Как работает Интернет. Просто и с картинками

В этой статье я расскажу, как устроена всемирная сеть Интернет и как в ней общаются компьютеры. Все очень упрощено для лучшего понимания. При возникновении желания изучить какой-то вопрос глубже, вы можете воспользоваться поиском Google.

Как устроен Интернет

Начнем с сути Интернета — каждый подключенный к сети компьютер может общаться абсолютно с любым компьютером в этой сети.

Давайте сделаем маленькую сеть. Соединим два компьютера проводом.

сеть из двух компьютеров. bor64.com
Сеть из двух компьютеров

Ура! Теперь эти железяки могут общаться друг с другом.

А сейчас давайте добавим к ним еще 2 компьютера.

сеть из четырех компьютеров. bor64.com
Сеть из четырех компьютеров

У нас получилась сеть из четырех компьютеров, где каждый может общаться с каждым.

В данном случае проводов не много и у компьютеров хватает портов, чтобы подключить провода. А что, если мы хотим, чтобы в сети было 8 компьютеров? Для этого нужно как минимум 7 портов у каждого компьютера и 21 провод, чтобы соединить все железки вместе.

Такой подход не позволит нам расширить сеть и подключить к ней еще больше машинок. На это есть как минимум две причины:

  1. у компьютера не хватит столько портов, чтобы натыкать в него кучу проводов;
  2. как и где вы собираетесь укладывать большое количество проводов?

Для решения этой проблемы придумали роутер.

как работает интернет. Роутер. bor64.com
Роутер

Роутер — это такой компьютер, к которому подключаются другие компьютеры и он связывает их, позволяя общаться так, как если бы их связали проводами.

надеюсь понятно объяснил

Теперь мы можем связать 5 компьютеров вместе всего лишь пятью проводами. Правда круто?

5 компьютеров соединены в сеть через роутер. bor64.com
5 компьютеров соединены в сеть через роутер

Роутер значительно упростил жизнь. Но есть один нюанс: у него тоже ограниченное число портов. Например, 10 или 20. И вот вопрос: как расширить сеть на 100 компьютеров, или 200, или на 1000?

Догадались? Мы просто берем второй роутер, подключаем к нему компьютеры, а потом соединяем два роутера вместе.

расширили компьютерную сеть с помощью двух роутеров. bor64.com
Расширили компьютерную сеть двумя роутерами

А как добавить в сеть еще больше компьютеров? Берем третий роутер и подключаем к нему компьютеры так, как это делали со вторым и первым роутером. Затем берем четвертый роутер и подключаем к нему те три роутера.

расширили компьютерную сеть с помощью четырех роутеров. bor64.com
Расширили компьютерную сеть четырьмя роутерами

Я думаю, что вы уже поняли, как расширять сеть.

Вопрос: вы серьезно хотите засадить всю планету Земля роутерами и обвязать проводами?

Конечно же нет! Проще подключиться к тому, что уже есть и хорошо работает по всему земному шару — к телефонной сети.

Для этого нам нужен модем.

как работает интернет. Модем. bor64.com
Модем

Модем — не большая коробочка, которая изменяет сигнал от компьютера в сигнал телефонной сети и наоборот.

Для подключения к телефонной сети мы кидаем провод от роутера к модему, а от модема в телефонную сеть. Изи.

подключили компьютеры в телефонную сеть через модем. bor64.com
Подключили компьютеры в телефонную сеть через модем

Зная эту схему, мы соединили вместе все компьютеры страны. Это можно назвать Интернетом? Нет.

Интернет — всемирная информационная компьютерная сеть, связывающая между собой как пользователей компьютерных сетей, так и пользователей индивидуальных компьютеров для обмена информацией.

wikipedia

Основное слово всемирная.

Для лучшего понимания, как все устроено на высоком уровне представьте, что вокруг Земли протянут толстенный провод — это главная магистраль сети. На всей длине магистрали стоят здоровенные здания (можно думать о них, как об огроменных роутерах) — это поставщики сети, они подключают к себе страны, тем самым позволяя им находиться в сети.

