Одна из величайших особенностей Интернета заключается в том, что в действительности им никто не владеет. Это глобальное собрание сетей, больших и малых. Эти сети соединяются друг с другом множеством различных способов, образуя единое целое, известное нам как Интернет . Фактически, само название происходит от идеи взаимосвязанных сетей.
С момента своего основания в 1969 году Интернет вырос с четырех хост-систем до десятков миллионов. Однако то, что никто не владеет Интернетом, не означает, что он не контролируется и не поддерживается различными способами. Internet Society, некоммерческая группа, основанная в 1992 году, наблюдает за формированием политик и протоколов, которые определяют, как мы используем Интернет и взаимодействуем с ним.
В этой статье вы узнаете об основной структуре Интернета. Вы узнаете о серверах доменных имен, точках доступа к сети и магистралях. Но сначала вы узнаете, как ваш компьютер соединяется с другими.
Когда вы подключаетесь к Интернету, ваш компьютер становится частью сети.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, является частью сети, даже если он находится у вас дома. Например, вы можете использовать модем и набрать местный номер для подключения к Интернет-провайдеру (ISP). На работе вы можете быть частью локальной сети (LAN), но, скорее всего, вы все еще подключаетесь к Интернету через поставщика услуг Интернета, с которым ваша компания заключила договор. Когда вы подключаетесь к своему интернет-провайдеру, вы становитесь частью его сети. После этого интернет-провайдер может подключиться к более крупной сети и стать частью своей сети. Интернет - это просто сеть сетей.
Большинство крупных коммуникационных компаний имеют собственные выделенные магистрали, соединяющие различные регионы. В каждом регионе у компании есть точки присутствия (POP). POP - это место, где местные пользователи могут получить доступ к сети компании, часто через местный телефонный номер или выделенную линию. Самое замечательное здесь то, что нет общей управляющей сети. Вместо этого существует несколько высокоуровневых сетей, соединяющихся друг с другом через точки доступа к сети или NAP.
Представьте, что компания B - корпоративный интернет-провайдер. Компания B строит большие здания в крупных городах, и корпорации размещают в этих зданиях свои серверы Интернета. Компания B настолько большая, что у нее есть собственные оптоволоконные линии между зданиями, так что все они связаны между собой.
При такой схеме все клиенты компании A могут разговаривать друг с другом, и все клиенты компании B могут разговаривать друг с другом, но у клиентов компании A и клиентов компании B нет возможности для взаимодействия. Таким образом, компания A и компания B соглашаются подключаться к NAP в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет между сетями в NAP.
В реальном Интернете десятки крупных интернет-провайдеров подключаются к NAP в различных городах, и в этих точках между отдельными сетями передаются триллионы байтов данных. Интернет - это совокупность огромных корпоративных сетей, которые согласны взаимодействовать друг с другом в NAP. Таким образом, каждый компьютер в Интернете подключается друг к другу.
В маршрутизаторах определяют , куда посылать информацию с одного компьютера на другой. Маршрутизаторы - это специализированные компьютеры, которые отправляют ваши сообщения и сообщения любого другого пользователя Интернета, ускоряясь к месту назначения тысячами путей. Маршрутизатор выполняет две отдельные, но взаимосвязанные задачи:
Магистральные сети обычно представляют собой магистральные оптоволоконные линии. Магистральная линия имеет несколько оптоволоконных кабелей, объединенных вместе для увеличения пропускной способности. Волоконно-оптические кабели обозначаются как OC для оптического носителя, например OC-3, OC-12 или OC-48. Линия OC-3 способна передавать 155 Мбит / с, в то время как OC-48 может передавать 2488 Мбит / с (2,488 Гбит / с). Сравните это с типичным модемом 56K, передающим 56 000 бит / с, и вы увидите, насколько быстра современная магистраль.
Сегодня есть много компаний, которые используют свои собственные магистральные сети с высокой пропускной способностью, и все они подключаются к различным NAP по всему миру. Таким образом, каждый в Интернете, независимо от того, где он находится и какой компанией пользуется, может общаться со всеми на планете. Весь Интернет - это гигантское, разрастающееся соглашение между компаниями о свободном общении.
