Как устроен интернет и при чём тут акулы
Слово «интернет» — это сокращение от английского словосочетания interconnected networks (взаимно соединённые сети). Инженеров во второй половине двадцатого века интересовало, как можно соединить компьютеры, чтобы объединить их вычислительные мощности и обмениваться информацией.
Первые разработки начались в США. В 1969 году учёные создали университетскую компьютерную сеть ARPANet, которая считается прототипом интернета. Разработчики соединили несколько компьютеров разных университетов. Позже, когда число компьютерных сетей выросло, возникла задача соединить между собой уже их.
Передавать информацию с одного компьютера на другой можно благодаря подводным кабелям — огромным проводам под водой, проложенным между континентами. Провода как бы «скрепляют» земной шар. Если посмотреть на карту интернет-кабелей, мы увидим, что она похожа на предшествующую ей карту телеграфа: провода проходят в тех же местах.
Как работает интернет?
Сначала пользователь вбивает адрес сайта в браузере. Информация нужного нам сайта находится на другом компьютере — на сервере. Чтобы получить эту информацию, браузеру нужно знать «адрес» компьютера, на котором она находится. Этот «адрес» называется IP-адрес. У каждого сервера он уникален.
Браузер отправляет запрос пользователя на DNS сервер — каталог всех IP-адресов. Его принцип работы можно сравнить с телефонной книгой. В нём доменные имена сайтов (например, google.com) соотносятся с IP-адресами (172.217.22.14, соответственно).
DNS-сервер даёт ответ: буквенному адресу интересующего вас сайта соответствует такой-то IP-адрес. И только тогда браузер отправляет на этот адрес запрос.
Тот в ответ отправляет файлы, и пользователь видит сайт, который он вбил в поисковую строку.
Почему сайтом может пользоваться много человек одновременно?
Интернет отличается от телефонной связи тем, что когда мы говорим по телефону, между нами и нашим собеседником открывается постоянно работающий канал связи. То есть никто третий в нашем разговоре просто так поучаствовать не может. Это называется «коммутация каналов». В Сети же принцип другой — «коммутация пакетов». Информация разбивается на кусочки, называемые пакетами. Это позволяет по одному каналу связи пересылать данные множества сайтов.
Как быстро работает браузер?
Промежуток времени, за который запрос с вашего компьютера достигает сервера и возвращается назад с необходимой информацией, называется ping. Для использования интернета в повседневных целях (например, скроллинга соцсетей) он не имеет значения.
Ping важен для геймеров и для видеоконференций. Если танк стреляет через секунду после нажатия на кнопку, можно проиграть. И, конечно, никто не любит, когда собеседник в Zoom-звонке вдруг замирает с открытым ртом. Ping больше 0,1 секунды считается медленным.
Почему реклама на сайтах знает так много?
Помимо того, что сервер выдаёт информацию по запросу пользователей, он также получает информацию о человеке, создавшем запрос. Например, где он находится. И вместе с информацией необходимого сайта отправляет человеку соответствующие его локации новости и другие материалы. Таким образом, он подстраивает контент под параметры пользователя.
Как работает веб-архив?
Изначально интернет задумывался как архив знаний человечества. Некоторые учёные и программисты хотели сделать так, чтобы всё, что попадает в интернет, осталось там навсегда. В 1996 году американские программисты Брюстер Кейл и Брюс Гиллиат решили, что нужно архивировать всё, что к этому моменту находилось в интернете.
Они создали Web Archive. Это сайт, хранящий информацию о других сайтах, веб-архив. Он работал благодаря технологии Web crawler, или «веб-паук». Это такой скрипт, который «оббегает» сайты и узнаёт, изменились ли они. Если сайт изменился, то «веб-паук» создаёт архивную копию. С 2001 года этот архив стал публичным. В некоторых странах, например, в Дании, есть и свои, национальные архивы интернета.
Сайты живут вечно?
Среднее время жизни интернет-страницы — год. Это логично объясняется тем, что владельцы сайта обычно оплачивают доменное имя сайта на год. Если его не оплачивать, у сайта забирают адрес, и он перестаёт существовать. Исследователи из Гарвардской школы права изучили сайт New York Times и установили, что 72% гиперссылок из материалов 1998 года «мертвы».
Акулы — главная опасность интернета?
Существует легенда, будто акулы представляют собой главную опасность для интернета, потому что перекусывают подводные кабели. Кабели действительно лежат под водой, и их относительно легко повредить. Однако под водой находится гораздо больше кабелей, чем нужно для стабильной работы интернета.
Даже если акула и повредит кабель, интернет продолжит работать. К тому же кабели находятся очень глубоко — акулы там не плавают. А вот телеграфные кабели они перекусывали часто.
Гораздо опаснее для интернета рыболовецкие судна. Они могут сбросить якорь и перебить несколько кабелей сразу. Так, например, недавно произошло в Великобритании.
То, что мы называем интернетом, — это, в сущности, соединённые проводами компьютеры. никаких облаков или виртуальной реальности.
Что такое интернет, как он устроен и кому принадлежит
Интернет представляет собой глобальную сеть, которая объединяет устройства по всему миру и дает пользователям множество возможностей: работать, учиться, вести бизнес и так далее. В наши дни от работоспособности интернета зависят буквально все процессы жизнедеятельности. РБК Тренды публикуют перевод материала Internal Pointers, где приводится подробный разбор архитектуры Интернета.
Компьютерные сети — это сложные объекты, которые различаются по размеру, доступности и применяемым технологиям. Так, внутридомовая сеть с точки зрения размера, структуры, оборудования и функциональности сильно отличается от той, которая соединяет два города. Такое разнообразие сетей затрудняет их совместную работу. Однако решение кроется в интерсетях или интернете.
Межсетевые соединения — это тип сети, который соединяет несколько сетей и нивелирует их различия, чтобы они могли взаимодействовать как совместимые.
Главная общедоступная сеть называется интернетом. Любой может получить доступ к интернету с помощью устройства — компьютера, телефона, планшета и так далее — для обмена информацией и совместного использования ресурсов.
Как устроен интернет с аппаратной точки зрения
Интернет состоит из трех физических компонентов: кабелей, маршрутизаторов и сетей. Технические специалисты определяют интернет-инфраструктуру как сочетание интернет-оборудования и программного обеспечения, которое на нем работает.
Кабели
Интернет образуется из множества оптоволоконных кабелей, которые соединяют вместе несколько небольших сетей. Эти кабели передают информацию из одной сети в другую в виде оптических сигналов. Вся наша планета покрыта интернет-кабелями, кроме Антарктиды. При этом многие расположены под водой, чтобы покрывать огромные расстояния. Например, длина кабеля Atlantic Crossing 1 (AC-1), который связывает США с Европой, составляет 14 000 км.
Маршрутизаторы
Еще одним важным элементом интернета являются маршрутизаторы, которые пересылают данные между точками доступа. Таким образом, маршрутизаторы отвечают за то, чтобы сообщение, отправленное с компьютера А, дошло до компьютера Б как можно быстрее и без сбоев.
Информация может передаваться по нескольким маршрутам, а функция маршрутизаторов состоит в том, чтобы выбрать лучший. Это особенно важно, когда сеть перегружена — в случае, если многие другие компьютеры одновременно пытаются обмениваться данными — или если кратчайший путь заблокирован из-за неисправности сети.
Все устройства подключаются к сетям, чтобы получить доступ в интернет. Например, домашний ноутбук или планшет подключаются к локальной сети внутри дома (LAN). Эти устройства могут обмениваться данными без каких-либо проблем, так как являются частью одной сети. Однако для обмена данными за пределами этих сетей требуется поддержка интернет-провайдера (ISP). Интернет-провайдер предоставляет такой доступ в интернет и иную поддержку, связанную с работой в интернете.
Интернет-провайдеры
Интернет-провайдеры концептуально организованы в три уровня или яруса. Провайдеры третьего уровня представляют собой небольшие региональные компании, которые продают подключение к интернету конечным пользователям. Обычно они не владеют оборудованием, необходимым для передачи данных, и покупают подключение у интернет-провайдеров второго уровня. Эти интернет-провайдеры крупнее, они владеют кабелями и другим сетевым оборудованием. Например, Comcast в США или Vodafone в Европе входят в число крупнейших интернет-провайдеров в мире. Обычно эти компании сотрудничают, чтобы перемещать данные. Этот процесс называется пирингом.
Однако интернет-провайдеры второго уровня не охватывают весь земной шар, поэтому они покупают услуги (транзит) у интернет-провайдеров первого уровня, которые владеют межконтинентальными кабелями (AT&T, Deutsche Telekom Global Carrier). Стоит отметить, что некоторые интернет-провайдеры второго уровня также могут продавать доступ в интернет напрямую клиентам.
Как правило, к услугам провайдеров первого уровня более мелкие компании прибегают тогда, когда им нужно наладить передачу данных на большие расстояния. Однако, если требуется соединить два близких города, то будет достаточно пиринга.
Быстрый пиринг возможен благодаря точкам обмена интернет-трафиком (IXP): это помещения и целые здания, заполненные компьютерами и маршрутизаторами, которые соединяют несколько интернет-провайдеров вместе и помогают сократить пути для интернет-трафика. IXP расположены по всему миру, и на сегодняшний день насчитывается около 240 таких точек в 180 регионах.
В целом, отправка сообщения через интернет означает передачу данных нескольким интернет-провайдерам и IXP, их маршрутизаторам и кабелям. Фактический путь определяется местоположением получателя, который примет сообщение, а также часто коммерческими соглашениями между интернет-провайдерами.
Беспроводные устройства
Существует несколько типов беспроводных соединений, которые позволяют таким устройствам как ноутбуки, планшеты, телефоны, смарт-телевизоры, автомобили и так далее, обмениваться данными. Наиболее популярными являются Wi-Fi-соединение, официально известное как стандарт IEEE 802.11, и мобильная сеть 5G. Они основаны на разных технологиях и протоколах, однако обеспечивают еще один способ передачи сигнала от устройства пользователя к интернет-провайдеру. Данные достигают интернет-провайдера, а затем процесс выглядит как обычное интернет-соединение.
Еще одной развивающейся технологией является спутниковый доступ в интернет. Он может быть полезен там, где интернет-кабели недоступны. В настоящее время проекты спутникового интернета развивают целый ряд крупных компаний: SpaceX, OneWeb, Amazon.
Интернет-протоколы
Для перемещения данных в сети интернет требуются специальные инструкции: как прокладывать кабели, организовывать слаженную работу маршрутизаторов и компьютеров, преобразовывать сигналы, писать сетевое программное обеспечение и так далее. Такие инструкции известны как сетевые протоколы. Они определяют, как информация должна передаваться между разными компьютерами, чтобы они могли «понимать» друг друга.
Internet Protocol Suite — это сетевой протокол, который управляет интернетом: он гарантирует, что сообщение может перемещаться по сети и достигать места назначения. По сути, это набор интернет-протоколов, в который входят два важнейших подпротокола: управления передачей (TCP) и интернет-протокол (IP).
Еще одним способом описать, как должны работать компьютерные сети, является модель взаимодействия открытых систем (модель OSI). Она более детализирована, чем набор протоколов интернета, и включает в себя спецификации оборудования. Эта модель достаточно сложная и является, скорее, теоретической.
Набор протоколов интернета стал стандартом для современных сетей, но он основан на многих идеях, изначально сформулированных в модели OSI.
Краткая история интернета
Интернет зародился как экспериментальный проект под эгидой Министерства обороны США в 1960 году. В то время компьютеры были дорогими и медленными, поэтому идея заключалась в том, чтобы разделить их по сети и распределить их вычислительную мощность между несколькими пользователями одновременно.
Разработанный Агентством перспективных исследовательских проектов (ARPA, с 1972 года DARPA), научно-исследовательским агентством Пентагона, предшественник интернета вначале назывался ARPANET. Изначально сеть была очень маленькой и соединяла несколько исследовательских центров в США. Ее использовали только ученые и техники.
По мере развития технологий стали появляться и другие компьютерные сети, в том числе за пределами США. Каждая сеть была основана на собственной технологии, что затрудняло обмен данными между пользователями, работающими в разных сетях. По этой причине примерно в 1970 году в рамках проекта ARPA была создана рабочая группа по интерсетям. В результате исследования были разработаны различные протоколы, в том числе и Internet Protocol Suite.
В начале 1980-х годов Internet Protocol Suite был принят на международном уровне в существующих сетях, а несколько лет спустя начали появляться интернет-провайдеры. С тех пор вся сеть быстро разрасталась. В рамках проекта OPTE визуализировали развитие интернета с 1997 по 2021 год.
Кто управляет интернетом
По сей день интернет работает без центрального управляющего органа. Однако существует множество организаций, которые регулируют структуру и разрабатывают правила работы сетей. Наиболее важные из них:
Совет по архитектуре интернета (IAB) — обеспечивает правильную работу интернета. Он состоит из Целевой группы по инженерным вопросам интернета (IETF) и Целевой группы по исследованиям в интернете (IRTF). Первая пишет протоколы и другие технические документы, а вторая занимается долгосрочными исследованиями (новые идеи, новые протоколы).
Интернет-корпорация по присвоению имен и номеров (ICANN) — присваивает идентификаторы устройствам и службам, работающим в интернете по всему миру. ICANN работает вместе с Управлением по присвоению номеров в интернете (IANA).
Международный союз электросвязи (МСЭ) — координирует операции и услуги электросвязи по всему миру. МСЭ устанавливает и публикует правила и стандарты, касающиеся технологий электронной связи и вещания, таких как радио, телевидение, спутники, телефон и интернет.
Internet Society (ISOC) — способствует открытому развитию и использованию интернета людьми во всем мире. Общество публикует отчеты по проблемам интернета и создает инструменты, опросы и политические рекомендации для улучшения его использования.
Интернет-приложения
Многие приложения основаны на инфраструктуре интернета. Наиболее популярным из них, вероятно, является Всемирная паутина (WWW) или Сеть: набор текстовых документов и ресурсов (изображений, видео и так далее), доступных через интернет. Веб-документы и ресурсы хранятся на специальных компьютерах, подключенных к интернету, которые называются веб-серверами.
Всемирная паутина основана на протоколах системы доменных имен (DNS) для преобразования доменного имени в IP-адрес, протоколе передачи гипертекста (HTTP) для запроса содержимого веб-страницы с этого IP-адреса, а также протоколе Transport Layer Security (TLS) для обслуживания веб-сайта через безопасное зашифрованное соединение.
Объясни мне: как устроен интернет
Недавно приняли закон о так называемом суверенном интернете. Есть много слухов о том, что интернет смогут блокировать, подавлять, отключать и многое другое. Мы не комментируем слухи, но воспользуемся случаем и расскажем немного об устройстве самого интернета.
В этой статье — основные знания о том, как устроен интернет, на примере одного запроса на сайт. Дальше — больше. Чтобы было понятно, мы намеренно упускаем некоторые технические детали.
Интернет — это много компьютеров
Интернет — это много вычислительных машин, которые объединены в сеть. Объединение в сеть означает, что одна вычислительная машина может отправить другой сообщение, а та может ответить. Пока непонятно, но подождите.
Например, есть ваш смартфон. И есть компьютер «Яндекса», который отвечает за отображение страницы по адресу yandex.ru. Смартфон делает запрос «Покажи мне главную yandex.ru», компьютер «Яндекса» этот запрос получает, обрабатывает, проверяет, кто вы, и отдаёт вам эту страницу в виде кода. Ваш гаджет получает код страницы и выводит на экран в виде главной страницы «Яндекса».