Так, стоп! Это что, нужно каждый роутер в стране подключить к поставщику сети?

Нет! Для этого есть интернет-провайдер. Думайте об интернет-провайдере, как о большом роутере, который стоит посреди страны и к нему подключаются все остальные.

Наверное я вас немного запутал, поэтому посмотрите на эту картинку и все станет понятно.

Схема всемирной сети Интернет. bor64.com
Схема всемирной сети Интернет

Поразмышляйте немного об этом и вы обалдеете, насколько огромная эта сеть и что просто не реально даже представить ее размеры!

Как общаются компьютеры в сети Интернет

Для начала запомним: у каждого компьютера в сети есть свое имя — это ip-адрес. По этому имени можно обратиться к любому компьютеру. Формат IP-адреса такой: nnn.nnn.nnn.nnn, где nnn — число от 0 до 255. Когда вы подключаетесь к Интернету, то интернет-провайдер дает вашему компьютеру временный ip-адрес.

Итак, вы в сети. Разберемся, что происходит, когда вы отправляете другу или подруге смайлик какашки.

Сперва ваше сообщение обрабатывается на самом верхнем уровне — на уровне приложения. Здесь создается пакет сообщения и, если он большой, то разбивается на маленькие пакеты и образуется цепочка пакетов.

Дальше пакет сообщения попадает на уровень ниже — TCP (Transmission Control Protocol или  Протокол Управления Передачей). Здесь каждому пакету данных присваивается номер порта, на котором работает приложение. По этому номеру компьютер, которому отправили сообщение, найдет приложение.

Спускаемся еще ниже — на уровень IP (Internet Protocol). Здесь каждому пакету присваивается имя компьютера (IP-адрес), которому адресовано сообщение.

И наконец мы достигли последнего, нижнего уровня — Hardware (или Аппаратный уровень). Тут пакеты данных преобразуются в сигнал сети и направляются к адресату.

Когда адресат получает сообщение, то весь процесс происходит в обратном порядке, т.е. от нижнего уровня (Hardware) до верхнего (уровень Приложения).

А теперь посмотрите на картинку, чтобы стало понятнее.

Сейчас мы разберем, как происходит доставка сообщения от компьютера с именем 1.1.1.1 к компьютеру с именем 2.2.2.2.

Помните мы говорили про роутере? Так вот у каждого роутера есть своя таблица с именами компьютеров и других роутеров, подключенных к нему.

Когда сигнал от вашего компьютера попадает в сеть, то он доходит до ближайшего роутера. Тот смотрит в своей таблице компьютер с именем, которое указано в вашем сообщении. Если роутер находит такое имя, то отправляет сообщение этому компьютеру. Если не находит, то отправляет сообщение другому роутеру на уровень выше.

Рассмотрим пример, когда самый ближайший роутер знает компьютер, которому адресовано сообщение.

Передача данных через ближайший роутер. bor64.com
Передача данных через ближайший роутер

А теперь пример того, когда сообщение идет к роутеру на уровень выше.

Передача данных через дальний роутер

Подытожим

Интернет — это всемирная сеть компьютеров, в которой каждый компьютер может общаться с каждым компьютером внутри этой сети.

Все описанное выше применимо к беспроводной передаче данных. Только вместо проводов будет Wi-Fi или 3G/4G/5G.

Для себя вы можете помнить такую схему Интернета:

Компьютер -> Роутер -> Модем -> Интернет-провайдер -> Поставщик сети -> Магистраль.

Если у вас возникли вопросы к этой статье или вы хотите оспорить какие-то моменты, пожалуйста, пишите об этом в комментариях.

Спасибо за внимание

Как работает Интернет. Просто и с картинками: 2 комментария

  1. Вместо роутера надо было писать коммутатор. На всех рисунках! Различие огромное, и не только в написании.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *