Как работает сеть интернет викия. Серверы и клиенты. Как посмотреть путь прохождения пакетов

Как устроен Интернет

Скажите, а как вы узнаёте о новых статьях? Через Интернет?
Что вы, какой Интернет! Просто открываю "Нетскэйп" ...
(из разговора двух женщин в автобусе)

Введение

Глобальная сеть все больше входит в нашу жизнь. Уже считается неприличным, если компьютер руководителя (например, директора овощной базы) не подключен к Интернету. Многие люди дома, на работе, в школе или в институте путешествуют по просторам WEB, пользуются электронной почтой, скачивают из-за океана программы и картинки. Это прекрасно. Не прекрасно то, что большинство пользователей не имеют ни малейшего представления о том, что же это такое Интернет, как он работает, что означают "страшные" слова "удаленный доступ" или "сервер приложений". А употребляемые невпопад термины приводят к каше в голове. И все чаще и чаще приходится слышать вопросы: "А как мне снять пейдж с ФТП в Чикаго?", "А как мне из Виндоуса в рабочем офисе распечатать мессидж с домашнего мейла?". Хороших книжек, понятных неспециалисту, мне найти не удалось. А если бы и нашел! Вы когда-нибудь видели, к примеру, начальника отдела кадров с книжкой по компьютерам или по информатике? Я, лично, нет. В предлагаемом вам пособии я постарался максимально доступным языком объяснить устройство Интернета, рассказать об особенностях использования электронной почты, рассказать о базовых понятиях. Любой читатель найдет здесь что-нибудь полезное для себя, а может быть, предложит почитать этот текст и своему начальнику.

Компьютерные сети

Что же такое Интернет? Все очень просто. Интернет это много-много компьютеров, соединенных между собой проводами (или какими-нибудь другими каналами связи, это сейчас не самое главное). Обычно соединяют сначала небольшое количество компьютеров, не более тысячи, образуется так называемая локальная сеть. А затем полученные сети уже соединяют между собой в более крупные образования, ну а их уже в еще более крупные конгломераты. И так до тех пор, пока компьютеры всего мира не окажутся соединенными между собой, иными словами объединенными в глобальную сеть. Вот и все! Теперь остается совсем немного сделать так, чтобы это все заработало.

Серверы и клиенты

Нетрудно догадаться, что для того, чтобы сеть заработала, необходимо на все эти компьютеры (по-другому, узлы ) установить нужные программы. Таких программ бывает всего два типа: программы-серверы и программы-клиенты. Программа-клиент необходима для превращения вашего желания в запрос, отправки его в нужном направлении по компьютерной сети, получения ответа и преобразования его в понятный вам вид. Такие известные программы, как Internet Explorer или Netscape Navigator ни что иное, как программы-клиенты. Они помогают вам путешествовать по ресурсам Интернета и посему еще называются браузерами (browser). Для того, чтобы посмотреть какой-нибудь сайт, вы вводите в специальное поле вашего браузера адрес этого сайта, например, http://cipds.al.ru . Завидев, что вы ввели какой-то текст и нажали на клавишу "Enter", программа-клиент сформирует запрос, в котором содержится информация о том, что вы хотите посмотреть этот самый сайт на своем компьютере. Этот запрос ваша программа-клиент отправляет по сети программе-серверу, которая готовит ответ и в специальном формате отправляет его обратно вашему браузеру. Разобравшись в ответе сервера, браузер, в свою очередь, показывает вам то, что вы и просили (или же сообщает, почему он не может этого сделать).

Адресация

Тут возникает краеугольный вопрос: каким же образом ваша программа-клиент узнает, куда ей отправлять свой запрос. И здесь все очень просто. Для удобства абсолютно каждому узлу в Интернете присвоен свой адрес, а выглядит он так: xxx.xxx.xxx.xxx, где xxx числа от 0 до 255. Этот адрес любят называть IP-адресом (Internet Protocol Address), читается "Ай-пи". Вот вам пример IP-адреса, взятого из реальной жизни: 193.232.70.36 . Вашему компьютеру, если, конечно, вы им пользуетесь для работы в Интернет, обязательно присваивается IP-адрес. Если вы подключаете свой компьютер к Интернету время от времени, например, по телефону (это у нас называется сеансовым подключением ), то IP-адрес вам выделяется только на время работы. Действительно, а зачем он вам нужен в то время, когда вы не пользуетесь Интернетом? Ведь компания, которая предоставляет вам доступ в Интернет, может пока выдать этот IP-адрес другому пользователю. Присвоение адреса на время сеанса связи называется динамическим распределением IP-адресов. Кстати, компания, оказывающая услуги по доступу в Интернет, у нас называется провайдером (от Internet Service Provider, сокращенно ISP).

