Jak działa Internet?

Nie wszystko jest takie oczywiste,

czyli

JAK DZIAŁA INTERNET

Jeśli czytasz teraz ten tekst, to znaczy posługujesz się Internetem.

Wszyscy go znamy,

ale czy wiemy, jak działa? 

Przecież to zupełnie proste.

Bierzesz komputer lub smarfona, odpalasz przeglądarkę, wpisujesz adres i już.

Żadna filozofia.

Raz na jakiś czas trzeba zapłacić rachunek. Tyle.

Wszystko to prawda, ale jak to się dzieje, że jadąc autobusem możesz połączyć się z dowolnym miejscem na świecie i korzystać z dowolnych zasobów Internetu?

Internetu - czyli właściwie czego?

To bardzo proste. Albo dość trudne…

Internet można opisać jednym zdaniem:

jest to system umożliwiający wymianę informacji (danych) między różnymi urządzeniami do niego podłączonymi.

To prawda, ale nadal nie wiadomo, jak ta wymiana się odbywa.

Między urządzaniami – ale jakimi?

Mimo, że Internet kojarzy nam się z czymś nieuchwytnym i wszechobecnym, ma on jak najbardziej fizyczną postać.

Składa się z komputerów, kabli, routerów, hostów i serwerów,

więc czegoś, co możemy zobaczyć czy dotknąć.

Albo przynajmniej sobie wyobrazić.

Open Ended

Czym Twoim zdaniem jest Internet?

Gdzie są strony internetowe?

Wpisujesz w okno przeglądarki adres np.: www.google.pl.

Co się wtedy dzieje?

Zacznijmy od tego,

czym jest to google.pl

– oczywiście stroną internetową,

a od strony technicznej zbiorem plików, które zapisane są w miejscu zwanym hostem.

Host to nie jest jakieś tajemnicze miejsce, tylko wydzielony obszar serwera.

Serwer zaś to nic innego, jak komputer – dość specyficzny, bo jego zadanie polega jedynie na przechowywaniu danych i udostępnianiu ich innym komputerom.

Ten serwer gdzieś fizycznie stoi,

jest podłączony do sieci, zaś część jego pamięci zajmuje właśnie host,

czyli miejsce w którym zapisane są wszystkie dane dotyczące stron np. google.pl

Gdzie te serwery się znajdują?

To zależy. Na przykład serwerownie Facebooka znajdują się w Szwecji, niedaleko ujścia rzeki Lule do Bałtyku. Zaś w Stanach Zjednoczonych w miejscowości Pineville, w stanie Oregon.

Z kolei serwerów firmy Google można szukać w Council Bluffs w stanie Iowa lub w miejscowości Hamina w Finlandii.

Zadanie jest bardzo proste: 

twój komputer musi się połączyć z takim hostem i skłonić go do udostępnienia swoich danych.

Jak to się dzieje?

Żeby cokolwiek się wydarzyło, komputery muszą się między sobą jakoś porozumieć.

Umożliwia to protokół TCP/IP.

To zrozumiały dla nich zbiór zasad i reguł określający ich zachowanie w Internecie i sposób przekazywania danych.

Można powiedzieć, że nadbudowane na niego są inne protokoły (zbiory zasad), które umożliwiają korzystanie z podstawowych usług online: stron i poczty internetowej oraz wymiany plików.

Protokoły

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) obsługuje (umożliwia wyświetlanie) stron internetowych (www).

FTP (File Transfer Protocol) służy do wymiany plików, zaś dzięki SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) możemy korzystać z poczty.

Protokół HTTP ma swoją szyfrowaną odmianę HTTPS, która uniemożliwia przechwycenie i zamianę danych. To dlatego za jego pomocą dokonuje się np. transakcji finansowych w bankowości internetowej.

Problem w tym, że zarówno komputerów jak i serwerów w sieci jest zbyt dużo, by dało się je policzyć.

Powiedzieliśmy, że serwer gdzieś się znajduje, ale jak mój komputer na biurku ma pozyskać dane z hosta, który znajduje się np. w USA?

Dzieje się tak dzięki tzw. numerom IP (Internet Protocol).

Uznaje się, że jest to numer przypisany jakiemuś urządzeniu podłączonemu do Internetu. To nie do końca prawda, gdyż to samo fizyczne urządzenie (np. laptop) będzie miało różne numery IP w zależności od tego, gdzie będzie podłączone. Mogą je też mieć np. całe mniejsze sieci komputerowe.

Można jednak powiedzieć, że każde urządzenie podłączone do Internetu jest "ponumerowane".

Jeśli każdy numer IP jest jedyny i niepowtarzalny, ktoś musi to koordynować. I rzeczywiście tak jest.

Zajmuje się tym ICANN (The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers – Internetowa Korporacja ds. Nadanych Nazw i Numerów), która nadzoruje ogólne zasady przyznawania nazw domen i adresów IP. Zarządza się nimi poprzez organizacje regionalne.

W przypadku Polski będzie to Réseaux IP Européens Network Coordination Centre, która znajduje się w Amsterdamie.

Ta instytucja przydziela numery IP organizacjom w poszczególnych państwach - u nas to NASK (Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa).

Ona z kolei przydziela numery IP poszczególnym, konkretnym dostawcom Internetu, którzy biorą od nas za to pieniądze.

Problem w tym, że w przeglądarkę internetową nie wpisuje się żadnych numerów, tylko nazwę, np. google.pl.

To tzw. adres URL

(Uniform Resource Locator).

Składa się z elementu "www" (protokół obsługujący strony internetowe), "google" (adres hosta) i "pl" (domena).

Komputera musi adres przełożyć na numer IP.

Służy do tego DNS (Domain Name System).

Chodzi o to, aby za pomocą zrozumiałej dla człowieka nazwy komputer mógł znaleźć określone zasoby w sieci.

DNS służy do powiązania nazwy składającej się ze słów z konkretnymi adresami IP w postaci liczb.

Można powiedzieć, że w momencie, kiedy wpisuję nazwę strony internetowej, mój komputer wysyła pytanie do serwera DNS o adres IP.

Dopiero po uzyskaniu odpowiedzi oba urządzenia mogą się ze sobą skontaktować.

Wbrew pozorom to bardzo ważny

i kluczowy moment.

Bez poprawnego działania tego elementu, tak naprawdę korzystanie z Internetu przestaje być możliwe.

Bez możliwości powiązania nazwy z numerem IP Internet robi się ślepy i komputery nie są w stanie się wzajemnie odnaleźć.

Oznacza to też olbrzymie ilości danych do przetworzenia.

Stron jest niezliczona ilość, a każdy z internautów, chcąc skorzystać z jakiejkolwiek, musi się z tym serwerem połączyć.

Cały system opiera się na 13 serwerach głównych znajdujących się na całym świecie, które (z uwagi na duży ruch) mają swoje klony.

Rozmieszczone tak, żeby konkretny internauta mógł się połączyć z najbliższym urządzaniem (jeden z takich lokalnych węzłów znajduje się w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym).

Żeby mieć pewność, że trafimy w odpowiednie miejsce w Internecie (na odpowiednią stronę), ta operacja musi zostać wykonana bezbłędnie.

Wydaje się to dość oczywiste, ale w praktyce nie zawsze się tak dzieje.

Znamy numer IP komputera i numer IP hosta.

Wiemy, że oba urządzenia potrafią się ze sobą porozumieć.

Tylko jak mają się ze sobą skontaktować?

Jeśli korzystasz z Internetu, to twoje urządzenie musi być do niego podłączone, przewodowo lub bezprzewodowo.

Jak więc jest zorganizowana ta sieć łączności?

Zazwyczaj odbywa się to za pomocą dostępnej sieci telekomunikacyjnej lub specjalnie zbudowanej sieci, np. światłowodowej.

Jeśli korzystasz z Internetu przewodowego w domu, to zwykle jesteś podłączony do sieci lokalnej (LAN, Local Area Network).

Ta z kolei podpięta jest do sieci bardziej ogólnej itd.

Największe są tzw. sieci szkieletowe, obejmujące cały kraj, a nawet kontynent.

Z tego powodu Internet określa się właśnie mianem sieci sieci.

Każdy komputer znajduje się w pewnej sieci na poziomie budynku, te sieci łączą się w większe, aż w końcu powstaje coś takiego jak Internet.

Tak samo jest w przypadku Internetu mobilnego

tylko, że nie potrzeba do tego kabli.

Ważniejsze jest pytanie, jak odbywa się sterowanie tym ruchem, a dokładnie – jak to się dzieje, że dane trafiają dokładnie tam, gdzie powinny.

Ruchem sterują urządzania zwane routerami.

W zasadzie są to komputery, których działanie ogranicza się wyłącznie do jednej funkcji.

Dane w sieci przekazywane są za pomocą pakietów.

Każdy taki pakiet ma nagłówek, w którym zapisane są, za pomocą adresu IP, dane odbiorcy i nadawcy.

Za ich pomocą poszczególne routery przekazują sobie takie pakiety danych.

Aż trafiają one do urządzenia, które ma właściwy numer IP.

Co ciekawe, pakiety danych między tymi samymi odbiorcami i nadawcami mogą wędrować zupełnie innymi trasami.

W rezultacie tych wszystkich operacji strona ładuje się na twoim komputerze i możesz przeczytać ten tekst. 

Poll

Czy ta prezentacja pomogła Ci zrozumieć jak działa Internet?

• tak

• trochę tak

• nie

Opracowano na podstawie:

https://tech.wp.pl/jak-dziala-internet-mobilny-i-stacjonarny-wyjasniamy-6219893830334081a

Dziękuję za uwagę!