Типичный IP-адрес выглядит так: 216.27.61.137.
Чтобы нам, людям, было легче запомнить, IP-адреса обычно выражаются в десятичном формате в виде десятичного числа с точками, как показано выше. Но компьютеры общаются в двоичной форме. Посмотрите на тот же IP-адрес в двоичном формате: 11011000.00011011.00111101.10001001.
Четыре числа в IP-адресе называются октетами , поскольку каждое из них имеет восемь позиций при просмотре в двоичной форме. Если сложить все позиции вместе, получится 32, поэтому IP-адреса считаются 32-битными числами. Поскольку каждая из восьми позиций может иметь два разных состояния (1 или ноль), общее количество возможных комбинаций на октет составляет 2 8 или 256. Таким образом, каждый октет может содержать любое значение от нуля до 255. Объедините четыре октета, и вы получите 2 32 или возможных 4 294 967 296 уникальных значений!
Из почти 4,3 миллиарда возможных комбинаций некоторые значения не могут использоваться в качестве типичных IP-адресов. Например, IP-адрес 0.0.0.0 зарезервирован для сети по умолчанию, а адрес 255.255.255.255 используется для широковещательных рассылок.
Октеты служат не только для разделения чисел. Они используются для создания классов IP-адресов, которые могут быть назначены конкретному бизнесу, правительству или другой организации в зависимости от размера и потребностей. Октеты разделены на две части: Сеть и Хост. Раздел Net всегда содержит первый октет. Он используется для идентификации сети, к которой принадлежит компьютер. Хост (иногда называемый узлом ) идентифицирует фактический компьютер в сети. Раздел Host всегда содержит последний октет. Существует пять классов IP плюс определенные специальные адреса. Вы можете узнать больше о классах IP на странице Что такое IP-адрес?
Первым решением проблемы был простой текстовый файл, поддерживаемый Сетевым информационным центром, который сопоставлял имена с IP-адресами. Вскоре этот текстовый файл стал настолько большим, что управлять им стало слишком сложно. В 1983 году Университет Висконсина создал систему доменных имен (DNS), которая автоматически сопоставляет текстовые имена с IP-адресами. Таким образом, вам нужно только запомнить, например, www.carder.market вместо IP-адреса carder.market.
Доменные имена верхнего уровня, также называемые доменными именами первого уровня, включают .COM, .ORG, .NET, .EDU и .GOV. Внутри каждого домена верхнего уровня есть огромный список доменов второго уровня. Например, в домене первого уровня .COM есть:
DNS-серверы принимают запросы от программ и других серверов имен для преобразования доменных имен в IP-адреса. При поступлении запроса DNS-сервер может выполнять с ним одно из четырех действий:
Затем ваш сервер имен отправляет запрос DNS-серверу .COM, спрашивая его, знает ли он IP-адрес www.carder.market. DNS-сервер для домена COM знает IP-адреса серверов имен, обслуживающих домен www.carder.market, поэтому он их возвращает.
Затем ваш сервер имен связывается с DNS-сервером для www.carder.market и спрашивает, знает ли он IP-адрес www.carder.market. Это действительно так, поэтому он возвращает IP-адрес вашему DNS-серверу, который возвращает его браузеру, который затем может связаться с сервером для www.carder.market, чтобы получить веб-страницу.
Один из ключей к этой работе - избыточность. На каждом уровне есть несколько DNS-серверов, поэтому, если один из них выйдет из строя, другие будут обрабатывать запросы. Другой ключ - кеширование. После того, как DNS-сервер разрешает запрос, он кэширует полученный IP-адрес. После того, как он сделал запрос к корневому DNS-серверу для любого домена .UK, он знает IP-адрес DNS-сервера, обрабатывающего домен .UK, поэтому ему не нужно снова искать корневые DNS-серверы для получения этой информации. DNS-серверы могут делать это для каждого запроса, и это кеширование помогает предотвратить зависание работы.
Несмотря на то, что он полностью невидим, DNS-серверы обрабатывают миллиарды запросов каждый день, и они необходимы для бесперебойной работы Интернета. Тот факт, что эта распределенная база данных работает так хорошо и незаметно изо дня в день, является свидетельством ее дизайна. Обязательно прочтите Как работают серверы доменных имен для получения дополнительной информации о DNS.