Доменная система имен

Теперь нам все стало ясно. Мы набираем в окошке браузера адрес интересующего нас ресурса, и наш клиент-браузер формирует запрос и отправляет его по соответствующему адресу в сеть. В узлах сети всегда имеются программы-маршрутизаторы, которые направят ваш запрос в нужный узел. Там специальная программа-сервер (в нашем случае это WEB-сервер ) возьмет этот ресурс со своего компьютера и отправит его вам обратно по цепочке узлов. Что тут непонятного? Непонятно то, что вы обычно не набираете адрес ресурса в виде цифр, а вводите осмысленные сочетания слов, например, www.irnet.ru/olezhka2. И никаких вам, товарищи, IP-адресов! На самом деле, многим IP-адресам ставятся в соответствие состоящие из слов синонимы. Это чтобы пользователю их легче было запоминать. Адрес www.irnet.ru , например, это синоним IP-адреса 193.232.70.36, а /olezhka2 это название директории на компьютере с IP-адресом 193.232.70.36. Одному IP-адресу может соответствовать один или несколько синонимов. По-научному эти синонимы называются доменными именами. Ваш браузер (не важно, Эксплорер он или Навигатор), прежде чем отправлять запрос, сначала обращается к известному ему узлу, где установлена специальная программа сервер имен (DNS Domain Name System). Этот сервер и сообщает браузеру точный IP-адрес узла с нужным вам доменным именем. Для любознательных. В операционной системе Windows есть возможность организовать подобие очень быстрого DNS-сервера. Для этого в директории C:\WINDOWS необходимо разместить текстовый файл с именем hosts (без расширения), который состоит из двух столбцов: первый содержит доменные имена, а второй - соответствующие им IP-адреса. При работе в Интернете ваш браузер будет сначала обращаться к этому файлу, и лишь потом, если он не найдет там требуемый IP-адрес, он обратится к настоящему DNS-серверу. В файл hosts рекомендуется вписывать адреса часто посещаемых вами сайтов. Через некоторое время вы увидите, что скорость ваших блужданий по Интернету заметно возросла (из-за резкого уменьшения количества обращений к DNS-серверу).

От путешествия по WEB к электронной почте

Вот мы во всем и разобрались. Безусловно, помимо клиентов-браузеров бывают и другие клиенты, например, клиенты электронной почты (всякие там Outlook, Netscape Messenger, The Bat, Pegasus Mail, Pine, Eudorra и пр.), клиенты для приема и передачи файлов (их называют ftp-клиентами ), telnet-клиенты (простейший telnet-клиент программа telnet.exe на вашем компьютере), которые необходимы для интерактивной работы на удаленном узле и многие другие. Программы-серверы тоже бывают разными. Кроме теперь известных вам серверов (WEB, DNS и маршрутизаторов), существуют ftp-серверы (для передачи файлов), серверы приложений (очевидно, для удаленной работы с приложениями), серверы для передачи и приема почтовых сообщений (SMTP, POP, IMAP серверы) и всякие другие. О программах, обслуживающих электронную почту, мы сейчас поговорим подробнее.

Введение в электронную почту

Электронная почта это система, обеспечивающая передачу сообщений через компьютерные сети. При разработке этой системы за основу были взяты функциональные возможности обычной почты, именно поэтому устройство электронной почты очень похоже на обычную. Сейчас мы с вами это увидим.

Обыкновенная почта. Отправляем письмо

Что мы делаем, когда хотим отправить письмо приятелю или коллеге? Мы берем чистый лист бумаги, и пишем на нем какой-то текст. Дальше мы берем обыкновенный конверт и вкладываем этот листок в него. Потом мы конверт заклеиваем и пишем адрес получателя и адрес отправителя. Дальнейшее очень важно и интересно. Мы берем письмо, открываем дверь на лестничную площадку, спускаемся вниз и опускаем письмо в синий почтовый ящик, находящийся в ведении ближайшего почтового отделения. В принципе, мы можем с этим письмом проехать подальше и опустить его в ящик, относящийся к другому отделению связи. Письмо дойдет также и в том случае, если мы сядем на самолет, долетим до Ташкента и опустим его в почтовый ящик там. Опустив где бы то ни было письмо, мы вернемся в квартиру и закроем за собой дверь (на ключ или задвижку). В конверт (только побольше) можно вложить не только листочек с текстом, но и отдельный листок с картинкой, папочку с отчетами, коробку конфет, полотенце, другие небольшие вещи. Называться это будет уже бандероль, но суть от этого не изменится.

