V čase, keď bolo nadviazané prvé internetové pripojenie, svet o technológie sa navždy zmenil a pochopenie fungovania internetu sa stalo témou, ktorá zaujíma každého. V tomto článku sa dozviete, ako funguje internet a aké je dôležité zaobchádzať s týmto nástrojom, ktorý ľuďom prináša veľké výhody.
Ako funguje internet?
Vedieť ako funguje internet vecí, začneme definovaním fungovania protokolu TCP/IP (Transmission Control Protocol & Internet Protocol). Tento protokol je zodpovedný za stanovenie pravidiel internetu pre toho, kto komunikuje, aj pre toho, kto dáta prijíma. Ak nebudú dodržané predpisy stanovené týmto protokolom, komunikácia medzi tímami nebude možná. Tieto predpisy sú dôležité, pretože umožňujú existenciu kompatibility medzi každým z bodov, uzlov a kanálov, ktorými informácie prechádzajú.
Výraz „ISP“, ktorý pochádza z jeho skratky v anglickom jazyku Internet Service Provider alebo Internet Service Provider. Poskytovatelia internetových služieb sú zodpovední za pridelenie jedinečného identifikačného čísla každému zariadeniu. To umožňuje objavenie zariadení v sieti po pripojení.
Jedinečné identifikačné číslo v sieti sa nazýva „IP adresa“ a toto číslo nemôže mať žiadne iné zariadenie v sieti.
Protokol TCP/IP bol vyvinutý tak, aby fungoval týmto spôsobom a napodobňoval poštovú službu. Napríklad v reálnom svete neexistujú dvaja ľudia s rovnakým menom a priezviskom, ktorí žijú v rovnakej krajine a majú rovnakú adresu bydliska. Takže je možné poslať pohľadnicu bez zámeny identity.
Internet funguje podobným spôsobom, pretože jeho metódou je použiť pridelenie IP adresy protokolu TCP/IP.
Na tento účel prideľuje číslo, ktoré sa v rámci tejto siete nebude duplikovať, a tak možno zariadenie pri doručovaní alebo prijímaní údajov rýchlo a bezchybne identifikovať.
Teraz existujú dve zariadenia, ktoré hrajú veľmi dôležitú úlohu pri prideľovaní IP adries. IPS udeľuje pridelenie identity prostredníctvom modemu a/alebo smerovača.
Ako funguje internet: Digitálny svet vs analógový svet
V prvom rade treba brať do úvahy, že informácie, ktoré sú odosielané z našich počítačov, sa robia prostredníctvom signálov. Existujú digitálne signály, ktoré využívajú naše digitálne zariadenia, zariadenia, ktoré siahajú od počítačov po mobilné telefóny. Digitálne signály sú tie, ktoré odrážajú dva stavy „vysoký“ a „nízky“, ktoré predstavujú 1 a 0 bitov.
Na druhej strane existujú analógové signály, ktoré využívajú hlavne prenosové vedenia, ako sú optické vlákna, medené káble a antény.
Analógové signály sú sínusové, to znamená, že ich grafické znázornenie je krivka, ktorá sa neustále mení v rovnakom časovom období.
Podobne analógové signály sú tie, ktoré sa nachádzajú v prírode, ako je okrem iného svetlo, zvuky, energia.
Prečo sa nepoužíva len jeden typ signálu, pretože komponenty a interné programovanie, ktoré dnes používajú digitálne zariadenia, fungujú s bitmi.
Ak si pamätáme, čo bolo uvedené vyššie, bity sú tie, ktoré prejavujú dva stavy variácie «1» a «0». Analógové signály sú však schopné pri prenose pokryť väčšie vzdialenosti, pretože možno použiť vyššie frekvencie bez skreslenia alebo straty informácií.
Preto je potrebné urobiť superpozíciu signálov alebo, ak použijeme odborný výraz, tieto signály modulovať. Tento proces pozostáva z „integrácie“ digitálneho signálu do analógového signálu nazývaného „Carrier“, takže digitálny signál môže cestovať na veľké vzdialenosti pomocou prenosových vedení, ktoré umožňujú iba analógové signály. V tomto bode je to vtedy, keď práca modemu a smerovača vstupuje do činnosti.
