最初のインターネット接続が確立されるまでに、 技術 永遠に変化し、インターネットがどのように機能するかを理解することは誰にとっても興味深いトピックになっています。 この記事を通して、インターネットがどのように機能するか、そして人間に大きな利益をもたらすこのツールを管理することの重要性を学びましょう。
インターネットはどのように機能しますか？
知るために モノのインターネットの仕組み、TCP / IPプロトコル（伝送制御プロトコルとインターネットプロトコル）の動作を定義することから始めます。 このプロトコルは、通信する人とデータを受信する人の両方に対して、インターネットのルールを確立する責任があります。 このプロトコルで定められた規則が遵守されていない場合、チーム間のコミュニケーションは不可能になります。 これらの規制は、情報が移動する各ポイント、ノード、およびチャネル間に互換性が存在することを可能にするため、重要です。
英語のインターネットサービスプロバイダーまたはインターネットサービスプロバイダーの頭字語に由来する「ISP」という用語。 ISPは、各デバイスに一意の識別番号を割り当てる責任があります。 これにより、接続時にネットワーク上でデバイスを検出できます。
ネットワーク上の一意の識別番号は「IPアドレス」と呼ばれ、この番号をネットワーク内の他のデバイスが保持することはできません。
TCP / IPプロトコルは、郵便サービスを模倣するためにこのように機能するように開発されました。 たとえば、現実の世界では、同じ国に住んでいて、同じ住所を持っている、同じ名前と名前のXNUMX人の人は存在しません。 そのため、身元を混乱させることなくハガキを送ることができます。
インターネットは、TCP / IPプロトコルのIPアドレス割り当てを適用する方法であるため、同様に機能します。
このため、そのネットワーク内で重複しない番号が付与されるため、データの送受信時に機器をエラーなしですばやく識別できます。
現在、IPアドレスの割り当てで非常に重要な役割を果たすXNUMXつのデバイスがあります。 IPSは、モデムやルーターを使用してIDの割り当てを許可します。
インターネットの仕組み：デジタルワールドとアナログワールド
まず第一に、私たちのコンピューターから送信される情報は信号を介して行われることを考慮に入れる必要があります。 私たちのデジタル機器が使用するデジタル信号、コンピューターから携帯電話に至るまでの機器があります。 デジタル信号は、ビットの1と0を表す「ハイ」と「ロー」のXNUMXつの状態を反映する信号です。
一方、アナログ信号があり、主に光ファイバー、銅ケーブル、アンテナなどの伝送線路で使用されます。
アナログ信号は正弦波です。つまり、それらのグラフィック表現は、同じ期間に一定の変化を起こす曲線です。
同様に、アナログ信号は、とりわけ光、音、エネルギーなどの自然界に見られる信号です。
さて、なぜXNUMX種類の信号だけが使用されないのですか？これは、今日デジタルデバイスで使用されているコンポーネントと内部プログラミングがビットで動作するためです。
上記のことを思い出すと、ビットはバリエーション«1»と«0»のXNUMXつの状態を表すビットです。 ただし、アナログ信号は、情報を歪めたり失ったりすることなく、より高い周波数を使用できるため、送信時に長距離をカバーすることができます。
そのため、信号を重ね合わせるか、専門用語を使用する場合は、これらの信号を変調する必要があります。 このプロセスは、デジタル信号を「キャリア」と呼ばれるアナログ信号に「統合」することで構成されます。これにより、デジタル信号は、アナログ信号のみを許可する伝送ラインを使用して長距離を移動できます。 この時点で、モデムとルーターの作業が開始されます。
しかし、始める前に、インターネットとは何かを理解する必要があります。
インターネットとは何ですか？それはどのように機能しますか？
インターネットは、距離やリアルタイムに関係なく、インターネットに接続する世界中の既存のすべてのコンピューターとデバイス間の巨大な通信ネットワークで構成されています。
このネットワーク内には、ケーブル、光ファイバー、アンテナ、さらには衛星などのさまざまな伝送ラインがあり、通信の確立に関係する典型的な要素のいくつかに言及しています。
送信や受信の手段が異なる場合でも、これらすべてのデバイスで適用されるプロトコルはTCP/IPプロトコルです。 これはインターネットがどのように機能するかを説明するビデオです：
インターネットの基本的な概念がわかったので、インターネットがどのように機能するかを理解し始めましょう。
モデム
インターネットがどのように機能するかを理解するには、この通信システムの一部である主要なデバイスのXNUMXつを定義する必要があります。 モデムは、デジタル信号を含むアナログ信号を変調（Mo）および復調（Dem）できるデバイスです。 彼はアナログの世界とデジタルの世界の間のトランスデューサーの機能を果たします。