Обыкновенная почта. Получаем письмо

Теперь мы хотим получить письмо. Что будем делать для этого? Нам придется опять открывать дверь на лестничную площадку, спускаться на нижний этаж, где расположены ряды почтовых ящиков с подписанными номерами квартир. Там мы найдем свой ящик, откроем его ключом и достанем из него все пришедшие письма (если они там есть). Обратите внимание на следующие важные моменты. После того, как мы достали письма, ваш почтовый ящик окажется пуст. Далее. Кроме писем, которые вы ждете, в ящике могут оказаться и другие материалы (типа рекламы пластиковых окон), присылать которые вы никого не просили. Но достать их из ящика все равно придется (хотя бы для того, чтобы выбросить), а то ваш ящик постепенно забьется мусором. И еще важный момент. Вы можете достать почту только из ящика, от которого у вас есть ключ. Кстати, если у вас есть еще ключи от ящиков, расположенных не в вашем доме, а где-нибудь еще (пусть даже в Ташкенте!), то вы сможете достать почту и оттуда, надо только до тех ящиков добраться. Электронная почта. Отправляем письмо. Отправка электронного письма ничем не отличается от отправки обыкновенного. Помогает вам в этом клиентская почтовая программа (Outlook Express, Netscape Messenger, Internet Mail, WebMail, The Bat, Pegasus Mail, Pine, Eudorra, Demos Mail или что-нибудь десятое). Вы набираете текст письма, в нужное место вводите адрес получателя. Адрес отправителя на всех письмах обычно бывает один и тот же, поэтому его набирают один раз при настройке почтового клиента. Что важно: никто вам не мешает перед отправкой письма набрать какой-нибудь другой адрес отправителя, например, несуществующий, письмо все равно будет отправлено. С помощью почтовой программы к письму можно подсоединить и файлы программы, картинки, музыкальные записи. Для отправки письма надо сначала подсоединиться к Интернету (открыть дверь на лестничную площадку), для чего обычно приходится дозваниваться до провайдера. Ежели у вас постоянное подсоединение (аналогия: вы живете прямо в подъезде:)), то никуда звонить не надо. Затем вы нажимаете кнопочку "Send" (отправить), и программа-клиент немедленно опустит ваше письмо в синий ящик на улице.

Электронная почта. Получаем письмо

Чтобы получить электронное письмо, необходимо подсоединиться к Интернету и с помощью все той же почтовой программы обратиться к своему ящику (нажав на Get Mail или что-то подобное). Вам потребуется знание пароля (нужен ключ от ящика). Возможно, пароль уже был введен при настройке почтового клиента, и ваша программа заранее обучена, какой ящик и каким ключом ей открывать. Обратившись к ящику, программа выгребает из него всю пришедшую почту (если, конечно, она там есть). Заодно она выгребает и всевозможные рекламные письма, которых вы не ждете. Эти письма называются спамом и место им на помойке, то есть, в папке удаленных писем (которую надо не забывать периодически очищать). Далее ваша почтовая программа распечатает письма, достанет из них текст, всевозможные вложения (файлы, картинки) и покажет на экране конверт (адрес отправителя, дату и время отправки, тему сообщения), само письмо и картинки. Вложенные файлы вам будет предложено сохранить на диске. Строго говоря, письма из почтового ящика достает не почтовый клиент, а откликнувшийся на его просьбу специальный сервер, о чем мы сейчас поговорим подробнее.

Серверы SMTP

Теперь посмотрим, как происходит отправка электронного письма с точки зрения компьютерной сети. После нажатия на "Send" ваша почтовая программа-клиент ставит на конверте отметку-штамп (дата отправки, уникальный номер и собственное название) и передает ваше письмо почтовому серверу SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Имя этого SMTP-сервера заранее введено в клиентскую почтовую программу при ее настройке. Сервер ставит еще один штампик, в котором указывает дату, время и собственный IP-адрес. Затем сервер путем нехитрых махинаций определяет IP-адрес компьютера, на котором находится почтовый ящик получателя. По этому адресу SMTP-сервер и отправляет ваше письмо. Там его хватает SMTP-сервер, но уже другой! Получив ваше письмо, он ставит штампик и кладет его в почтовый ящик адресата. Этот ящик ничто иное, как самый обыкновенный файл, имя которого совпадает с именем владельца ящика. Файл находится в специальной spool-директории , среди файлов других владельцев почтовых ящиков, относящихся к одному и тому же провайдеру. Когда в почтовом ящике нет писем, этот файл хранится пустым и имеет нулевую длину. Получив письмо, последний из SMTP-серверов допишет его к этому файлу. Все прекрасно, если на компьютере, куда прилетело ваше письмо, существует ящик с именем вашего адресата. Ежели такого ящика там нет (или размер вашего письма превышает ограничение, установленное провайдером на размер входящей почты), то SMTP-сервер запустит программу со страшным названием Mailer-Daemon, которая отправит ваше письмо назад (по адресу отправителя), приписав объяснение, почему письмо не смогло быть доставлено адресату. Кстати, если самый первый SMTP-сервер не сумел определить, по какому IP-адресу ему отправлять ваше письмо (например, указанный вами почтовый домен просто не существует в природе), то он сам запустит Mailer-Daemon"а прямо на своем компьютере, и тот, в свою очередь, немедленно вам сообщит, что письмо не дошло до адресата, и, главное, почему не дошло.

