Hvordan fungerer internettet? Hvordan arbejder han?

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 05:21

Hvordan fungerer internettet? Godt spørgsmål! Dens vækst har været eksploderet, og.com-websteder vises konstant på tv, radio og magasiner. Da det er blevet en væsentlig del af vores liv, er det nødvendigt at forstå det godt for at kunne bruge dette værktøj mest effektivt. Denne artikel forklarer begreberne og typerne af internettet, dets grundlæggende infrastruktur og de teknologier, der gør det muligt.

Glob alt netværk

Internettet er norm alt defineret som følger. Det er et glob alt netværk af computerressourcer forbundet med højtydende kommunikationslinjer og et fælles adresseområde. Derfor skal hver enhed, der er tilsluttet den, have et unikt ID. Hvordan er en computers IP-adresse arrangeret? IPv4 internetadresser skrives i formen nnn.nnn.nnn.nnn, hvor nnn er et tal mellem 0 og 255. Forkortelsen IP står for Internetworking Protocol. Dette er et af de grundlæggende begreber på internettet, men mere om det senere. For eksempel har én computerid'et er 1.2.3.4 og det andet er 5.6.7.8.

Hvis du opretter forbindelse til internettet via en internetudbyder, tildeles brugeren norm alt en midlertidig IP-adresse, så længe fjernadgangssessionen varer. Hvis forbindelsen er oprettet fra et lok alt netværk (LAN), kan computeren enten have et permanent ID eller et midlertidigt ID fra en DHCP-server (Dynamic Host Configuration Protocol). Under alle omstændigheder, hvis pc'en er forbundet til internettet, har den en unik IP-adresse.

Ping-program

Hvis du bruger Microsoft Windows-operativsystemet eller en af Unix-varianterne, er der et praktisk program, der giver dig mulighed for at tjekke din internetforbindelse. Det hedder ping, formentlig efter lyden de gamle ubåds-ekkolod lavede. Hvis du bruger Windows, skal du åbne et kommandopromptvindue. I tilfælde af et operativsystem, der er en række Unix, skal du gå til kommandolinjen. Hvis du f.eks. skriver ping www.yahoo.com, sender programmet en ICMP (Internet Control Message Protocol) ekkoanmodningsmeddelelse til den angivne computer. Den adspurgte maskine vil svare. Ping-programmet tæller den tid, det tager at returnere et svar (hvis det gør det). Hvis du indtaster et domænenavn (f.eks. www.yahoo.com), vil hjælpeprogrammet også vise computerens IP-adresse.

Protokolpakker

Så computeren er forbundet til netværket og har en unik adresse. For at gøre det klart for "dummies", hvordan internettet fungerer, skal du forstå, hvordan en pc"taler" med andre maskiner. Antag, at brugerens enheds IP-adresse er 1.2.3.4, og han ønsker at sende en besked "Hej, computer 5.6.7.8!" til maskinen med adressen 5.6.7.8. Det er klart, at meddelelsen skal transmitteres over enhver kanal, der forbinder brugerens pc til internettet. Lad os sige, at en besked sendes via telefon. Det er nødvendigt at konvertere teksten til elektroniske signaler, transmittere dem og derefter genpresentere dem som tekst. Hvordan opnås dette? Gennem brug af en protokolpakke. Det er nødvendigt for enhver computer at kommunikere på det globale netværk og er norm alt indbygget i operativsystemet. Pakken kaldes TCP/IP på grund af de 2 primære kommunikationsprotokoller, der bruges i den. TCP/IP-hierarkiet er som følger:

• Anvendelseslag. Den bruger protokoller, der er specifikke for WWW, e-mail, FTP osv.
• Transmissionskontrolprotokollag. TCP dirigerer pakker til specifikke programmer ved hjælp af et portnummer.
• Internetprotokollag. IP dirigerer pakker til en bestemt computer ved hjælp af en IP-adresse.
• Hardwareniveau. Konverterer binære data til netværkssignaler og omvendt (f.eks. Ethernet-netværkskort, modem osv.).