私たちのコンピューターからネットワークに送信されるすべてのデータは、デジタル信号で行われます。 この信号はモデムを通過します。モデムはデジタル信号を変調するか、接続されている伝送ラインによってネットワークに送信されるアナログのキャリア信号に重ね合わせます。 私たちが言ったように、さまざまな伝送ラインがあります。これらは、銅ケーブル、光ファイバー、または衛星インターネットの場合はアンテナです。
その後、通信しているサーバーへの信号を受信すると、復調という逆の変調プロセスが有効になります。 このプロセスは、デバイスがデータを解釈できるように、アナログからデジタル信号を分離または抽出します。
次に、サーバーは応答を送り返し、デジタル信号をアナログ信号に再変調します。 モデムがこれらのアナログ信号を受信すると、復調が開始されます。これは、デバイスもデジタル信号でのみ機能するためです。
インターネットルーター
これは、さまざまなネットワーク上でデータを通信および送信することで構成される「ルーティング」と呼ばれるプロセスを実行するデバイスです。 このプロセスでは、バイトが移動するルートが確立されます。
多数のバイトが同じルートに沿って異なるネットワーク間を移動します。これはデータトラフィックと呼ばれます。 それでも、データが互いに干渉しないようにメカニズムが使用されます。
何百万ものネットワークがあり、内部で同じIPアドレスを持つことができますが、IPがアドレスを割り当て、TCP / IPプロトコルが適用されるため、ネットワーク間で混乱はありません。
現在、モデムとルーターの機能を同時に果たすことができるルーターがすでに開発されています。
TCP / IPプロトコル
すでに述べたように、TCP / IPプロトコルは、ネットワークが接続と構成の両方、つまりインターネットの動作方法の両方で従わなければならないガイドラインの確立を担当します。 TCP / IPプロトコルは、IPアドレスを割り当てます。これは、前述したように、各デバイスがネットワーク内で受信する識別番号です。
世界中で何十億ものデバイスがインターネットネットワークに接続されているため、何百万ものネットワークが必要であり、それぞれが独自のIDを持っています。 次に、インターネットの仕組みについて説明します。
すべてのIPアドレスは32ビットで構成されています。つまり、1ビットの「0」または「32」です。 これらの8ビットは、「バイト」と呼ばれるグループに分けられます。 これは、4ビットが一緒にパックされて4バイトを形成することを意味します。 合計で8バイト、またはそれぞれ32ビットで構成されるXNUMXつのグループが作成され、XNUMX個の初期ビットが与えられます。 各バイトは順番にXNUMX進表記に変換され、ピリオドで区切られます。
これらの32ビットを例として取り上げましょう。
ここで、それらをオクテットまたはバイトに分割します。
最後に、位置に応じて128進値を指定します：64、32、16、8、4、2、1、255。これらの値を追加すると、合計で最大0が得られます。そのため、 255進表記はXNUMXからXNUMXまでです。
次に：
IPアドレス：
特定のビットはネットワーク識別子を指定するために使用され、他のビットはホスト識別子を指定するために使用されます。 バージョン4（IPv4）でIPアドレスをアドレス指定するために、クラスはそれらを分類するために使用されます。 これらのクラスは、ネットワーク識別子に対応するビット数と、ホスト識別子に割り当てられるビット数を定義します。
クラスが5つある場合でも、メインの3つだけに名前を付けます。
クラス
大規模なインターネットネットワークをサポートします。 最初のバイトまたは最初の8ビットはネットワーク識別子に割り当てられ、残りの24バイトはホスト識別子に割り当てられます。 最初のオクテットは0から127の間です。 例：127.255.255.255
クラスB
このクラスは、中規模のインターネットネットワークを対象としています。 32ビットは均等に分割されます。つまり、最初の128バイトはネットワーク識別子用で、残りの191バイトはホスト識別子用です。 最初のオクテットは145.167.133.1〜XNUMXです。 例：XNUMX
クラスC
小規模なインターネットネットワークをサポートします。 このクラスでは、最初の24オクテットまたは192ビットがネットワークを表し、最後のバイトがホスト識別子を表します。 最初のオクテットは223-XNUMXの間です。 IPアドレスの最後のバイトは、ホストまたはチームを識別するために使用されます。
TCP
TCPプロトコルの規制は、データの送信方法を確立するものです。つまり、これらの規制は、インターネットの機能を形作るものです。 TCPプロトコルがどのように機能するかを説明することから始めますが、理解しやすいように詳細なしで説明します。
TCPプロトコルで使用されるスキームは、アプリケーション、トランスポート、インターネット、ネットワークアクセスのXNUMXつの層に基づいており、これらの各層には、制御された論理的な情報の分割があります。
アプリケーション層は、情報をデータとして処理する責任があります。 トランスポート層では、このデータはセグメントに均等にグループ化されます。 インターネット層は、これらのセグメントをパケットにグループ化します。 そして最後に、ネットワークアクセス層はこれらのパケットをフレームにグループ化します。
これらのフレームがネットワークを通過して受信者に到達すると、逆のプロセスが発生します。
この場合、到着するのはネットワークアクセス層のフレームであり、インターネット層でパケットに分解されます。 その後、これらのパケットは分解され、トランスポート層でセグメントになります。 最後に、これらのセグメントは分解され、アプリケーション層でデータに変換されます。
TCPプロトコルは、元のデータの前に追加情報を埋め込みます。 この追加情報はヘッダーと呼ばれます。 送信アドレス、各フレームの順序、パケット、セグメント、データなどの情報が提供されるのは、まさにこのヘッダーです。 これは、メッセージを再結合する必要がある場合に、メッセージを台無しにすることでエラーなしで情報を再構築できる可能性があるために行われます。
ただし、送信時にフレームが一致しなかったり、一部のデータが失われたり破損したりする場合があります。 これらのシナリオが発生すると、プロトコルは元のソースに通信して情報を要求し、メッセージの再構築が正常に完了するまで情報を再送信できるようにします。
インターネットの仕組み：サーバーとWebページ
サーバーはインターネットの世界で非常に重要な役割を果たします。 インターネットがどのように機能するかを理解するには、サーバーの機能を理解することが重要です。 電子メールは、サーバーの使用例を示す方法として機能します。 サーバーは、その名前が示すように、ユーザーにサービスを提供するサーバーです。
サーバーの動作方法は、たとえばXNUMXつの「個人」が存在することです。XNUMXつはマスターまたは「マスター」（この場合はクライアント）とも呼ばれ、もうXNUMXつは「スレーブ」です。サーバーの役割。 マスターは、情報を要求し、サーバー上にあるアプリケーション、プログラム、Webページなどに要求を送信し、「応答」、つまり要求された情報を送り返す人です。
マスターとスレーブの関係が示されている場合でも、クライアントとサーバーの間でプロセスが実行されることを考慮に入れる必要があります。 実際には、クライアントとサーバーが単一のエンティティとして動作する場合があります。
サーバーの主な特徴のXNUMXつは、多くの教師やユーザーに同時に回答を提供できることです。 オンラインビデオゲームの使用例を見てみましょう。サーバーには、そのサーバーにアクセスするすべてのユーザーの要求に対応できる非常に強力なリソースが必要です。 しかし、このビデオゲームの開発では、ユーザーのコンピューターにもリソースの共有と消費があります。
サーバーは、ローカルエリアネットワーク内でも非常に一般的です。 たとえば、サーバーは大企業、中小企業、中小企業で広く使用されており、各サーバーに独自のサーバーを配置して、すべてのコンピューター、プリンター、ルーターなどにリソースを分散させることができます。
ウェブサイト
インターネットがどのように機能するかを理解する方法のXNUMXつは、Webページの作成、検索、およびダウンロードのプロセスを理解することです。 この同じWebページの例を見てみましょう。使用しているコンピューターと、この場合はクライアントのWebブラウザーの両方、および「ナレッジコーナー」の一部であるすべてのコンピューター、データベース、およびその他のリソースがサーバーと見なされます。
ネットワークに接続されているコンピューターやデバイスと同様に、サーバーにもIPアドレスがあります。 ただし、サーバーは「thecornerofknowledge」と呼ばれるドメインなどの「ドメイン」を購入して、名前がアドレスになるようにするのが一般的です。
クライアントはドメイン名を知っているだけでサーバーにアクセスできるため、これには利点があります。
Webページが記述される言語は、ハイパーテキストマークアップに基づいているため、略語HTML HiperTextMarketLanguageです。 このタイプの記述は、ページのソースコードであり、ページ内のコンテンツの構成を確立します。 これは、ハイパーテキストマークまたはタグとも呼ばれます。 これらのタグの重要性は、インターネット上の情報を検索するためのGoogleなどのWebブラウザの作業を容易にするという事実にあります。
現在、英語での略語として、新しいテーマドメインまたはTLDもあります。 これらのドメインは、インターネットページの目的の識別を容易にします。たとえば、Webページに技術コンテンツがある場合、その末尾は.comや.netではなく.tecになります。
通常、Webページにアクセスするには、Webブラウザまたは検索エンジンが使用されます。これらのエンジンは、クライアントまたはコンピュータが要求しているデータの検索、ダウンロード、および送信を担当します。 Webブラウザには、ユーザーが表示できるようにWebページのソースコードまたはHTMLを解釈する機能があります。
Webページは、大量のストレージスペースを持ち、サービスを提供するために常にネットワークに接続されているデバイスであるため、サーバーに保存されます。 今日最も人気のあるサーバーは、Apache、Nginx、Google、Microsoftです。
World Wide Web（WWW）への情報の転送またはアップロードは、HiperText Transfer Protocol（HTTP）通信プロトコルのおかげで行われます。 つまり、HTTPは、Web上のページへのアクセスを許可するプロトコルです。
インターネットのしくみ
次に、インターネットがどのように機能するかを非常に一般的な方法で説明します。 発生する最初のプロセスは、URLに含まれるサーバー名のデコードです。 このため、検索は一般にDNSとして知られているインターネット分散データベース内で行われます。
その時点で、Webサーバーへのデータ要求を行うHTTPプロトコルが実行されます。 Webページのリクエストが行われると、サーバーから送信されるリソースは、ブラウザによって解釈されるHTMLテキストであり、グラフィックスとFTPファイルのリクエストに進みます。
サーバーからすべてのFTPファイルを受信すると、ブラウザはHTMLコードの説明に従ってWebページの表示に進みます。 すべての情報が正しく整理されると、画像やその他のデータがダウンロードされて組み込まれ、ユーザーの画面にページが完全に表示されます。
閲覧速度
ブラウジング速度は、データの送信およびダウンロード中に経過する時間に基づいています。 この情報転送速度は、キロバイト/秒（kbps）で計算されます。
ブラウジング速度は、情報またはデータを検索、ダウンロード、およびユーザーに提示するのにかかる時間を考慮に入れています。 同様に、ユーザーのコンピューターから送信された情報をロード、送信、および保存するのにかかる時間を考慮してください。
これらのXNUMXつのプロセスは、アップロード速度とダウンロード速度として知られています。 ここで、アップロード速度はコンピューターからWebへの情報であり、ダウンロード速度はWebからコンピューターに到達する速度です。
もちろん、コンピュータや伝送線路のパフォーマンスなど、他の要因も影響します。
伝送線路に応じていくつかの速度を見てみましょう。
-ISDN（通常の電話回線）：56Kbpsおよび128Kbps。
-ADSL（特殊電話回線）：256Kbps、512Kbps、1Gbps、30Gbps
–銅ケーブル：この伝送ラインは、一部の企業の内部ネットワーク内で広く使用されています。 ただし、これらのケーブルは内部でのみ検出されることに注意してください。 これらのケーブルが到達する速度は不安定です。
–電気ネットワーク：現在、スペインでは、電気ネットワークと同じケーブルを使用してネットワークが作成されています。
– Li-Fi：現在、光を使用して送信を実行することが可能になっています。 この伝送線路は、高速データ伝送を実現できます。
インターネットが提供するサービス
インターネットが私たちに提供するXNUMXつの主要なサービスがあります：
– Webページ：前述のように、Webページは、ネットワーク上にあるHTMLのソースコードを持つファイルです。
–電子メール：インターネットを介して実行される郵便番号のサービスです。
– FTPファイル転送：このサービスを使用すると、あるコンピューターから別のコンピューターにファイルを送信したり、インターネットページをWebにアップロードしたりできます。
– IPテレフォニー：VoiceoverIP«VoIP»とも呼ばれます。 このサービスは、電話をかける手段としてインターネットを使用することができます。 このテクノロジーの最も一般的な例は、Zoom、Skype、またはWhatsAppアプリケーションです。
– P2Pネットワーク：このサービスにより、仲介なしでXNUMX台のコンピューター間の接続が可能になります。
衛星インターネットはどのように機能しますか？
説明します 衛星インターネットのしくみ。 この技術の最大の特徴は、伝送線路がアンテナとしてよく知られている電磁波ガイドであることです。 これらの電磁波は高周波で送信され、宇宙に導かれ、そこで受信されます。 衛星、そこで増幅され、サービスが提供されているエリアにリダイレクトされます。
この送電線により、国際企業のインターネットサービスを利用することができます。
さらに、このタイプのインターネットサービスには、従来の送電線の設置が不可能な遠隔地に到達できるという利点があります。
結論
インターネットの出現が世界に永遠の変化をもたらしたことは間違いありません。 インターネットにより、インスタントメッセージング、ビデオ会議、ソーシャルネットワークなどのアプリケーションが今日存在することが可能になりました。