Серверы POP

Теперь рассмотрим, как происходит прием письма. При нажатии на "Get Mail" ваша почтовая программа-клиент связывается с сервером входящей почты (который называется POP-сервером, Post Office Protocol Server) и передает ему запрос на проверку почтового ящика. Имя POP-сервера, обслуживающего ваш почтовый ящик, заранее введено при настройке почтовой программы. Связавшись с POP-сервером, почтовый клиент передает ему запрос, содержащий имя ящика и пароль (ключ от ящика). Кроме того, запрос содержит информацию о том, надо ли делать копии с писем и оставлять эти копии в почтовом ящике томиться дальше (последняя опция весьма нехарактерна для обычной, не электронной почты). Получив запрос, POP-сервер сравнивает пароль с хранящимся в списке паролей провайдера, находит файл с вашим именем в spool-директории (а файл этот содержит сразу все пришедшие письма), снимает с него копию и отправляет ее вашей почтовой программе-клиенту. Программа-клиент сообщает POP-серверу о том, что файл она получила, и только после этого POP-сервер обнуляет в spool-директории файл с вашим именем (превращает в пустой файл нулевого размера). Естественно, если программа-клиент попросила не стирать содержимое ящика, то POP-сервер делать этого не будет. Получив файл, содержащий новые сообщения, почтовый клиент разобьет его на письма и вытащит из них файловые вложения (если они там были) и даст вам возможность с ними ознакомиться.

"Чужие" почтовые серверы

Теперь рассмотрим, можно ли забирать письма из ящиков, не имеющих отношения к вашему Интернет-провайдеру. Да хоть в Ташкенте! Главное, чтобы вы знали три вещи: имя ящика, пароль (ключ от ящика) и точное название соответствующего ему POP-сервера. Кстати, имя POP-сервера обычно нетрудно узнать, если известен адрес электронной почты. Как это сделать, догадайтесь сами. Итак, мы знаем все необходимые данные. Остается их ввести в настройки почтовой программы и... "Get Mail"! Вся почта окажется у вас на компьютере. Можно также и отправить письмо, указав в настройках почтовой программы "неродной" SMTP-сервер. Здесь, правда, проблема состоит в том, что большинство SMTP-серверов настроено таким образом, что отправка "чужих" писем запрещена. Однако, в природе существуют и "открытые" SMTP-серверы; желающие могут их поискать.

Анонимные письма

Замечание для тех, кто обрадовался, узнав, что в письмах можно указывать неправильный обратный адрес, а тем более, отправлять письмо с "чужого" SMTP. Все гораздо хуже, чем вы думаете. Когда вы соединяетесь с Интернетом, ваш провайдер дает вам IP-адрес (возможно, динамический). У себя же он в специальных лог-файлах отмечает, что такой-то клиент с таким-то IP-адресом работал в Интернете в такое-то время. Затем, при отправке письма ваш почтовый клиент указывает "на конверте" помимо прочего ваш IP-адрес, дату и время. SMTP-серверы, получив ваше письмо, тоже шлепают на него необходимую служебную информацию: свой IP-адрес, дату, время. Эти же данные SMTP-серверы пишут и в свои лог-файлы. Допустим, вы решили анонимно отправить злые слова вашему начальнику. Указав в своей почтовой программе несуществующий адрес отправителя, вы отправляете начальнику письмо с "левого" SMTP-сервера. Начальник, получив такое письмо, может связаться со своим провайдером и попросить разыскать обидчика. Обычно подобная работа входит в обязанности любого провайдера. Посмотрев на IP-адреса, даты и времена, указанные в служебных полях вашего письма, провайдер начальника обращается к вашему собственному провайдеру с просьбой сказать, кому он выделял такой-то IP-адрес такого-то числа в такое-то время. И ваш провайдер, несомненно, назовет ваше имя, номер телефона и ваш домашний адрес. Эти данные будут тут же переданы вашему начальнику. А ваш провайдер просто лишит вас возможности пользоваться Интернетом: от греха подальше. Несомненно, существуют способы действительно анонимной отправки писем. Об этом можно почитать на каких-нибудь других сайтах.

Если у вас несколько почтовых ящиков

Когда у вас имеется несколько почтовых ящиков (тем более, на разных серверах), то вам наверняка хотелось бы иметь возможность снимать почту из всех ящиков одновременно или по очереди. Кроме того, как вам уже известно, если вы принялись скачивать почту, то вам придется снимать ее всю, пока ящик не освободится. Это, товарищи, связано с тем, что все пришедшие сообщения хранятся в spool-директории в одном общем файле, который и передается почтовому клиенту. Но не все потеряно. Существуют почтовые программы-клиенты, позволяющие работать одновременно с несколькими почтовыми ящиками, программы, позволяющие забирать почту выборочно, мало того, удалять нежелательные (или слишком большие) сообщения прямо на сервере, не тратя драгоценное интернет-время на перекачку ненужных писем. Одной из подобных программ я активно пользуюсь, называется она Magic Mail Monitor. Программа совершенно бесплатная, размер ее меньше 100 КБайт, а последнюю версию всегда можно скачать отсюда. Кое-какие операции с различными ящиками, включающие и выборочную работу с письмами на сервере, позволяет делать известный почтовый клиент "The Bat!".