Pred začatím však musíme pochopiť, čo je internet.
Čo je to internet a ako funguje?
Internet pozostáva z gigantickej komunikačnej siete medzi všetkými existujúcimi počítačmi a zariadeniami na svete, ktoré sa k nemu pripájajú, bez ohľadu na vzdialenosť a v reálnom čase.
V rámci tejto siete existujú rôzne prenosové vedenia, ako sú káble, optické vlákna, antény a dokonca aj satelity, aby sme spomenuli niektoré z typických prvkov zapojených do nadviazania komunikácie.
Aj keď existujú rôzne spôsoby prenosu a/alebo príjmu, protokol používaný všetkými týmito zariadeniami je protokol TCP/IP. Tu je video, ktoré vysvetľuje, ako funguje internet:
Teraz, keď máme základnú koncepciu internetu, začnime chápať, ako internet funguje.
Modem
Aby sme pochopili, ako internet funguje, je potrebné definovať jedno z kľúčových zariadení, ktoré sú súčasťou tohto komunikačného systému. Modem je zariadenie schopné modulovať (Mo) a demodulovať (Dem) analógové signály, ktoré obsahujú digitálne signály. Plní funkciu prevodníka medzi analógovým svetom a digitálnym svetom.
Všetky dáta, ktoré sa posielajú z nášho počítača do siete, sa robia digitálnym signálom. Tento signál prechádza cez modem, ktorý moduluje digitálny signál alebo ho prekrýva s nosným signálom, ktorý je analógový, ktorý sa odosiela do siete prenosovou linkou, ku ktorej je pripojený. Existujú rôzne prenosové linky, ako sme povedali, môžu to byť medené káble, optické vlákna alebo ak ide o satelitný internet, anténa.
Následne po prijatí signálu na servery, s ktorými komunikujeme, sa prejaví inverzný proces modulácie, ktorým je demodulácia. Tento proces oddeľuje alebo extrahuje digitálny signál od analógového, takže vaše zariadenia môžu interpretovať údaje.
Servery potom pošlú svoju odpoveď späť a remodulujú svoje digitálne signály na analógové signály. Keď modem prijme tieto analógové signály, spustí demoduláciu, keďže aj naše zariadenie pracuje iba s digitálnymi signálmi.
Internetový router
Ide o zariadenie, ktoré vykonáva proces nazývaný „smerovanie“, ktorý pozostáva z komunikácie a odosielania údajov v rôznych sieťach. V tomto procese sa stanovia trasy, ktorými budú bajty prechádzať.
Veľký počet bajtov putuje medzi rôznymi sieťami po rovnakej trase, nazýva sa to dátová prevádzka. Aj tak sa používajú mechanizmy, aby sa dáta navzájom nerušili.
Existujú milióny sietí, čo im umožňuje mať interne rovnaké IP adresy, ale nedochádza medzi nimi k zámene, pretože adresy IP prideľujú adresy a používa sa protokol TCP/IP.
V súčasnosti sú už vyvinuté smerovače schopné súčasne plniť funkcie modemu a smerovača.
TCP / IP protokol
Ako sme už spomenuli, protokol TCP/IP má na starosti stanovenie smerníc, ktorými sa musia siete riadiť pri pripájaní aj pri konfiguráciách, teda spôsobe fungovania internetu. Protokol TCP/IP prideľuje IP adresy, ktoré, ako sme už povedali, sú identifikačné číslo, ktoré dostane každé zariadenie v rámci siete.
Na celom svete sú do internetovej siete pripojené miliardy zariadení, a preto sú potrebné milióny sietí, z ktorých každé má svoju jedinečnú identifikáciu. Ďalej si vysvetlíme, ako funguje internet.
Všetky IP adresy sú tvorené 32 bitmi, teda tridsiatimi dvoma "1" a/alebo "0". Týchto 32 bitov je rozdelených do skupín nazývaných "bajty". To znamená, že 8 bitov je zbalených do jedného bajtu. Celkovo sa vytvoria 4 bajty alebo 4 skupiny zložené z 8 bitov, čo im dáva 32 počiatočných bitov. Každý bajt sa následne prevedie na svoj desatinný zápis a sú oddelené bodkou.
