Как работает Интернет

1. Как работает Интернет

2. Интернет сегодня

Интернет сегодня — это целый мир, в
котором происходит множество событий.
Практически каждый из нас тем или иным
способом оставил в нем свой след, ведь
ежедневно мы
используем множество Интернет-ресурсов
для общения, поиска информации, покупок,
развлечения.
• Мы обращаемся к нему, когда хотим посмотреть прогноз погоды или узнать последние новости,
спрашиваем у него правильный ответ.
• Ежедневно мы общаемся с друзьями в социальных сетях, отправляем и принимаем кучу электронных писем
и мгновенных сообщений. Интернет сделал возможным постоянное общение людей не только из разных
городов и стран, но даже с различных континентов. В Интернете можно познакомиться с различными
людьми, с которыми никогда не встретишься в реальной жизни. Интернет по большей части заменил
походы в различные учреждения за услугами и упростил поиск необходимой информации во много раз.

3. Всемирная паутина

Не случайно
один из сервисов
Интернета —
WWW, который
часто практически
отождествляют
с понятием еще
называют
Всемирной
паутиной. Но как
же плетется такая
гигантская сеть?
Обычно сначала
объединяется
небольшое
количество
компьютеров
и образуется так
называемая
локальная сеть
В локальную сеть,
как правило,
входит не более
тысячи
компьютеров.
Затем полученные
локальные сети
постепенно
объединяют
между собой до
тех пор, пока все
компьютеры в
мире не будут
связаны. Таким
образом и
образуется
глобальная сеть
или Интернет
Сети могут быть
связаны между
собой
различными
способами. Все
виды соединений
можно разделить
на две большие
группы:
проводные и
беспроводные

4. Проводные виды Интернет-соединений

Модемное соединение – обычная телефонная линия и модем. Принцип связи основывается на том,
что по телефонной лини производится дозвон до провайдера, после чего компьютер получает доступ к
сети. Это самый простой и низкоскоростной вид связи, к тому же имеет существенный недостаток –
«занятость» телефонной линии на время связи, поэтому от него почти отказались.
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), что в переводе означает «асимметричная цифровая
абонентская линия», сходна с обычной телефонной системой, соединение также использует
телефонную пару, но при этом по телефонным линиям передается цифровой сигнал. Это позволяет
пользователям одновременно вести телефонный разговор и обмениваться данными через Интернет,
скорость соединения при этом гораздо выше, чем в предыдущем варианте.
Выделенная линия – высокоскоростной вид соединения, при таком соединении пользователь имеет
постоянную связь с сетью Интернет. Технология заключается в том, что провайдер протягивает к
компьютеру пользователя отдельную кабельную линию. При таком виде связи на компьютере можно
разместить почтовый, файловый или веб-сервер, а также объединить несколько компьютерных сетей.

5. Беспроводные виды Интернет-соединений

Wi-Fi – для соединения с Интернетом необходимо наличие на компьютере специального
беспроводного адаптера, этот вид соединения в основном используется владельцами мобильных
компьютеров (ноутбуков и планшетов), так как в современные модели таких устройств Wi-Fiадаптеры уже встроены. Неудобством этого вида соединения является необходимость нахождения
компьютера в зоне уверенного приема Wi-Fi-сигнала. В настоящее время такие зоны появляются в
местах временного пребывания людей – кафе, гостиницах, общественном транспорте. Но в нашей
стране зона Wi-Fi-покрытия еще слишком мала, поэтому выйти в Интернет в любом месте и в любое
время, используя этот вид связи, не получается.
Соединение через 3G/4G-модем – такую услугу сейчас предоставляют практически все операторы
сотовой связи. Для установления связи с Интернетом необходим usb-модем и simой вид соединения
работает на всей территории действия сотовой сети, то есть практически везде! Но скорость такого
соединения пока еще оставляет желать лучшего.
Спутниковое соединение – это самый высокоскоростной вид соединения, обеспечивающий доступ к
сети Интернет из любой точки земного шара. Этот вид соединения используется в основном
провайдерами, крупными компаниями и предприятиями, а также правительственными и военными
организациями, так как в данном случае используются спутниковые каналы связи, требующие
наличия специального оборудования.