Задачка для любознательных

Напишем некоторое письмо. В качестве адреса получателя укажем какой-нибудь несуществующий адрес, например, elkа[email protected]. Почтовую программу предварительно настроим так, чтобы она указывала также совершенно несуществующий адрес отправителя, скажем, [email protected]. Что произойдет при отправке письма? Mailer-Daemon, работающий на компьютере, имеющем отношение к demos.ru, снабдит ваше письмо комментариями и отправит его по адресу отправителя - [email protected]. Там уже Glasnet"овский Mailer-Daemon допишет очередной комментарий и отправит письмо отправителю, то есть, обратно на Demos. Там его опять возьмет местный Mailer-Daemon, добавит еще комментариев и вернет на Glasnet. Ну и так далее. Вроде бы получается, что письма будут ходить туда-сюда вечно. А вы как думаете? Ответы присылайте по адресу: [email protected].

Как работает интернет?

Интернет - это международная система компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP-пакетов. За счет сложной, очень разветвленной системы интернет позволяет охватить миллионы компьютеров во всем мире. Предлагаем вам узнать, как работает интернет.

Структура интернета

По всему миру в офисах компаний, государственных учреждений, в частных домах и квартирах стоят компьютеры. Отдельными группами они объединяются в небольшие локальные сети (от сети компьютеров в какой-то организации до городской сети). Те в свою очередь включаются в более крупные сети - региональные, национальные. Они также являются частью, только уже еще более масштабных сетей — континентальных. Эти сети соединяются между собой колоссальным по параметрам подводным трансатлантическим оптоволоконным кабелем. За счет этого, например, компьютер, стоящий в Орле, связан с компьютером в Ванкувере. Пользователи этих двух ПК посредством интернета могут общаться друг с другом.

Что касается того, как работает интернет на международном, общемировом уровне, то это достигается за счет глобальной сети — совокупности всех компьютеров мира, соединенных между собой с помощью интернета. Размеры ее поистине колоссальны, ведь она охватывает практически всю планету за исключением редких уголков, которые в силу географических, социальных, политических и прочих причин не имеют возможности работать с подобным ресурсом.

Кроме того, имеются достаточно крупные сети, не соединенные или соединенные лишь частично вместе с другими сетями мирового интернета. Например, такова ситуация в Северной Корее. В этой стране доступ к «Всемирной паутине» осуществляется исключительно по разрешению властей, а потому право на него имеют редкие чиновники высшего ранга. Внутри же самой страны работает внутренняя сеть под названием «Кванмен», которая стала доступна местным гражданам не так давно. Количество информации и ее характер жестко контролируются властями республики.

Как работает сеть интернет: составляющие элементы

Любое обращение к интернету (когда мы ищем какую-то информацию, открываем сайты и проч.) — это сложная цепочка последовательных действий, происходящих в сети. Причем каждый подобный процесс предполагает наличие обязательных составляющих. Далее мы кратко остановимся на них.

Пользователь

Или какая-то автоматическая программа, посылающая запросы в интернет для получения информации.

Компьютер

Или любое другое средство выхода в интернет, например, телефон, планшет. Без таких устройств выйти в сеть нельзя.

Интернет-провайдер

Это коммерческая организация, компания, открывающая доступ к интернету для отдельных компьютеров. В каждом городе, стране имеются свои провайдеры. При этом все провайдеры мира делятся на 3 большие категории.

• Первая - это владельцы какой-то доли мирового интернета, располагающие обычно своими оптоволоконными сетями, по которым они и передают трафик (то есть заданный объем информации, которую можно получить через интернет) сетевым провайдерам низшей группы.
• Вторая - это компании национального уровня или регионального (созданные несколькими соседними странами). Например, это "Ростелеком".
• Третья - это все остальные участники рынка, представленные менее крупными фирмами-провайдерами в городах и областях.

Финансовые взаимоотношения, определяющие, в частности, количество полученного трафика между всеми этими группами (а особенно между первой и второй категориями) провайдеров очень сложны. Здесь нередко играют роль не только экономические моменты, но и личные интересы, политика и проч.

Браузер

Это программа-клиент для работы в интернете, которую можно установить либо с диска, либо скачав через тот же интернет. Самыми популярными браузерами являются Google Chrome, Internet Explorer, Mozilla Firefox, Safari, Opera.

Пользователь может установить на свой ПК абсолютно любой браузер или даже несколько программ - по желанию. У каждой программы имеются свои особенности, плюсы и минусы.

Домен

Под этим понятием подразумевается некая зона в сети интернет, занятая тем или иным сайтом. Соответственно, у каждой страницы в интернете есть свое неповторимое доменное имя - адрес, по которому вы можете найти сайт в сети.

Запустив браузер, в адресной строке вы вводите именно доменное имя нужного вам ресурса. После этого система обращается с соответствующим запросом к сети интернет-провайдера. У провайдера установлен сервер типа DNS (Domain Name System), который позволяет перекодировать доменное имя сайта в IP-адрес. IP-адрес (Internet Protocol Address) - это уникальный адрес какой-то зоны в интернете, представленный, в отличие от доменного имени, в виде цифр. К слову, IP-адрес имеют не только сайты, но и сами компьютеры. Каждому ПК IP-адрес присваивает интернет-провайдер, предоставляющий доступ к сети. Это делается для того, чтобы иметь возможность поставлять трафик по нужному адресу, то есть к каждому конкретному ПК, а также чтобы решать какие-то проблемы в обслуживании.

После этого IP-адрес сайта перекодируется из десятичной системы вычисления в двоичную (с участием 0 и 1). В этом виде провайдер посредством сервера отправляет запрос о получении информации с нужного пользователю сайта на маршрутизатор.

Маршрутизатор

Другое название данного устройства - роутер. Оно обеспечивает передачу информации по каналу сети. Можно сказать, что маршрутизатор является двоюродным братом GPS-навигатора, используемого в жизни. Зная расположение двух точек (в случае с интернетом это компьютер пользователя и сайт в интернете), маршрутизатор прокладывает нужный путь между ними, чтобы обеспечить обмен информацией.

Передача информации осуществляется от одного маршрутизатора к другому вплоть до конечной точки - сервера.

Сервер

Мощный компьютер, который может выполнять в зависимости от его вида следующие задачи:

• Обеспечивает получение компьютерами сети интернет-трафика.
• Занимается перекодировкой доменных имен в IP-адреса.
• Хранит данные. Например, это может быть сервер с данными пользователей какой-то электронной почты: входящими и исходящими письмами, письмами в корзине и в папке со спамом, информация из адресных книг и проч.
• Размещает в своей памяти информации о различных сайтах сети, всех данных на них. Такие серверы называются хостингами.

Соответственно, в нашем примере запрос на открытие сайта будет передан через маршрутизаторы на соответствующий хостинг, хранящий информацию об искомой интернет-странице. Ответ сервера будет передан по обратной цепочке (через маршрутизаторы, интернет-провайдера и браузер) на ПК.

Однако прежде чем результат высветится на мониторе, для передачи информации будет использован один из многочисленных портов, которые использует ПК.

Порт

Это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. То есть, поступая на определенный IP-адрес, те или иные данные затем расходятся по разным портам. Так, существует порт для отправки электронной почтой и отдельно - для ее получения.

Для работы с веб-сайтами также существует отдельный порт. Он анализирует полученную информацию и отправляет ее в браузер. В результате перед нами открывается желанная страница.

На деле весь описанный процесс длится не более пары секунд. Вы сами можете это оценить, попробовав открыть какой-нибудь сайт. Страница появится перед вами буквально через мгновение после того, как вы введете ее доменное имя в адресную строку или, допустим, впишете какой-то запрос в окно поиска браузера.

Прежде чем разбираться, как устроен интернет, нам нужно узнать, что это такое.

Что такое Интернет?

Интернет – это всемирная система объединенных компьютерных сетей, построенная на базе IP и маршрутизации IP-пакетов.

Как устроен интернет?

На изображении справа показано вовсе не звездное небо, а сеть интернет на момент 2005 года. Как можно догадаться, интернет – это сеть сетей.

Маленькие сети объединяют в себя n-ое число компьютеров. Большие сети включают в себя маленькие сети, тем самым создавая связь между ними. Ну а самые большие сети – сети континентов соединяются между собой подводным трансатлантическим оптоволоконным кабелем. Вес такого кабеля, протянутого между континентами, измеряется тысячами тонн.

Из всех континентов в этой большой игре не участвует разве что Антарктида.

На изображении слева показана упрощенная схема интернета. Существуют также большие сети, которые не объединены с общим миром интернета. Примером такой большой сети может служить сеть Северной Кореи – Кванмён. Так как у Северной Кореи интернета в принципе нету, Кванмён является его заменителем, большой местной сетью с одним провайдером. Провайдер – это организация, предоставляющая услуги. Следовательно, интернет-провайдер – компания, предоставляющая услуги интернет. В целом, можно сказать, что у Северной Кореи свой отдельный интернет. Однако, устроен интернет везде одинаково 🙂

Архитектура Клиент-Сервер

В сетях принято разделение компьютеров на клиенты и серверы. Также существуют программы-клиенты (например, браузеры) и программы-серверы (например, веб-сервер Apache).
На изображении вы видите пример двухуровневой архитектуры Клиент-Сервер . Устройства-клиенты подключаются к устройству-серверу и получают обратную связь.

Как работает интернет?

Ну а теперь давайте рассмотрим самое интересное, как работает интернет .

Нас уже не удивляет то, что за пару секунд мы получаем веб-страницу на своем экране.
Но не многие знают, как это происходит. Сейчас об этом и поговорим.

Итак, у нас есть человек, кто угодно – я, вы, или ваш дальний родственник. У этого человека есть доступ к компьютеру, который он с радостью включает. Человек хочет зайти в интернет и для этого запускает браузер, т.е. программу-клиент, установленную на его компьютере..

Это мы все знали. А что же происходит в те милисекунды, которые мы не замечаем? Что же скрыто от наших глаз?

После ввода доменного имени в браузер, программа-клиент связывается с провайдером и сообщает ему о том, что она хочет запросить сайт сайт

На провайдере установлен DNS сервер, который преобразует доменное имя интернет-ресурса сайт в IP-адрес (IP – это межсетевой протокол) вида 178.162.144.134.

IP-адрес выдается провайдером каждому компьютеру при подключении к интернету, естественно веб-сайты тоже имеют свои ip-адреса. На данный момент существует две версии IP – 4-ая (IPv4) и 6-ая (IPv6). Была еще и 5-ая версия, но она не была принята для публичного пользования. В настоящее время наиболее широко используется 4-ая версия IP.

IP-адреса нужны для нахождения компьютеров в сети. Ведь нужно знать, куда отправлять пакет. На почте, вам нужно указать адрес получателя. В сети вместо адреса выступает IP.

После этого, IP переводится из десятичной системы исчисления в двоичную и принимает привычный машинный вид в виде цифр 0 и 1.

Далее, провайдер пересылает ваш запрос сайта на маршрутизатор (или по-другому — Роутер).
Маршрутизатор – это устройство, которое согласно таблицам маршрутов направляет передаваемые пакеты информации по указанному адресу. Маршрутизатор – это что-то вроде аналога GPS-навигатора в реальной жизни, он знает маршрут и указывает рабочий путь передаваемому пакету информации.

Пакеты передаются от одного маршрутизатора к другому, пока не достигают сервера, т.е. того IP-адреса, который был указан клиентом в виде получателя.

На web-сервере обрабатывается вся полученная информация и выдается результат в виде html-страницы, то есть обычной веб-страницы, которые мы так часто видим на экране.

Данный результат отправляется по обратной цепочке через маршрутизаторы и провайдера к нашему компьютеру, после чего встает вопрос, а куда дальше-то пакеты посылать? В какую программу?

Для этого предназначены порты .

Что такое порт?

Порт – это системный ресурс, выделяемый приложению для связи с другими приложениями в сети. Все программы для связи между собою посредством сети, используют порты.

Если провести аналогию с домом, то дом – это IP, а квартира – это порт. Список портов можно посмотреть, открыв файл services по адресу: C:\Windows\System32\drivers\etc (ваш адрес может отличаться)

Как мы видим, портов здесь достаточно много. Например, порт 25 служит для отправки почты, порт 110 для ее получения. Веб-сайты работают на порту номер 80, а система DNS, о которой мы уже говорили – на порту 53.

Мы можем проверить работу портов в браузере. Если мы введем веб-сайт и после него, укажем:80, то у нас откроется веб-сайт, а если укажем:53, то получим сообщение об ошибке следующего содержания: «Данный адрес использует порт, который, как правило, не используется для работы с веб-сайтами. В целях вашей безопасности Firefox отменил данный запрос».

Порт номер 21 используется для FTP, как мы уже знаем из прошлых уроков. Порты 135-139 используются системой Windows для доступа к общим ресурсам компьютера – папкам, принтерам. Эти порты должны быть закрыты фаерволлом для Интернета в целях безопасности. Порты 3128, 8080 используются в качестве прокси-серверов. Прокси – это компьютер-посредник, например, между моим компьютером и веб-ресурсом, на который я хочу зайти. Прокси используются для самых разных целей. Бывают бесплатные и платные прокси. Настроить их можно в настройках браузера. В браузере Firefox это делается следующим образом:

1. Заходим в настройки
2. Переходим в «Дополнительные»
3. Открываем вкладку «сеть»
4. В блоке «соединение» жмем кнопку «настроить»
5. Переходим на ручную настройку прокси-сервера
6. Указываем данные прокси

Как посмотреть установленные соединения?

Чтобы посмотреть текущие соединения , нужно войти в командную строку:

1. Нажимаем сочетание клавиш «Windows» + «R»
2. Вводим в поле значение «cmd»
3. Нажимаем «Ок»

Мы попали в командную строку и теперь можем увидеть текущие соединения с помощью команды netstat –an
Нам выдается список результатов установленных соединений нашего компьютера с удаленными узлами.
Узлами называются любые устройства, участвующие в соединении компьютерной сети. Например: компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и коммутаторы.

Кстати говоря, отличие маршрутизаторов от коммутаторов заключается в том, что первые используются для соединения разнородных сетей, например: локальной сети и сети интернет. А вторые – только для однородных, например, только для локальной сети. Сами устройства – очень похожи.

Вернемся к командной строке. Текущие соединения, мы уже видим.
Итак, в первой колонке, мы замечаем, что соединения могут делиться на 2 протокола: TCP и UDP.
Протокол – это набор правил и действий, по которым должно осуществляться соединение и обмен данными между устройствами, включенными в сеть.
Оба протокола — TCP и UDP, отвечают за транспортировку данных. Отличие первого протокола (TCP) от второго (UDP) в том, что первый гарантирует доставку пакетов, а второй нет. Дальше углубляться в работу протоколов, мы не будем.

Локальный адрес – это адреса на нашем компьютере. Внешний адрес – адреса из сети. Состояние – это состояние соединения. Опять же, углубляться не будем, а просто возьмем любой внешний IP и с портом 80 и проверим, действительно ли этот веб-сайт у нас запущен. Почему я сказал веб-сайт? — Потому что на 80 порте, как нам известно, у нас располагаются веб-ресурсы.

Итак, берем IP — 212.73.221.199:80

Переходим в браузер и пишем этот IP-адрес в адресную строку. Порт писать не обязательно, потому что 80-ый порт стоит в браузерах по умолчанию.

Мы видим сайт Лаборатории Касперского. Данный сайт, у меня не был запущен в браузере. Возникает вопрос: почему нам было показано тогда данное соединение?
Ответ очевиден: потому что оно было установлено. В нашем случае, не браузером, а антивирусом, который стоит у меня на компьютере.

Вот таким вот образом, вы можете увидеть и проверить все свои установленные соединения.
И вот после всех этих мучений, данные попадают в нужную программу, в нашем случае – в браузер.
А теперь давайте, ради интереса, взглянем на весь путь прохождения пакетов от клиента к серверу.

Как посмотреть путь прохождения пакетов?

Данные от клиента к серверу и наоборот посылаются пакетами, небольшими объемами информации. Чтобы посмотреть этот путь, можно воспользоваться одной из двух похожих команд: tracert и pathping . Единственное условие, после указания команды, через пробел нужно ввести адрес, с которым будет установлена связь (т.е. проведена трассировка). Все это мы вводим в командной строке. Таким способом, мы увидим весь путь прохождения пакетов от нашего компьютера-клиента к внешнему компьютеру-серверу. То есть то, о чем, я пытался рассказать вам на картинке с маршрутизаторами и провайдерами.

Для примера, я воспользуюсь первой командой: tracert сайт
На примере прокладывается трассировка маршрута к сайту сайт или к IP – 178.162.144.134
Трассировка была проведена в 11 прыжков. Мы видим, что до самого сервера она дошла всего за 3 прыжка. Кстати говоря, таким образом, мы еще и узнали, на каких серверах располагаются сайты хостинга imhoster.net – на серверах голландского хостинга . Давайте откроем этот сайт в браузере.

Ну а после всего этого пути с одиннадцатью прыжками, человек замечает только результат html-страницы, обработанной браузером на своем компьютере. Но Вы-то теперь знаете, как это происходит.

Вот так просто и одновременно непостижимо работает интернет !

Добрый день, я новичок в сетевых технологиях так что строго не судите, стало интересно, как работает интернет провайдер и почему разные провайдеры по разному действуют, если такой вопрос уже был, то прошу прощения.

Два провайдера, один работает по GPON, ONT может стоять в доме на чердаке, к абонентам витая пара или дома у абонента, если тариф гигабит, белые динамические ip адреса по dhcp, нет привязки по mac-адресу. Каждый абонент имеет свой влан client-VLAN, а ONT имеет свой влан, т.е по QinQ работает.
А второй провайдер по ethernet, абоненты с одного или нескольких свитчей могут быть в одном влане, по территориальному признаку, серые ip адреса также по dhcp, с привязкой по mac-адресу и с iptv по мультикасту.

1. Есть ли госты\международные стандарты по тому, как провайдер должен построить сеть или хотя бы как делают умные ребята и как делать не нужно? Стоит ли для каждого абонента делать отдельный влан или объединять группы абонентов в широковещательные домены? Какие плюсы и минусы для каждого из способов для провайдера и для абонента?
2. От чего зависит выбор как строить сеть на физическом и логическом уровне?
3. Связанно это с типом кабеля? Или можно и для оптики сделать, чтобы абоненты были в одном широковещательном домене (с одного района например), а те, что по витой паре наоборот для каждого отдельный влан?
4. У первого провайдера ip адреса динамические, т.е есть какой то пул, который ему выделили для абонентов и клиент получает тот, который свободен сейчас? у второго провайдера также из пула адресов выдается ip или все выходят под одним и тем же? Это связанно с тем, что у второго просто закончились ip адреса из за большего количества пользователей и первый провайдер тоже всех за NAT переведет, когда клиентов станет много? Как крупные провайдеры используют ip диапазон, динамические ip или за nat (понятно, что они выкупают маленьких провайдеров и везде по разному, есть ли стандарт к которому они стремятся или должны стремится или если все работает, то и так сойдет?)
5. По поводу iptv. У меня дома роутер с днс от гугл, от него кабель к Smart TV и у провайдера есть собственное приложение для просмотра. Проблема была в том, что у меня не было списка каналов и решилось тем, что я поставил днс на роутере от провайдера, как объяснили в ТП это было связанно с тем, что так как у меня серый IP он соответствовал адресу NAS и так как этот адрес не соответствовал адресу никакому из абонентов, то список был пуст. Но разве может быть выдан адрес NAS абоненту? это же просто сетевое хранилище, бред или нет? проверил свой IP на сайте и попросил друга подключенного к этому же провайдеру с моего дома, проверить. у нас были разные ip. значит техподдержка врет?(это второй провайдер, да со статическим ip все бы работало, но мне интересно, что не так с серыми ip)