Hvis du følger stien til "Hej, computer 5.6.7.8!" Noget som dette vil ske:

1. Beskedbehandling starter ved toplagsprotokollen og arbejder sig ned.
2. Hvis beskeden, der sendes, er lang, skal hvert niveau den sendes igennempasserer, kan opdele det i mindre stykker data. Dette skyldes, at information sendt over internettet (og de fleste computernetværk) er i håndterbare stykker kaldet pakker.
3. Pakker sendes til transportlaget til behandling. Hver enkelt får tildelt et portnummer. Mange programmer er i stand til at bruge TCP/IP-protokolpakken og sende beskeder. Du skal vide, hvilken på destinationscomputeren der skal modtage beskeden, fordi den vil lytte på en bestemt port.
4. Yderligere går pakkerne til IP-niveauet. Her modtager hver af dem en destinationsadresse (5.6.7.8).
5. Nu hvor beskedpakkerne har et portnummer og en IP-adresse, er de klar til at blive sendt over internettet. Hardwareniveauet sørger for, at pakkerne, der indeholder teksten i beskeden, konverteres til elektroniske signaler og transmitteres over kommunikationslinjen.
6. I den anden ende har internetudbyderen en direkte forbindelse til internettet. Routeren kontrollerer destinationsadressen for hver pakke og bestemmer, hvor den skal sendes. Ofte er næste stop en anden router.
7. Til sidst når pakkerne computer 5.6.7.8. Her starter deres behandling fra protokollerne på det nederste lag og arbejder sig op.
8. Når pakker krydser højere niveauer af TCP/IP, fjerner de enhver routinginformation tilføjet af den afsendende computer (såsom IP-adresse og portnummer).
9. Når en besked når protokollen for det øverste lag, samles pakkerne igen i deres oprindelige form.

Hjemmeinternet

Så alt ovenstående forklarer, hvordan pakker flyttes fra én computer til en anden på tværs af WAN. Men hvad sker der ind imellem? Hvordan fungerer internettet egentlig?

Overvej en fysisk forbindelse gennem telefonnetværket til en teletjenesteudbyder. Dette kræver en forklaring på, hvordan en internetudbyder fungerer. Tjenesteudbyderen opretter en pulje af modemer til sine kunder. Det er norm alt forbundet til en dedikeret computer, der styrer retningen af datastrømmen fra modemmet til internettets backbone eller en dedikeret router. Denne opsætning kan kaldes en portserver, fordi den håndterer netværksadgang. Den indsamler også oplysninger om brugstidspunktet samt mængden af data, der sendes og modtages.

Når pakkerne passerer gennem telefonnetværket og udbyderens lokale udstyr, sendes de til udbyderens rygrad eller den del af dens båndbredde, som er lejet af ham. Herfra passerer data norm alt gennem flere routere og backbone-netværk, faste kredsløb osv., indtil de finder sin destination - en computer med adressen 5.6.7.8. Sådan fungerer hjemmeinternet. Men ville det være dårligt, hvis brugeren kendte den nøjagtige rute for sine pakker gennem det globale netværk? Det er muligt.

Traceroute

Når du opretter forbindelse til internettet fra en computer, der kører Microsoft Windows eller en variant af Unix, er et andet praktisk program praktisk. Det kaldes Traceroute og angiver stien, derpakker passerer, når en bestemt IP-adresse. Ligesom ping skal det køres fra kommandolinjen. På Windows skal du bruge kommandoen tracert www.yahoo.com, og på Unix, traceroute www.yahoo.com. Ligesom ping giver værktøjet dig mulighed for at indtaste IP-adresser i stedet for domænenavne. Traceroute udskriver en liste over alle routere, computere og andre internetenheder, som pakker skal krydse for at nå deres destination.

Infrastruktur

Hvordan er internettets rygrad teknisk indrettet? Den består af mange store netværk forbundet med hinanden. Disse store netværk er kendt som netværkstjenesteudbydere eller NSP'er. Eksempler er UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet osv. Disse netværk kommunikerer med hinanden for at udveksle trafik. Hver NSP kræver en forbindelse til tre netværksadgangspunkter (NAP'er). I dem kan pakketrafik flytte fra et backbone-netværk til et andet. NSP'er er også forbundet via byens MAE-rutestationer. Sidstnævnte udfylder samme rolle som NAP, men er privatejede. NAP'er blev oprindeligt brugt til at oprette forbindelse til det globale netværk. Både MAE og NAP omtales som Internet Exchange Points eller IX. Netværksudbydere sælger også båndbredde til små netværk såsom internetudbydere.

Den underliggende infrastruktur i selve NSP er en kompleks ordning. De fleste netværksudbydere udgiver netværksinfrastrukturkort på deres websteder, som nemt kan findes. Realistisk skildre hvordaninternettet er sat op, ville det være næsten umuligt på grund af dets størrelse, kompleksitet og konstant skiftende struktur.

Routinghierarki

For at forstå, hvordan internettet fungerer, skal du forstå, hvordan pakker finder den rigtige vej gennem netværket. Ved hver pc, der er tilsluttet netværket, hvor andre pc'er er placeret? Eller er pakkerne bare "oversat" til hver maskine på internettet? Svaret på begge spørgsmål er negativt. Ingen ved, hvor andre computere er, og pakker sendes ikke til alle maskiner på samme tid. De oplysninger, der bruges til at levere data til dets destinationer, er indeholdt i tabeller, der er gemt på hver router, der er tilsluttet netværket - et andet koncept af internettet.

Router er pakkeswitche. De forbinder norm alt mellem netværk for at videresende pakker mellem dem. Hver router kender sine undernet og hvilke adresser de bruger. Enheden kender som regel ikke IP-adresserne på det "øverste" niveau. Store NSP-stammer er forbundet via NAP'er. De betjener flere undernet, og de tjener endnu flere undernet. Nederst er lokale netværk med tilsluttede computere.

Når en pakke ankommer til en router, kontrollerer sidstnævnte den IP-adresse, der er placeret der af IP-protokollaget på kildemaskinen. Derefter kontrolleres routingtabellen. Hvis netværket, der indeholder IP-adressen, bliver fundet, sendes pakken dertil. Ellers følger den standardruten, norm alt til den næste router i netværkshierarkiet. Med håb om, at han ved, hvor han skal sende pakken hen. Hvis dette ikke sker, vil dataene gå op, indtil de når NSP-rygraden. Upstream-routere indeholder de største routingtabeller, og det er her, pakken vil blive sendt til den korrekte backbone, hvor den vil begynde sin "nedadgående" rejse.

Domænenavne og adresseopløsning

Men hvad hvis du ikke kender IP-adressen på den computer, du vil oprette forbindelse til? Hvad hvis du har brug for adgang til en webserver kaldet www.anothercomputer.com? Hvordan ved browseren, hvor denne computer er? Svaret på alle disse spørgsmål er DNS Domain Name Service. Dette koncept med internettet henviser til en distribueret database, der holder styr på computernavne og deres tilsvarende IP-adresser.

Mange maskiner er forbundet til DNS-databasen og software, der giver dig adgang til den. Disse maskiner er kendt som DNS-servere. De indeholder ikke hele databasen, men kun en delmængde af den. Hvis DNS-serveren ikke har det domænenavn, der er anmodet om af en anden computer, omdirigerer den det til en anden server.

Domainnavnetjenesten er struktureret som et hierarki svarende til IP-routing. Computeren, der anmoder om navneopløsning, vil blive omdirigeret "op" i hierarkiet, indtil der findes en DNS-server, der kan løse domænenavnet i anmodningen.

Når en internetforbindelse er konfigureret (for eksempel over et lok alt netværk eller via en opkaldsforbindelse på Windows), angives den primære og en eller flere sekundære DNS-servere norm alt under installationen. Dermed,alle applikationer, der har brug for domænenavnsløsning, vil kunne fungere norm alt. For eksempel, når du indtaster et domænenavn i en browser, forbinder sidstnævnte til den primære DNS-server. Efter at have opnået IP-adressen, vil applikationen derefter oprette forbindelse til målcomputeren og anmode om den ønskede webside.

Oversigt over internetprotokoller

Som nævnt tidligere i afsnittet om TCP/IP, er der mange protokoller, der bruges i WAN. Disse omfatter TCP, IP, routing, medieadgangskontrol, applikationslag osv. De følgende afsnit beskriver nogle af de mere vigtige og almindeligt anvendte protokoller. Dette giver dig mulighed for bedre at forstå, hvordan internettet er organiseret, og hvordan det fungerer. Protokoller diskuteres i faldende rækkefølge efter deres niveau.

HTTP og World Wide Web

En af de mest brugte tjenester på internettet er World Wide Web (WWW). Applikationslagsprotokollen, der aktiverer WAN, er Hypertext Transfer Protocol eller HTTP. Det må ikke forveksles med HTML-hypertekstmarkeringssproget, der bruges til at skrive websider. HTTP er den protokol, som browsere og servere bruger til at kommunikere med hinanden. Det er en applikationslagsprotokol, fordi den bruges af nogle programmer til at kommunikere med hinanden. I dette tilfælde er disse browsere og servere.

HTTP er en protokol uden forbindelse. Klienter (browsere) sender anmodninger til servere om webelementer såsom sider og billeder. Efter deres tjeneste, forbindelsenslukker. For hver anmodning skal forbindelsen oprettes igen.

De fleste protokoller er forbindelsesorienterede. Det betyder, at computere, der kommunikerer med hinanden, kommunikerer over internettet. Det er HTTP dog ikke. Før en klient kan lave en HTTP-anmodning, skal serveren etablere en ny forbindelse.

For at forstå, hvordan internettet fungerer, skal du vide, hvad der sker, når du indtaster en URL i en webbrowser:

1. Hvis URL'en indeholder et domænenavn, opretter browseren først forbindelse til domænenavneserveren og får den tilsvarende IP-adresse.
2. Browseren opretter derefter forbindelse til serveren og sender en HTTP-anmodning til den ønskede side.
3. Serveren modtager anmodningen og kontrollerer den korrekte side. Hvis det findes, så send det. Hvis serveren ikke kan finde den anmodede side, sender den en HTTP 404-fejlmeddelelse.(404 står for Page Not Found, som alle, der har gennemset websteder, sikkert ved).
4. Browseren modtager det, der anmodes om, og forbindelsen er lukket.
5. Browseren analyserer derefter siden og leder efter andre nødvendige elementer for at fuldføre den. Norm alt er disse billeder, applets osv.
6. For hvert element laver browseren yderligere forbindelser og HTTP-anmodninger til serveren.
7. Når alle billeder, applets osv. er færdig med at blive indlæst, vil siden være fuldt indlæst i browservinduet.

Brug af Telnet-klienten

Telnet er en fjerntermin altjeneste, der bruges på internettet. Dets brug er faldet, men det er et nyttigt værktøj til at udforske det globale netværk. På Windows kan programmet findes i systembiblioteket. Efter at have startet det, skal du åbne menuen "Terminal" og vælge Local Echo i indstillingsvinduet. Det betyder, at du kan se din HTTP-anmodning, når du indtaster den.

Vælg punktet "Fjernsystem" i menuen "Forbindelse". Indtast derefter www.google.com for værtsnavnet og 80 for porten. Som standard lytter webserveren på denne port. Når du har klikket på Opret forbindelse, skal du indtaste GET/HTTP/1.0 og trykke på Enter to gange.

Dette er en simpel HTTP-anmodning til en webserver om at få dens rodside. Brugeren skulle få et glimt af det, og så vil en dialogboks komme frem, hvori det står, at forbindelsen er mistet. Hvis du vil gemme den hentede side, skal du aktivere logning. Du kan derefter se websiden og den HTML, der blev brugt til at oprette den.

De fleste internetprotokoller, der definerer, hvordan internettet fungerer, er beskrevet i dokumenter kendt som Request For Comments eller RFC'er. De kan findes på internettet. For eksempel er HTTP version 1.0 beskrevet i RFC 1945.

Applikationsprotokoller: SMTP og e-mail

En anden meget brugt internettjeneste er e-mail. Den bruger en applikationslagsprotokol kaldet Simple Mail Transfer Protocol eller SMTP. Dette er også en tekstprotokol, men i modsætning til HTTP er SMTP forbindelsesorienteret. Derudover er det også mere komplekst end HTTP. Der er flere kommandoer og aspekter i SMTP end i

Når du åbner mail-klienten til læsninge-mail-beskeder ser norm alt sådan ud:

1. Mail-klienten (Lotus Notes, Microsoft Outlook osv.) åbner en forbindelse til standard-mailserveren, hvis IP-adresse eller domænenavn norm alt konfigureres under installationen.
2. Mailserveren sender altid den første besked for at identificere sig selv.
3. Klienten sender en SMTP HELO-kommando, hvortil den modtager et 250 OK-svar.
4. Afhængigt af om klienten tjekker eller sender mail osv., sendes passende SMTP-kommandoer til serveren, så den kan svare i overensstemmelse hermed.