6. Серверы и клиенты

Серверы – это мощные компьютеры,
работающие круглосуточно. Они постоянно
подключены к сети Интернет, хранят и
пересылают информацию по запросу других
компьютеров. Серверы надежно хранят
большие объемы информации и могут
обрабатывать огромное количество запросов
одновременно
Клиенты – это персональные компьютеры
пользователей, благодаря специальным
программам такие компьютеры способны
составлять и отправлять запросы к серверам, а
затем получать и отображать информацию.
Чаще всего такие компьютеры не соединены с
Интернетом постоянно, а подключаются,
когда это необходимо. Для подключения к
Интернету обычно пользователю необходимо
обратиться к Интернет-провайдеру
Интернетпровайдер – это
специальная
организация,
предоставляющая
доступ к сети
Интернет через
свой сервер

7.

Компьютеры пользователя подключается к серверу
провайдера по телефонной линии, выделенному
каналу или беспроводной сети, а тот, в свою очередь,
соединен с Интернетом постоянно по
высокоскоростным линиям связи
Маршрутизатор (или роутер) – это
устройство, которое создает
локальную сеть, принимает данные от
Интернет-провайдера и передает их
конечному потребителю по кабелю
или при помощи беспроводной
технологии Wi-Fi
Но что делать, если хочется подключить к сети,
скажем, сразу три компьютера? Чтобы решить эту
проблему, каждый компьютер в сети подключается к
специальному маленькому компьютеру. Этот
компьютер называется маршрутизатором.
Маленькое устройство скрывает под собой компьютер, который
оборудован собственной операционной памятью, а также
процессором. В обычном роутере должен присутствовать WAN-порт,
необходимый для состыковки с проводом Интернет-провайдера.
Учитывая разнообразность технологий, элемент соединения может
различаться в зависимости от типа кабеля: оптический, телефонный
или Ethernet
Подключая компьютеры к маршрутизатору, а затем маршрутизатор к другому маршрутизатору, мы можем
увеличивать нашу сеть до сколь угодно больших размеров. Провайдер же обслуживает специальные
маршрутизаторы, которые не только подключены друг к другу (объединяют в единую сеть всех клиентов
провайдера), но также связаны с маршрутизаторами других провайдеров
Таким образом, Интернет – это сеть сетей, которая объединяет в себе всю
вышеперечисленную инфраструктуру. Кроме того, компьютеры, подключенные в сеть
Интернет, всегда имеют возможность связаться друг с другом!

8.

Нетрудно догадаться, что для того чтобы клиент мог
отправлять запросы и отображать полученную
информацию, а сервер – обрабатывать запросы
клиентов и отправлять ответы на них, необходимо
установить на этих компьютерах специальные
программы. Но в сети соединены между собой
миллионы совершенно различных типов
компьютеров, в которых установлены различные
операционные системы, клиентские или серверные
программы. Как же все эти программы, написанные
различными авторами для разных типов
компьютеров, взаимодействуют между собой?
Обмен информацией между компьютерами
происходит по специальным правилам – протоколам.
Работа в Интернете возможна благодаря набору
протоколов TCP/IP, обеспечивающему возможность
взаимодействия между компьютерами. Этот набор
включает в себя протоколы нескольких уровней:
Прикладной
Транспортный
Сетевой
Канальный

9. Для пользователей Интернета наиболее интересен прикладной уровень. Этот уровень включает в себя протоколы для обмена данными:

