Как работает Интернет

В этой статье мы рассмотрим основы интернета, в том числе, что это такое, как он работает, основные понятия, терминологию и общие протоколы, используемые для создания приложений и услуг в интернете.

Введение в Интернет

Прежде чем мы узнаем, что такое Интернет, нам нужно понять, что такое Сеть. Сеть — это группа компьютеров или других устройств, соединённых друг с другом. Например, у вас дома может быть сеть компьютеров и устройств. У вашего друга, живущего по соседству, может быть такая же сеть устройств. У их соседа может быть такая же сеть устройств. Все эти сети, соединённые вместе, образуют интернет.

Интернет — это сеть сетей.

Интернет был разработан в конце 1960-х годов Министерством обороны США как средство создания децентрализованной коммуникационной сети, способной выдержать ядерную атаку. За прошедшие годы он превратился в сложную и утончённую сеть, охватывающую весь земной шар.

Сегодня Интернет — неотъемлемая часть современной жизни, используемая миллиардами людей по всему миру для доступа к информации, общения с друзьями и семьёй, ведения бизнеса и многого другого. Для разработчика важно иметь твёрдое понимание того, как работает Интернет, а также различных технологий и протоколов, лежащих в его основе.

Как работает Интернет: Обзор

На высоком уровне Интернет работает, соединяя устройства и компьютерные системы вместе с помощью набора стандартизированных протоколов. Эти протоколы определяют порядок обмена информацией между устройствами и обеспечивают надёжную и безопасную передачу данных.

Основу Интернета составляет глобальная сеть взаимосвязанных маршрутизаторов, отвечающих за направление трафика между различными устройствами и системами. Когда вы отправляете данные через Интернет, они разбиваются на небольшие пакеты, отправляющиеся с вашего устройства на маршрутизатор. Маршрутизатор изучает пакет и пересылает его следующему маршрутизатору на пути к месту назначения. Этот процесс продолжается до тех пор, пока пакет не достигнет конечного пункта назначения.

Для обеспечения правильной отправки и приёма пакетов в Интернете используется целый ряд протоколов, включая Интернет-протокол (IP) и протокол управления передачей (TCP). IP отвечает за маршрутизацию пакетов к нужному месту назначения, а TCP обеспечивает надёжную передачу пакетов в правильном порядке.

В дополнение к этим основным протоколам существует широкий спектр других технологий и протоколов, используемые для обеспечения связи и обмена данными через Интернет, включая Domain Name System (DNS), Hypertext Transfer Protocol (HTTP) и протокол Secure Sockets Layer/Transport Layer Security (SSL/TLS). Разработчику важно хорошо понимать, как эти различные технологии и протоколы работают вместе для обеспечения связи и обмена данными в Интернете.

Основные концепции и терминология

Чтобы понять, что такое интернет, важно знать основные понятия и терминологию.

• Пакет: Небольшая единица данных, передаваемая через Интернет.
• Маршрутизатор: Устройство, которое направляет пакеты данных между различными сетями.
• IP-адрес: Уникальный идентификатор, присваиваемый каждому устройству в сети, используемый для маршрутизации данных к нужному месту назначения.
• Доменное имя: Понятное человеку имя, которое используется для идентификации веб-сайта, например google.com.
• DNS: Система доменных имён отвечает за преобразование доменных имён в IP-адреса.
• HTTP: протокол передачи гипертекста используется для передачи данных между клиентом (например, веб-браузером) и сервером (например, веб-сайтом).
• HTTPS: зашифрованная версия HTTP, которая используется для обеспечения безопасной связи между клиентом и сервером.
• SSL/TLS: протоколы Secure Sockets Layer и Transport Layer Security используются для обеспечения безопасной связи через Интернет.

Понимание этих основных понятий и терминов необходимо для работы с Интернетом и разработки интернет-приложений и сервисов.

Роль протоколов в Интернете

Протоколы играют важную роль в обеспечении связи и обмена данными через Интернет. Протокол — это набор правил и стандартов, определяющих, как происходит обмен информацией между устройствами и системами.

В интернет-коммуникации используется множество различных протоколов, включая Internet Protocol (IP), Transmission Control Protocol (TCP), User Datagram Protocol (UDP), Domain Name System (DNS) и многие другие.

IP отвечает за маршрутизацию пакетов данных по назначению, а TCP и UDP обеспечивают надёжную и эффективную передачу пакетов. DNS используется для преобразования доменных имён в IP-адреса, а HTTP — для передачи данных между клиентами и серверами.

Одним из ключевых преимуществ использования стандартизированных протоколов является то, что они позволяют устройствам и системам от разных производителей и поставщиков беспрепятственно взаимодействовать друг с другом. Например, веб-браузер, разработанный одной компанией, может взаимодействовать с веб-сервером, разработанным другой компанией, при условии, что они оба придерживаются протокола HTTP.

Как разработчику, важно понимать различные протоколы, используемые в интернет-коммуникациях, и то, как они работают вместе, чтобы обеспечить передачу данных и информации через интернет.

Понимание IP-адресов и доменных имён

IP-адреса и доменные имена — важные понятия, которые необходимо понимать при работе в Интернете.

IP-адрес — это уникальный идентификатор, присваиваемый каждому устройству в сети. Он используется для маршрутизации данных в нужное место назначения, гарантируя, что информация будет отправлена адресату. IP-адреса обычно представляются в виде серии из четырёх чисел, разделённых точками, например, 192.168.1.1.

Доменные имена, с другой стороны, — это понятные человеку имена, используемые для идентификации веб-сайтов и других интернет-ресурсов. Они обычно состоят из двух или более частей, разделённых точками. Например, google.com — это доменное имя. Доменные имена переводятся в IP-адреса с помощью системы доменных имён (DNS).

DNS — это важная часть инфраструктуры Интернета, отвечающая за преобразование доменных имён в IP-адреса. Когда вы вводите доменное имя в веб-браузере, ваш компьютер отправляет DNS-запрос на DNS-сервер, возвращающий соответствующий IP-адрес. Затем ваш компьютер использует этот IP-адрес для подключения к веб-сайту или другому запрошенному ресурсу.

Введение в HTTP и HTTPS

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) и HTTPS (HTTP Secure) — два наиболее часто используемых протокола в интернет-приложениях и сервисах.

HTTP — это протокол, используемый для передачи данных между клиентом (например, веб-браузером) и сервером (например, веб-сайтом). Когда вы посещаете веб-сайт, ваш веб-браузер отправляет HTTP-запрос на сервер, запрашивая веб-страницу или другой ресурс. Затем сервер отправляет HTTP ответ, содержащий запрошенные данные, обратно клиенту.

HTTPS — это более безопасная версия HTTP, которая шифрует данные, передаваемые между клиентом и сервером, с помощью SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) шифрования. Это обеспечивает дополнительный уровень безопасности, помогая защитить конфиденциальную информацию, такую как учётные данные для входа в систему, платёжную информацию и другие личные данные.

Когда вы посещаете веб-сайт, использующий HTTPS, в адресной строке вашего браузера отображается значок замка, указывающий на то, что соединение является безопасным. Вы также можете увидеть буквы https в начале адреса сайта, а не http.

Создание приложений на основе TCP/IP

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — это базовый протокол связи, используемый большинством интернет-приложений и служб. Он обеспечивает надёжную, упорядоченную и проверенную на ошибки доставку данных между приложениями, работающими на разных устройствах.

При создании приложений с использованием TCP/IP необходимо понимать несколько ключевых понятий:

• Порты: Порты используются для идентификации приложения или службы, запущенной на устройстве. Каждому приложению или службе присваивается уникальный номер порта, что позволяет отправлять данные по назначению.
• Сокеты: Сокет — это комбинация IP-адреса и номера порта, представляющая собой определённую конечную точку для связи. Сокеты используются для установления соединений между устройствами и передачи данных между приложениями.
• Соединения: Соединение устанавливается между двумя сокетами, когда два устройства хотят установить связь друг с другом. В процессе установления соединения устройства согласовывают различные параметры, такие как максимальный размер сегмента и фрейма, определяющие, как данные будут передаваться по соединению.
• Передача данных: После установления соединения данные могут передаваться между приложениями, запущенными на каждом устройстве. Данные обычно передаются в виде сегментов, каждый содержит порядковый номер и другие метаданные для обеспечения надёжной доставки.

При создании приложений с TCP/IP вам необходимо убедиться, что приложение разработано для работы с соответствующими портами, сокетами и соединениями. Также необходимо знать различные протоколы и стандарты, обычно используемые в TCP/IP, такие, как HTTP, FTP (протокол передачи файлов) и SMTP (простой протокол передачи почты). Понимание этих концепций и протоколов необходимо для создания эффективных, масштабируемых и безопасных интернет-приложений и сервисов.

Защита интернет-коммуникаций с помощью SSL/TLS

Как мы уже говорили, SSL/TLS — это протокол, используемый для шифрования данных, передаваемых через Интернет. Он обычно используется для обеспечения безопасных соединений для таких приложений, как веб-браузеры, почтовые клиенты и программы передачи файлов.

При использовании SSL/TLS для защиты интернет-коммуникаций необходимо понимать несколько ключевых понятий:

• Сертификаты: Сертификаты SSL/TLS используются для установления доверия между клиентом и сервером. Они содержат информацию о подлинности сервера и подписываются доверенной третьей стороной (центром сертификации) для проверки их подлинности.
• Рукопожатие: В процессе рукопожатия SSL/TLS клиент и сервер обмениваются информацией для согласования алгоритма шифрования и других параметров безопасного соединения.
• Шифрование: После установления защищённого соединения данные шифруются с помощью согласованного алгоритма и могут безопасно передаваться между клиентом и сервером.

При создании интернет-приложений и служб важно понимать, как работает SSL/TLS, и убедиться, что приложение рассчитано на использование SSL/TLS при передаче конфиденциальных данных, таких как учётные данные для входа в систему, платёжная информация и другие личные данные. Также необходимо убедиться, что вы получили и поддерживаете действующие сертификаты SSL/TLS для своих серверов, и что следуете лучшим практикам настройки и защиты соединений SSL/TLS. Это поможет защитить данные ваших пользователей и обеспечить целостность и конфиденциальность связи вашего приложения через Интернет.

Будущее: Новые тенденции и технологии

Интернет постоянно развивается, постоянно появляются новые технологии и тенденции. Разработчику важно быть в курсе последних событий, чтобы создавать инновационные и эффективные приложения и сервисы.

Вот некоторые из новых тенденций и технологий, формирующих будущее интернета:

• 5G: 5G — это последнее поколение технологии мобильных сетей, обеспечивающее более высокую скорость, меньшую задержку и большую пропускную способность по сравнению с предыдущими поколениями. Ожидается, что она позволит использовать новые возможности и приложения, такие как автономные транспортные средства и удалённая хирургия.
• Интернет вещей (IoT): IoT — это сеть физических устройств, транспортных средств, бытовой техники и других объектов, подключённых к Интернету и могут обмениваться данными. По мере развития IoT ожидается, что он произведёт революцию в таких отраслях, как здравоохранение, транспорт и производство.
• Искусственный интеллект (AI/ИИ): Технологии ИИ, такие как машинное обучение и обработка естественного языка, уже используются для создания широкого спектра приложений и услуг, от голосовых помощников до обнаружения мошенничества. Ожидается, что по мере дальнейшего развития ИИ позволит создавать новые сценарии использования и трансформировать такие отрасли, как здравоохранение, финансы и образование.
• Блокчейн: Блокчейн — это технология распределённой бухгалтерской книги, которая обеспечивает безопасные децентрализованные транзакции. Она используется в широком спектре приложений, от криптовалют до управления цепочками поставок.
• Пограничные вычисления: Пограничные вычисления означают обработку и хранение данных на границе сети, а не в централизованных центрах обработки данных. Ожидается, что они позволят создать новые сценарии использования и приложения, такие как аналитика в реальном времени и приложения с низкой задержкой.

Оставаясь в курсе этих и других новых тенденций и технологий, вы можете гарантировать, что ваши приложения и сервисы созданы с использованием новейших возможностей и обеспечивают наилучший возможный опыт для пользователей.

Заключение

И это подводит нас к концу этой статьи. Мы проделали большой объем работы, поэтому давайте сделаем обзор того, что мы узнали:

• Интернет — это глобальная сеть взаимосвязанных компьютеров, использующая стандартный набор коммуникационных протоколов для обмена данными.
• Интернет работает, соединяя устройства и компьютерные системы вместе с помощью стандартных протоколов, таких как IP и TCP.
• Ядром интернета является глобальная сеть взаимосвязанных маршрутизаторов, направляющих трафик между различными устройствами и системами.
• Основные понятия и терминология, с которыми вам необходимо ознакомиться, включают пакеты, маршрутизаторы, IP-адреса, доменные имена, DNS, HTTP, HTTPS и SSL/TLS.
• Протоколы играют важную роль в обеспечении связи и обмена данными через Интернет, позволяя устройствам и системам различных производителей и поставщиков беспрепятственно взаимодействовать.

Надеюсь, вы нашли эту статью полезной. Спасибо за чтение!