Zoberme si týchto 32 bitov ako príklad:
Teraz ich rozdelíme na oktety alebo bajty:
Nakoniec im dáme ich desatinné hodnoty podľa ich pozície: 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2 a 1. Ak tieto hodnoty sčítame, dostaneme spolu maximum 255, preto desatinné zápisy sú od 0 do 255:
potom:
IP adresa:
Určité bity sa používajú na označenie sieťového identifikátora a iné na označenie hostiteľa. Pre adresovanie IP adries vo verzii 4 (IPv4) sa na ich klasifikáciu používajú triedy. Tieto triedy definujú, koľko bitov zodpovedá identifikátoru siete a koľko bitov bude priradených identifikátoru hostiteľa.
Aj keď existuje 5 tried, vymenujeme iba hlavné 3:
Trieda a
Podporuje veľké internetové siete. Prvý bajt alebo prvých 8 bitov je priradených k sieťovému identifikátoru a ďalších 24 bajtov k hostiteľskému identifikátoru. Prvý oktet je medzi 0-127. Napríklad: 127.255.255.255
Trieda B
Táto trieda pokrýva stredne veľké internetové siete. 32 bitov je rozdelených rovnako, to znamená, že prvé dva bajty sú pre sieťový identifikátor a ďalšie dva bajty sú pre identifikátor hostiteľa. Prvý oktet je medzi 128-191. Napríklad 145.167.133.1
Trieda c
Podporuje malé internetové siete. V tejto triede prvé tri oktety alebo 24 bitov predstavujú sieť a posledný bajt predstavuje identifikátor hostiteľa. Prvý oktet je medzi 192-223. Posledný bajt IP adresy sa používa na identifikáciu hostiteľa alebo nášho tímu.
TCP
Predpisy protokolu TCP sú tie, ktoré stanovujú spôsob, akým sa musia prenášať údaje, to znamená, že tieto predpisy formujú fungovanie internetu. Začneme vysvetlením, ako protokol TCP funguje, aj keď to urobíme bez hĺbky, aby bol ľahko pochopiteľný.
Schéma používaná protokolom TCP je založená na štyroch vrstvách: Aplikačná, Transportná, Internetová a Sieťový prístup.V každej z týchto vrstiev je riadené a logické delenie informácií.
Aplikačná vrstva je zodpovedná za spracovanie informácií ako údajov. Na transportnej vrstve sú tieto údaje rovnomerne zoskupené do segmentov. Internetová vrstva zoskupuje tieto segmenty do paketov. A nakoniec, vrstva Network Access zoskupuje tieto pakety do rámcov.
Keď tieto rámce prejdú sieťou a podarí sa im dostať sa k príjemcovi, dôjde k opačnému procesu.
V tomto prípade prichádzajú rámce na vrstvu sieťového prístupu, kde sú rozdelené na pakety na internetovej vrstve. Následne sú tieto pakety rozložené a prerobené na segmenty v transportnej vrstve. Nakoniec sú tieto segmenty rozložené a transformované na dáta v aplikačnej vrstve.
Protokol TCP vkladá ďalšie informácie pred pôvodné údaje. Táto dodatočná informácia sa nazýva hlavička. Je to presne v tejto hlavičke, kde sú uvedené informácie ako odosielacia adresa, poradie každého rámca, paketu, segmentu a dát. Robí sa to tak, že keď je potrebné správu znova pripojiť, je možné obnoviť informácie bez chýb tak, že ich pokazíte.
Je však možné, že sa môžu vyskytnúť prípady, keď sa rámce nezhodujú alebo sa niektoré údaje pri prenose stratia alebo poškodia. Keď potom nastanú tieto scenáre, protokol komunikuje späť s pôvodným zdrojom, aby si vyžiadal informácie, aby ich bolo možné znova odoslať, kým sa úspešne nedokončí reštrukturalizácia správy.
Ako funguje internet: Servery a webové stránky
Servery zohrávajú vo svete internetu veľmi dôležitú úlohu. Aby sme pochopili, ako internet funguje, je dôležité porozumieť funkcii serverov. E-mail slúži ako príklad použitia serverov. Servery, ako naznačuje ich názov, sú tie, ktoré poskytujú službu používateľom.
Spôsob fungovania serverov je taký, že existujú, povedzme, dvaja „jednotlivci“, pričom jeden sa správa ako hlavný alebo tiež známy ako „majster“ (čo je v tomto prípade klient) a druhý je „otrok“, ktorý je úlohu servera. Master je ten, kto požaduje informácie, posiela požiadavky na aplikáciu, program, webovú stránku, okrem iného, ktoré sú na serveri, kto odošle "odpoveď" späť, alebo skôr požadované informácie.
Aj keď je prezentovaný vzťah medzi master a slave, je potrebné vziať do úvahy, že procesy sa vykonávajú medzi klientom a serverom. V skutočnosti existuje šanca, že nastanú časy, keď klient a server budú fungovať ako jeden celok.
Jednou z hlavných charakteristík serverov je, že majú kapacitu poskytovať odpovede mnohým učiteľom alebo používateľom súčasne. Vezmime si ako príklad použitie online videohry, server musí disponovať veľmi výkonnými zdrojmi, aby bol schopný uspokojiť požiadavky všetkých používateľov, ktorí na tento server pristupujú. Počítače používateľov sa však podieľajú aj na spotrebe zdrojov pri vývoji tejto videohry.
Servery sú tiež veľmi bežné v rámci lokálnych sietí. Napríklad servery sú široko používané vo veľkých, stredných a malých spoločnostiach, z ktorých každý môže mať svoj vlastný server, kde môžu byť zdroje rozdelené medzi všetky jeho počítače, tlačiarne, smerovače atď.
Webové stránky
Jedným zo spôsobov, ako pochopiť, ako funguje internet, je pochopiť proces vytvárania, vyhľadávania a sťahovania webových stránok. Vezmime si príklad tej istej webovej stránky, počítač, ktorý používate, aj webový prehliadač, v tomto prípade klienti a všetky počítače, databázy a ďalšie zdroje, ktoré sú súčasťou „vedomostného kútika“, sa považujú za server.
Rovnako ako počítače alebo zariadenia pripojené k sieti, aj servery majú adresy IP. Je však bežné, že servery kupujú „domény“, ako napríklad doménu s názvom „thecornerofknowledge“, takže ich názvy sú adresy.
To poskytuje výhodu, pretože klient môže pristupovať k serveru len tým, že pozná názov domény.
Jazyk, v ktorom sú webové stránky napísané, je založený na hypertextovom označovaní, preto skratka HTML HiperText Market Language. Tento typ písania je zdrojový kód stránky, ktorý určuje, ako by mala byť organizácia obsahu na stránke. To sa deje prostredníctvom hypertextových značiek alebo tiež nazývaných tagy. Význam týchto značiek spočíva v tom, že uľahčujú prácu webovým prehliadačom ako je Google pri vyhľadávaní informácií na internete.
V súčasnosti existujú aj nové tematické domény alebo TLD pre jeho skratku v angličtine. Tieto domény uľahčia identifikáciu účelu internetových stránok, napríklad ak má webová stránka technologický obsah, jej koncovka bude .tec namiesto .com alebo .net.
Na prístup na webové stránky sa zvyčajne používa webový prehliadač alebo vyhľadávací nástroj, ktorý je zodpovedný za vyhľadávanie, sťahovanie a odosielanie údajov, ktoré klient alebo počítač požaduje. Webový prehliadač má schopnosť interpretovať zdrojový kód alebo HTML webových stránok tak, aby si ich používatelia mohli prezerať.
Webové stránky sú uložené na serveroch, keďže ide o zariadenia, ktoré majú veľké množstvo úložného priestoru a sú neustále pripojené k sieti, aby mohli ponúkať službu. Najpopulárnejšie servery sú dnes Apache, Nginx, Google a Microsoft.
Prenos alebo upload informácií na World Wide Web (WWW) sa deje vďaka komunikačnému protokolu HiperText Transfer Protocol (HTTP). To znamená, že HTTP je protokol, ktorý umožňuje prístup k stránkam na webe.
Ako funguje internet
Ďalej bude vysvetlené veľmi všeobecne, ako funguje internet. Prvý proces, ktorý sa stane, je dekódovanie názvu servera, ktorý sa nachádza v adrese URL. Na tento účel sa vyhľadávanie uskutočňuje v rámci internetovej distribuovanej databázy bežne známej ako DNS.
V tomto bode vstupuje do činnosti protokol HTTP, ktorý je zodpovedný za vyžiadanie údajov na webový server. Po zadaní požiadavky na webovú stránku je zdrojom, ktorý nám server pošle, HTML text, ktorý interpretuje prehliadač a potom pokračuje vo vytváraní požiadaviek na grafické súbory a súbory FTP.
Po prijatí všetkých súborov FTP zo servera prehliadač pokračuje v zobrazení webovej stránky podľa popisu v kóde HTML. Keď sú všetky informácie správne usporiadané, obrázky a ďalšie údaje sa stiahnu a začlenia, aby sa stránka plne zobrazila používateľovi na obrazovke.
Rýchlosť prehliadania
Rýchlosť prehliadania závisí od času, ktorý uplynie počas odosielania a sťahovania údajov. Táto rýchlosť prenosu informácií sa počíta v kilobajtoch za sekundu (kbps).
Rýchlosť prehliadania zohľadňuje čas potrebný na vyhľadávanie, sťahovanie a prezentáciu informácií alebo údajov používateľovi. Podobne zvážte čas potrebný na načítanie, odoslanie a uloženie informácií odoslaných z počítača používateľa.
Tieto dva procesy sú známe ako rýchlosť nahrávania a rýchlosť sťahovania. Rýchlosť nahrávania je informácia z počítača na web a rýchlosť sťahovania je tá, ktorá prichádza z webu do počítača.
Svoju úlohu samozrejme zohrávajú aj ďalšie faktory, ako napríklad výkon počítača alebo prenosovej linky.
Pozrime sa na niektoré rýchlosti v závislosti od prenosových vedení:
- ISDN (normálna telefónna linka): 56 Kbps a 128 Kbps.
- ADSL (špeciálna telefónna linka): 256 Kbps, 512 Kbps, 1 Gbps, 30 Gbps
– Medený kábel: toto prenosové vedenie je široko používané v rámci interných sietí niektorých spoločností. Treba však poznamenať, že tieto káble sa nachádzajú iba interne. Rýchlosti dosahované týmito káblami sú nestabilné.
– Elektrická sieť: v súčasnosti sa v Španielsku vytvárajú siete pomocou rovnakého kábla ako elektrická sieť.
– Li-Fi: v súčasnosti je možné realizovať prenos pomocou svetla. Táto prenosová linka môže dosiahnuť vysokorýchlostný prenos dát.
Služby ponúkané internetom
Internet nám ponúka päť hlavných služieb:
– Webové stránky: webové stránky, ako sme už spomenuli, sú súbory so zdrojovým kódom v HTML, ktoré sa nachádzajú v sieti.
– E-mail: je to služba poštového smerovacieho čísla, ktorá sa vykonáva prostredníctvom internetu.
– FTP File Transfer: táto služba vám umožňuje odosielať súbory z jedného počítača do druhého a nahrávať internetové stránky na web.
– IP telefónia: je známa aj ako Voice over IP «VoIP». Táto služba dokáže využívať internet ako prostriedok na telefonovanie. Najpopulárnejšími príkladmi tejto technológie sú aplikácie Zoom, Skype alebo WhatsApp.
– P2P siete: táto služba umožňuje spojenie medzi dvoma počítačmi bez sprostredkovateľov.
Ako funguje satelitný internet?
Bude vysvetlené ako funguje satelitný internet. Najvýraznejšou vlastnosťou tejto technológie je, že prenosové vedenie sú elektromagnetické vlnovody, známejšie ako antény. Tieto elektromagnetické vlny sú vysielané na vysokých frekvenciách, ktoré sú vedené do priestoru, kde sú prijímané a satelit, kde sú zosilnené a presmerované do oblastí, kde je služba ponúkaná.
Táto prenosová linka umožňuje získať internetovú službu medzinárodných spoločností.
Tento typ internetovej služby má navyše tú výhodu, že sa môže dostať aj na vzdialené miesta, kde nie je možná inštalácia konvenčných prenosových vedení.
Závery
Niet pochýb o tom, že vznik internetu znamenal vo svete navždy zmenu. Internet dnes umožnil existenciu aplikácií, ako sú okamžité správy, videokonferencie, sociálne siete.