HTTP – протокол передачи
гипертекста, этот протокол
используется для просмотра
веб-сайтов
FTP – предназначен для
передачи файлов
POP3, IMAP – протоколы, предназначенные для
приема электронных писем с помощью почтовых
программ-клиентов
FXP – этот протокол служит
для передачи файлов с одного
tip-сервера на другой
SMTP – протокол для отправки электронных
писем
Это, конечно же, не полный перечень протоколов, но эти
используются чаще всего

10. Для того чтобы воспользоваться какой-либо из служб Интернета, Вам понадобится:

Компьютер, подключенный к
сети через сервер провайдера
Программа-клиент, которая
умеет работать по протоколу
выбранной службы
Адрес сервера, на котором
установлена соответствующая
программа-сервер

11. IP и DNS

Все компьютеры в сети Интернет имеют уникальный
IP-адрес (Internet Protocol Address), он состоит из
четырех чисел, разделенных точками, например:
193.232.70.36.
Каждое число может быть от 0 до 255. По этому
адресу компьютер может отыскать в любом уголке
мира, то есть IP-адрес для компьютера, как для нас
номер сотового телефона.
Но такие адреса человеку запомнить неудобно,
поэтому для облегчения поиска страниц во
Всемирной паутине была придумана система
доменных имен (DNS – Domain Name System).
По этой системе IP-адресу может быть поставлено в
соответствие одно или несколько доменных имен,
представляющих собой набор символов, которые
легче запомнить человеку. Обычно это не
произвольный набор символов, а название сайта.
Например: www.google.ru

12. Как работает браузер? Для того чтобы зайти на какой-нибудь сайт, нужно набрать адрес этого сайта в специальной строке браузера

и нажать клавишу Enter. После этого
происходит следующее:
Браузер формирует и отправляет запрос DNS-серверу, чтобы узнать, какой IP-адрес соответствует
набранному в адресной строке доменному имени. DNS-сервер – это программа, которая преобразует
доменный адрес в цифровой IP-адрес и наоборот.
Браузер получает от DNS-сервера ответ в виде IP-адреса нужного тебе сервера.
Браузер формирует и отправляет HTTP-запрос к серверу по полученному IP-адресу, запрашивая его
отправить копию сайта для клиента. Это сообщение и все остальные данные, передаваемые между
клиентом и сервером, передаются по Интернет-соединению с использованием протокола TCP/IP.
Сервер, получивший запрос, производит отправку файлов сайта в браузер в виде небольших порций,
называемых пакетными данными.
Браузер собирает маленькие куски в полноценный сайт и отображает его на экране твоего
персонального компьютера.

13. Весь процесс занимает несколько секунд и может быть схематично изображен так:

14.

Веб-сервер получает запрос и ищет нужную
HTML-страницу. Если страница существует,
веб-сервер подготавливает ответ и отправляет
его обратно в браузер. Если сервер не может
найти запрошенную страницу, он отправит
сообщение об ошибке: HTML 404. Это
означает: «Страница не найдена».
Каждый пакет помечается
заголовком TCP, который
включает в себя номера
портов источника и
получателя, и заголовком
IP, который включает IPадреса источника и
получателя. Затем пакет
передается по каналам
связи
Перед отправкой ответа информация разбивается на
множество крошечных фрагментов, называемых пакетами.
Если бы сайты отправлялись одним большим куском, тогда
бы только один пользователь мог скачать сайт за один раз,
и это очевидно сделало бы пользование Интернетом не
эффективным и не очень радостным.
TCP/IP – это система, состоящая из двух частей и функционирующая как
фундаментальная «система управления» Интернета. IP означает Интернетпротокол, его работа заключается в отправке и маршрутизации пакетов на
другие компьютеры с использованием заголовков IP (т.е. IP-адресов) в каждом
пакете. Вторая часть, протокол управления передачей (TCP), отвечает за
разбиение сообщения или файла на более мелкие пакеты, маршрутизацию
пакетов правильному приложению на целевом компьютере с использованием
заголовков TCP, повторную отправку пакетов, если они теряются в пути, и
повторную сборку пакетов в правильном порядке после того, как они достигли
другого конца.

15.

После получения ответа от
сервера, веб-браузер берет
полученную HTML-страницу,
а затем анализирует ее,
выполняя полное
сканирование с ног до головы
в поисках других
перечисленных ресурсов,
таких как изображения,
файлы CSS, файлы JavaScript
и т.д. Для каждого
перечисленного ресурса
браузер делает
дополнительные HTTPзапросы к серверу для
получения каждого ресурса.
Когда у браузера есть все
ресурсы, составляющие вебсайт (HTML, CSS, JavaScript,
изображения и т.д.), он
должен пройти еще
несколько шагов, чтобы
отобразить ресурсы в виде
удобочитаемой веб-страницы.
Существует алгоритм разбора
HTML, который сообщает
браузеру, как анализировать
ресурсы. После анализа он
генерирует древовидную
структуру элементов HTMLдокумента DOM. DOM – это
объектная модель документа,
то есть соглашение о том, как
представлять объекты,
расположенные в документе
HTML.

16.

После построения дерево DOM,
анализируются таблицы стилей.
Используя эту информацию,
браузер перемещается по узлам
DOM и вычисляет стиль CSS,
позицию, координаты и т.д. для
каждого узла. Как только браузеру
становятся известны все узлы
DOM и их стили, он, наконец,
готов соответствующим образом
отобразить страницу на экране

17. Доменные имена и хостинги

Доменные имена и хостинги – это базовые услуги, без которых невозможно создать ни один сайт в
Интернете. Доменное имя (или домен) это человекочитаемый адрес сайта, а вот хостинг для сайта –
это пространство на сервере, на котором он «живет».
Любой сайт – это по факту набор файлов (тексты, изображения, видео, программные скрипты, база
данных и т.д.). Чтобы пользователи Интернета вообще смогли увидеть его, недостаточно иметь файлы
сайта на своем ПК, их нужно выложить в сеть.
Выкладываются файлы сайтов на компьютеры со специальными ПО, которые называются серверами.
Серверы находятся в сети круглые сутки, обеспечивают непрерывную работу сайта и защищают его
от вредоносных атак. Чтобы разместить файлы сайта, нужно арендовать место на сервере или целый
сервер, если сайт содержит много контента и нацелен на широкий поток посетителей.
Таким образом, хостинг – это аренда мощностей и места на сервере для сайта

18. Размещение хостинга

Конечно, можно попробовать разместить свой сайт на
домашнем ПК: перечитать множество форумов,
попытаться настроить программное обеспечение (вебсервер, сервер баз данных, ftp-сервер и много другого),
установить статический IP-адрес для работы сайта,
Интернет-канал и электропитание. Но, к сожалению, в
домашних условиях гарантировать наличие и
бесперебойную работу всех элементов почти невозможно:
к примеру, могут отключить электричество или
возникнуть проблемы с Интернет-соединением. Кроме
того, для этого требуется масса знаний об устройстве сети
и принципах работы сетевых протоколов.
Платный веб-хостинг уже включает в себя все нужные
компоненты для надежной работы:
Настроенное программное обеспечение
Бесперебойное электропитание
Надежный Интернет-канал
Круглосуточная профессиональная поддержка

19.

За доменные имена тоже чаще всего приходится платить, так как выбрать для своего сайта
произвольное доменное имя невозможно, оно уже может быть занято.
Компании, называемые регистраторами, ведут реестры доменных имен, которые содержат
техническую и административную информацию, связывающую домен и его владельца. Но при этом
нельзя «купить доменное имя» навсегда. Оплатить можно только право использовать доменное имя в
течение одного или несколько лет.
Таким образом, чтобы создать сайт, нужно зарегистрировать домен и заказать услугу хостинга у
хостинг-провайдера.
Кстати, не стоит путать доменное имя и URL. URL-адреса идентифицируют конкретный веб-ресурс. В
состав URL-адреса входит протокол, доменное имя и путь к ресурсу на веб-сервере,
соответствующему этому доменному имени.

20.

Само доменное имя имеет структуру, состоящую из нескольких частей (частей может быть бесконечное
количество, но на практике число уровней обычно невелико), разделенных точками и читаемых справа
налево:
Каждая из этих частей предоставляет специфическую информацию о доменном имени.
Домены первого уровня (например, com, net, ru, org, info, biz, ua, de и т.д.) называют еще зонами или
корневыми доменами. Корневой домен сообщает пользователям наиболее общую информацию о
службе, доступной по доменному имени.

21.

Домен сразу за корневым доменом также называют доменом второго уровня.
Доменное имя может включать неограниченное количество доменов, нет никакого ограничения только
на три домена в составе доменного имени. Например, www.inf.ed.ac.uk – это корректное доменное имя.
Но доменные имена более «низких» уровней (часто называемые «поддоменами») может создавать
только тот, кто контролирует «верхнюю» часть доменного имени (домен второго уровня).
Лучше всего использовать для сайта домен второго уровня, а поддомены можно использовать для
отдельных сервисов, связанных с основным сайтом, но имеющих свой функционал или, например,
предназначенных только для определенных групп пользователей.

22. Что такое DNS

DNS (система доменных имен)
напоминает записную книжку для вебсайтов. Когда вводишь веб-адрес в своем
браузере, браузер обращается к DNS,
чтобы найти реальный адрес веб-сайта,
прежде чем он сможет его получить.
DNS-сервер преобразует доменный адрес
в цифровой IP-адрес и наоборот.

23.

Базы данных DNS хранятся на каждом DNS-сервере по всему миру, и эти серверы обращаются за
обновлениями к нескольким серверам, называемым authoritative name server или «корневой DNSсервер». Когда регистратор создает или обновляет информацию о зарегистрированном домене, она
должна обновиться во всех DNS-базах. Каждый DNS-сервер хранит информацию о домене
фиксированное количество времени, а затем автоматически обновляет ее (DNS-сервер запрашивает
корневой сервер снова). Соответственно, обновление баз занимает какое-то время, пока информация о
новых или измененных доменах распространяется по Интернету.
Очень часто DNS-сервер, к которому обращается компьютер, не знает конкретного домена и
запрашивает о нем корневые DNS-сервера по мере требования, а не через заданный интервал, таким
образом тоже происходит обновление информации в DNS.

24. Работает все это следующим образом:

Когда ты
вводишь
доменное имя в
строку
браузера,
браузер
спрашивает
твой
компьютер,
знает ли он уже,
какому IPадресу
соответствует
этот домен
(используя
локальный
DNS-кеш). Если
имя есть в
кеше, оно
транслируется в
IP-адрес, и
браузер
направляется к
необходимому
серверу и все.
Если же твой
компьютер не
знает, какой IPадрес
соответствует
доменному
имени, то
браузер
связывается с
Интернетпровайдером,
чтобы
выполнить
DNS-поиск IPадреса вебсервера, на
котором
размещен
домен.
Служба DNS
сначала
свяжется с
корневым
сервером имен,
который
просматривает
доменное имя и
отвечает IPадресом сервера
имен для
домена
верхнего уровня
(корневого
домена). Этот
адрес
отправляется
обратно в
службу DNS.
Служба DNS
выполняет еще
одно обращение
к серверу имен
теперь уже для
домена первого
уровня
(например,
.com) и
запрашивает у
него адрес
сервера для
отправленного
браузером
доменного
имени.
Как только
Интернетпровайдер
получает IPадрес целевого
сервера, он
отправляет его
в твой веббраузер, после
чего браузер
может
отправить
HTTP-запрос к
серверу по
полученному
IP-адресу.
1
2
3
4
5

25. Выполните практическое задание по теме