Когда вы подключаетесь к www.carder.market для чтения страницы, вы являетесь пользователем, сидящим за клиентским компьютером. Вы получаете доступ к веб-серверу Carder. Серверный компьютер находит запрошенную вами страницу и отправляет ее вам. Клиенты, которые приходят на серверную машину, делают это с определенным намерением, поэтому клиенты направляют свои запросы на определенный программный сервер, работающий на сервере. Например, если на вашем компьютере запущен веб-браузер, он захочет взаимодействовать с веб-сервером на сервере, а не с сервером электронной почты.
У сервера есть статический IP-адрес, который не очень часто меняется. С другой стороны, домашний компьютер, который набирает номер через модем, обычно имеет IP-адрес, назначаемый провайдером каждый раз, когда вы набираете номер. Этот IP-адрес уникален для вашего сеанса - он может быть другим при следующем звонке in. Таким образом, интернет-провайдеру нужен только один IP-адрес для каждого поддерживаемого модема, а не по одному для каждого клиента.
После того, как клиент подключился к службе на определенном порту, он обращается к службе, используя определенный протокол. Протоколы часто являются текстовыми и просто описывают, как клиент и сервер будут общаться. Каждый веб-сервер в Интернете соответствует протоколу передачи гипертекста (HTTP). Вы можете узнать больше об Интернет-серверах, портах и протоколах, прочитав Как работают веб-серверы.
Сети, маршрутизаторы, NAP, ISP, DNS и мощные серверы - все это делает Интернет возможным. Поистине удивительно, когда понимаешь, что вся эта информация отправляется по всему миру за считанные миллисекунды! Компоненты чрезвычайно важны в современной жизни - без них не было бы Интернета. А без Интернета жизнь многих из нас действительно была бы совсем другой.
С момента своего основания в 1969 году Интернет вырос с четырех хост-систем до десятков миллионов. Однако то, что никто не владеет Интернетом, не означает, что он не контролируется и не поддерживается различными способами. Internet Society, некоммерческая группа, основанная в 1992 году, наблюдает за формированием политик и протоколов, которые определяют, как мы используем Интернет и взаимодействуем с ним.
В этой статье вы узнаете об основной структуре Интернета. Вы узнаете о серверах доменных имен, точках доступа к сети и магистралях. Но сначала вы узнаете, как ваш компьютер соединяется с другими.
Интернет: иерархия компьютерной сети
Когда вы подключаетесь к Интернету, ваш компьютер становится частью сети.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, является частью сети, даже если он находится у вас дома. Например, вы можете использовать модем и набрать местный номер для подключения к Интернет-провайдеру (ISP). На работе вы можете быть частью локальной сети (LAN), но, скорее всего, вы все еще подключаетесь к Интернету через поставщика услуг Интернета, с которым ваша компания заключила договор. Когда вы подключаетесь к своему интернет-провайдеру, вы становитесь частью его сети. После этого интернет-провайдер может подключиться к более крупной сети и стать частью своей сети. Интернет - это просто сеть сетей.
Большинство крупных коммуникационных компаний имеют собственные выделенные магистрали, соединяющие различные регионы. В каждом регионе у компании есть точки присутствия (POP). POP - это место, где местные пользователи могут получить доступ к сети компании, часто через местный телефонный номер или выделенную линию. Самое замечательное здесь то, что нет общей управляющей сети. Вместо этого существует несколько высокоуровневых сетей, соединяющихся друг с другом через точки доступа к сети или NAP.
Пример сети Интернет
Вот вам пример. Представьте, что компания A - крупный интернет-провайдер. В каждом крупном городе у компании А есть точка входа. POP в каждом городе - это стойка, полная модемов, к которым подключаются клиенты провайдера. Компания А арендует оптоволоконные линии у телефонной компании для соединения точек доступа (см., например, эту карту подключений центра обработки данных UUNET).Представьте, что компания B - корпоративный интернет-провайдер. Компания B строит большие здания в крупных городах, и корпорации размещают в этих зданиях свои серверы Интернета. Компания B настолько большая, что у нее есть собственные оптоволоконные линии между зданиями, так что все они связаны между собой.
При такой схеме все клиенты компании A могут разговаривать друг с другом, и все клиенты компании B могут разговаривать друг с другом, но у клиентов компании A и клиентов компании B нет возможности для взаимодействия. Таким образом, компания A и компания B соглашаются подключаться к NAP в разных городах, и трафик между двумя компаниями течет между сетями в NAP.
В реальном Интернете десятки крупных интернет-провайдеров подключаются к NAP в различных городах, и в этих точках между отдельными сетями передаются триллионы байтов данных. Интернет - это совокупность огромных корпоративных сетей, которые согласны взаимодействовать друг с другом в NAP. Таким образом, каждый компьютер в Интернете подключается друг к другу.
Функция интернет-маршрутизатора
Все эти сети полагаются на NAP, магистрали и маршрутизаторы, чтобы общаться друг с другом. Что удивительно в этом процессе, так это то, что сообщение может покинуть один компьютер, пройти полмира через несколько разных сетей и прибыть на другой компьютер за доли секунды!В маршрутизаторах определяют , куда посылать информацию с одного компьютера на другой. Маршрутизаторы - это специализированные компьютеры, которые отправляют ваши сообщения и сообщения любого другого пользователя Интернета, ускоряясь к месту назначения тысячами путей. Маршрутизатор выполняет две отдельные, но взаимосвязанные задачи:
- Это гарантирует, что информация не попадет туда, где она не нужна. Это очень важно для того, чтобы большие объемы данных не засоряли соединения «невинных прохожих».
- Это гарантирует, что информация действительно попадает в намеченный пункт назначения.
Интернет-магистраль
Национальный научный фонд (NSF) создал первый высокоскоростной позвоночник в 1987 году Called NSFNET , это была линия T1, которая соединена 170 небольших сетей вместе и работать на 1,544 Мбите (млн бит в секунду). IBM, MCI и Merit работали с NSF над созданием магистрали и в следующем году разработали магистраль T3 (45 Мбит / с).Магистральные сети обычно представляют собой магистральные оптоволоконные линии. Магистральная линия имеет несколько оптоволоконных кабелей, объединенных вместе для увеличения пропускной способности. Волоконно-оптические кабели обозначаются как OC для оптического носителя, например OC-3, OC-12 или OC-48. Линия OC-3 способна передавать 155 Мбит / с, в то время как OC-48 может передавать 2488 Мбит / с (2,488 Гбит / с). Сравните это с типичным модемом 56K, передающим 56 000 бит / с, и вы увидите, насколько быстра современная магистраль.
Сегодня есть много компаний, которые используют свои собственные магистральные сети с высокой пропускной способностью, и все они подключаются к различным NAP по всему миру. Таким образом, каждый в Интернете, независимо от того, где он находится и какой компанией пользуется, может общаться со всеми на планете. Весь Интернет - это гигантское, разрастающееся соглашение между компаниями о свободном общении.
Интернет-протокол: IP-адреса
Каждая машина в Интернете имеет уникальный идентификационный номер, называемый IP-адресом. IP означает Интернет-протокол , язык, на котором компьютеры общаются через Интернет. Протокол - это заранее определенный способ, которым тот, кто хочет использовать службу, разговаривает с этой службой. «Кто-то» может быть человеком, но чаще это компьютерная программа, такая как веб-браузер.Типичный IP-адрес выглядит так: 216.27.61.137.
Чтобы нам, людям, было легче запомнить, IP-адреса обычно выражаются в десятичном формате в виде десятичного числа с точками, как показано выше. Но компьютеры общаются в двоичной форме. Посмотрите на тот же IP-адрес в двоичном формате: 11011000.00011011.00111101.10001001.
Четыре числа в IP-адресе называются октетами , поскольку каждое из них имеет восемь позиций при просмотре в двоичной форме. Если сложить все позиции вместе, получится 32, поэтому IP-адреса считаются 32-битными числами. Поскольку каждая из восьми позиций может иметь два разных состояния (1 или ноль), общее количество возможных комбинаций на октет составляет 2 8 или 256. Таким образом, каждый октет может содержать любое значение от нуля до 255. Объедините четыре октета, и вы получите 2 32 или возможных 4 294 967 296 уникальных значений!
Из почти 4,3 миллиарда возможных комбинаций некоторые значения не могут использоваться в качестве типичных IP-адресов. Например, IP-адрес 0.0.0.0 зарезервирован для сети по умолчанию, а адрес 255.255.255.255 используется для широковещательных рассылок.
Октеты служат не только для разделения чисел. Они используются для создания классов IP-адресов, которые могут быть назначены конкретному бизнесу, правительству или другой организации в зависимости от размера и потребностей. Октеты разделены на две части: Сеть и Хост. Раздел Net всегда содержит первый октет. Он используется для идентификации сети, к которой принадлежит компьютер. Хост (иногда называемый узлом ) идентифицирует фактический компьютер в сети. Раздел Host всегда содержит последний октет. Существует пять классов IP плюс определенные специальные адреса. Вы можете узнать больше о классах IP на странице Что такое IP-адрес?
Интернет-протокол: система доменных имен
Когда Интернет только зарождался, он состоял из небольшого количества компьютеров, подключенных к модемам и телефонным линиям. Вы могли установить соединение, только указав IP-адрес компьютера, с которым хотите установить связь. Например, типичный IP-адрес может быть 216.27.22.162. Это было нормально, когда было всего несколько хостов, но это становилось громоздким, поскольку все больше и больше систем подключалось к сети.Первым решением проблемы был простой текстовый файл, поддерживаемый Сетевым информационным центром, который сопоставлял имена с IP-адресами. Вскоре этот текстовый файл стал настолько большим, что управлять им стало слишком сложно. В 1983 году Университет Висконсина создал систему доменных имен (DNS), которая автоматически сопоставляет текстовые имена с IP-адресами. Таким образом, вам нужно только запомнить, например, www.carder.market вместо IP-адреса carder.market.
URL: унифицированный указатель ресурсов
Когда вы используете Интернет или отправляете сообщение электронной почты, вы используете для этого доменное имя. Например, унифицированный указатель ресурсов (URL) «https://www.carder.market» содержит доменное имя carder.market. То же самое и с этим адресом электронной почты: [email protected]. Каждый раз, когда вы используете доменное имя, вы используете DNS-серверы Интернета для преобразования удобочитаемого доменного имени в машиночитаемый IP-адрес. Ознакомьтесь с разделом «Как работают серверы доменных имен» для получения более подробной информации о DNS.Доменные имена верхнего уровня, также называемые доменными именами первого уровня, включают .COM, .ORG, .NET, .EDU и .GOV. Внутри каждого домена верхнего уровня есть огромный список доменов второго уровня. Например, в домене первого уровня .COM есть:
- Как это работает
- Yahoo
- Microsoft
DNS-серверы принимают запросы от программ и других серверов имен для преобразования доменных имен в IP-адреса. При поступлении запроса DNS-сервер может выполнять с ним одно из четырех действий:
- Он может ответить на запрос IP-адресом, поскольку он уже знает IP-адрес запрошенного домена.
- Он может связаться с другим DNS-сервером и попытаться найти IP-адрес для запрошенного имени. Возможно, придется проделывать это несколько раз.
- Он может сказать: «Я не знаю IP-адрес запрошенного вами домена, но вот IP-адрес DNS-сервера, который знает больше, чем я».
- Он может вернуть сообщение об ошибке, потому что запрошенное доменное имя недействительно или не существует.
Пример DNS
Допустим, вы вводите URL-адрес www.carder.market в свой браузер. Браузер связывается с DNS-сервером, чтобы получить IP-адрес. DNS-сервер начнет поиск IP-адреса, связавшись с одним из корневых DNS-серверов. Корневым серверам известны IP-адреса всех DNS-серверов, которые обрабатывают домены верхнего уровня (.COM, .NET, .ORG, .UK и т.д.). Ваш DNS-сервер запросит у корня www.carder.market, и корень скажет: «Я не знаю IP-адрес www.carder.market но вот IP-адрес DNS-сервера .UK».Затем ваш сервер имен отправляет запрос DNS-серверу .COM, спрашивая его, знает ли он IP-адрес www.carder.market. DNS-сервер для домена COM знает IP-адреса серверов имен, обслуживающих домен www.carder.market, поэтому он их возвращает.