Denne anmodning/svar-transaktion vil fortsætte, indtil klienten sender en QUIT-kommando. Serveren vil så sige farvel, og forbindelsen vil blive lukket.

Transmission Control Protocol

Under applikationslaget i protokolstakken er TCP-laget. Når programmer åbner en forbindelse til en anden computer, sendes de beskeder, de sender, op i stakken til TCP-laget. Sidstnævnte er ansvarlig for at dirigere applikationsprotokoller til den relevante software på destinationscomputeren. Hertil bruges portnumre. Porte kan opfattes som separate kanaler på hver computer. For eksempel, mens du læser e-mail, kan du surfe på nettet på samme tid. Dette skyldes, at browseren og mailklienten bruger forskellige portnumre. Når en pakke ankommer til en computer og går op i protokolstakken, bestemmer TCP-laget, hvilket program der modtager pakken påportnummer.

Portnumrene for nogle af de mest almindeligt anvendte internettjenester er angivet nedenfor:

• FTP – 20/21.
• Telnet – 23.
• SMTP – 25.
• HTTP – 80.

Transportprotokol

TCP fungerer sådan her:

• Når TCP-laget modtager applikationslagsprotokoldata, opdeler det det i håndterbare "bidder" og tilføjer derefter en header til hver af dem med information om portnummeret, som dataene skal sendes til.
• Når TCP-laget modtager en pakke fra et lavere IP-lag, fjernes header-dataene fra pakken. Om nødvendigt kan de genoprettes. Dataene sendes derefter til den påkrævede applikation baseret på portnummeret.

Det er sådan, meddelelser rejser op i protokolstakken til den korrekte adresse.

TCP er ikke en tekstbaseret protokol. Det er en forbindelsesorienteret, pålidelig byteoverførselstjeneste. Forbindelsesorienteret betyder, at to applikationer, der bruger TCP, skal etablere en forbindelse, før de udveksler data. Transportprotokollen er pålidelig, fordi der for hver modtaget pakke sendes en bekræftelse til afsenderen for at bekræfte leveringen. TCP-headeren inkluderer også en kontrolsum for at kontrollere for fejl i de modtagne data.

Der er ikke plads til en IP-adresse i transportprotokolhovedet. Dette skyldes det faktum, at dens opgave er at sørge for pålidelig modtagelse af applikationslagsdata. Opgaven med at overføre data mellem computere udføres af IP.

Internetprotokol

BI modsætning til TCP er IP en upålidelig, forbindelsesløs protokol. IP er ligeglad med, om pakken kommer til sin destination eller ej. IP er også uvidende om forbindelser og portnumre. IP-opgaven er at sende data til andre computere. Pakker er uafhængige enheder og kan ankomme ude af drift eller kan slet ikke nå deres destination. TCP's opgave er at sikre, at data modtages og lokaliseres korrekt. Det eneste, IP har til fælles med TCP, er, hvordan den modtager data og tilføjer sin egen IP-headerinformation til TCP-data.

Applikationslagsdata er segmenteret i transportprotokollaget og tilføjet en TCP-header. Dernæst dannes pakken på IP-niveau, en IP-header tilføjes til den, og derefter sendes den over det globale netværk.

Sådan fungerer internettet: bøger

For nybegyndere er omfattende litteratur tilgængelig om dette emne. Serien "For Dummies" er populær blandt læserne. Hvordan internettet fungerer, kan du lære af bøgerne "Internet" og "Brugere og internettet". De vil hjælpe dig med hurtigt at vælge en udbyder, oprette forbindelse til netværket, lære dig at bruge en browser osv. For begyndere vil bøger være nyttige guider til det globale netværk.

Konklusion

Nu skulle det være klart, hvordan internettet fungerer. Men hvor længe bliver det sådan? Den tidligere brugte version 4 af IP, som kun tillod 2³² adresser, er blevet erstattet af IPv6 med 2^{128 adresser, der teoretisk er mulige. Internettet er nået langt siden starten som et forskningsprojekt af det amerikanske forsvarsministerium. Ingen ved, hvad han vil blive. En ting er sikker: Internettet forbinder verden som ingen anden mekanisme. Informationsalderen er i fuld gang, og det er en stor fornøjelse at være vidne til.}