebelum ini, yang membenarkan hanya 232 alamat, telah digantikan oleh IPv6 dengan 2128 alamat secara teorinya mungkin. Internet telah berkembang jauh sejak penubuhannya sebagai projek penyelidikan Jabatan Pertahanan AS. Tiada siapa yang tahu dia akan menjadi apa. Satu perkara yang pasti: Internet menghubungkan dunia seperti tiada mekanisme lain. Era Maklumat sedang berkembang pesat, dan amat berbesar hati untuk menyaksikannya.