Затем ваш сервер имен связывается с DNS-сервером для www.carder.market и спрашивает, знает ли он IP-адрес www.carder.market. Это действительно так, поэтому он возвращает IP-адрес вашему DNS-серверу, который возвращает его браузеру, который затем может связаться с сервером для www.carder.market, чтобы получить веб-страницу.
Один из ключей к этой работе - избыточность. На каждом уровне есть несколько DNS-серверов, поэтому, если один из них выйдет из строя, другие будут обрабатывать запросы. Другой ключ - кеширование. После того, как DNS-сервер разрешает запрос, он кэширует полученный IP-адрес. После того, как он сделал запрос к корневому DNS-серверу для любого домена .UK, он знает IP-адрес DNS-сервера, обрабатывающего домен .UK, поэтому ему не нужно снова искать корневые DNS-серверы для получения этой информации. DNS-серверы могут делать это для каждого запроса, и это кеширование помогает предотвратить зависание работы.
Несмотря на то, что он полностью невидим, DNS-серверы обрабатывают миллиарды запросов каждый день, и они необходимы для бесперебойной работы Интернета. Тот факт, что эта распределенная база данных работает так хорошо и незаметно изо дня в день, является свидетельством ее дизайна. Обязательно прочтите Как работают серверы доменных имен для получения дополнительной информации о DNS.
Интернет-серверы и клиенты
Интернет-серверы делают Интернет возможным. Все машины в Интернете являются либо серверами, либо клиентами. Машины, которые предоставляют услуги другим машинам, являются серверами. И машины, которые используются для подключения к этим службам, являются клиентами. Существуют веб-серверы, серверы электронной почты, FTP-серверы и т.д., обслуживающие потребности пользователей Интернета во всем мире.Когда вы подключаетесь к www.carder.market для чтения страницы, вы являетесь пользователем, сидящим за клиентским компьютером. Вы получаете доступ к веб-серверу Carder. Серверный компьютер находит запрошенную вами страницу и отправляет ее вам. Клиенты, которые приходят на серверную машину, делают это с определенным намерением, поэтому клиенты направляют свои запросы на определенный программный сервер, работающий на сервере. Например, если на вашем компьютере запущен веб-браузер, он захочет взаимодействовать с веб-сервером на сервере, а не с сервером электронной почты.
У сервера есть статический IP-адрес, который не очень часто меняется. С другой стороны, домашний компьютер, который набирает номер через модем, обычно имеет IP-адрес, назначаемый провайдером каждый раз, когда вы набираете номер. Этот IP-адрес уникален для вашего сеанса - он может быть другим при следующем звонке in. Таким образом, интернет-провайдеру нужен только один IP-адрес для каждого поддерживаемого модема, а не по одному для каждого клиента.
Порты и HTTP
Любой серверный компьютер предоставляет свои службы через пронумерованные порты - по одному для каждой службы, доступной на сервере. Например, если серверная машина работает с веб-сервером и сервером протокола передачи файлов (FTP), веб-сервер обычно будет доступен на порту 80, а FTP-сервер будет доступен на порту 21. Клиенты подключаются к службе на конкретный IP-адрес и определенный номер порта.После того, как клиент подключился к службе на определенном порту, он обращается к службе, используя определенный протокол. Протоколы часто являются текстовыми и просто описывают, как клиент и сервер будут общаться. Каждый веб-сервер в Интернете соответствует протоколу передачи гипертекста (HTTP). Вы можете узнать больше об Интернет-серверах, портах и протоколах, прочитав Как работают веб-серверы.
Сети, маршрутизаторы, NAP, ISP, DNS и мощные серверы - все это делает Интернет возможным. Поистине удивительно, когда понимаешь, что вся эта информация отправляется по всему миру за считанные миллисекунды! Компоненты чрезвычайно важны в современной жизни - без них не было бы Интернета. А без Интернета жизнь многих из нас действительно была бы совсем другой.