Может сложиться впечатление, что мы ходим по интернету, заходим на сайты, входим в личные кабинеты. На самом деле никто никуда не ходит. Просто наш компьютер делает запрос другому, тот даёт ответ, и наш компьютер выводит этот ответ на экран. Можно сказать, мы не ходим по интернету, а выборочно его скачиваем.
Клиенты и серверы
Обычно компьютеры в интернете грубо делят на клиенты и серверы. Клиенты — это все компьютеры, на которых информацию потребляют. Обычно у них есть клавиатуры, экраны, они мобильные и удобные для людей. Ваш телефон, планшет и ноутбук — клиенты.
Серверы — это тоже компьютеры, но предназначенные для раздачи информации клиентам. Внешне они обычно выглядят как металлические ящики, вкрученные в металлические шкафы: у них нет мониторов и клавиатур, зато внутри там огромные жёсткие диски, сотни гигабайт оперативной памяти и мощнейшие процессоры.
Внутри между клиентами и серверами нет принципиальных различий. И то, и другое — компьютеры. Вы можете установить программу-сервер на свой рабочий компьютер и после некоторой настройки раздавать с него сайты. Или можете под покровом ночи проникнуть в серверную, подключить к серверу монитор и клавиатуру и поиграть в пасьянс на 32-ядерном процессоре.
Сервером может работать почти любой компьютер. Вот несколько идей:
Ваш старый системный блок, который пылится в гараже, можно переоборудовать под файловый сервер. На последний можно будет скидывать семейные фото и делать резервные копии важных документов. Поставили компьютер в кладовке, подвели к нему сетевой провод, включили и забыли.
На вашем рабочем компьютере может в фоновом режиме работать сервер для игры Counter-Strike. Другие люди смогут спасать виртуальных заложников и обезвреживать виртуальные бомбы, пользуясь мощностями вашего компьютера.
Можно купить одноплатный компьютер Raspberry Pi, подключить к нему Wi-Fi-антенну и батарею, и у вас будет карманный сервер, который по вашему желанию может раздавать файлы, показывать сайты или управлять ботом в Telegram.
Можно на базе того же Raspberry Pi сделать сервер для умного дома. Он собирает информацию со всех датчиков в квартире, а вы подключаетесь к нему через интернет и смотрите, какая где температура, нет ли протечек, что происходит на камерах.
Как они связаны
Все понимают, что в интернете компьютеры как-то связаны. Но как? Представьте разветвлённую корневую систему дерева или кровеносную систему человека: есть большие толстые артерии, от них отходят сосуды, от них — более тонкие сосуды, потом ещё и ещё, до тончайших капилляров. Похожим образом устроен интернет.
Основа интернета — огромные магистральные кабели, которые лежат под землёй и на дне океана: они соединяют города, страны и континенты. Это толстые пучки оптоволокна, по которым передаются колоссальные объёмы данных.
Огромные магистральные кабели соединяют большие точки обмена данными: так называемые эксчейнджи. Это организации, которые отвечают за обмен трафиком между городами, странами и континентами. В России около 50 таких точек, в мире — порядка 1 500.
В самом упрощённом виде ваш интернет-провайдер получает доступ к ближайшему эксчейнджу, чтобы иметь возможность продавать вам интернет. Представьте, что от эксчейнджа прокладывается толстый кабель к провайдеру. Конкретно толстый кабель бывает не всегда, но для наших целей такая метафора подойдёт.
Дальше обычно так: провайдер прокладывает менее толстый кабель в ваш район, ставит в каком-нибудь доме распределительный маршрутизатор. Из него провода тянутся в соседние дома. Обратите внимание на провода между уголками двух соседних многоэтажек — чаще всего это интернет.
Провод попадает в ваш дом. На крыше или в подвале ставится маршрутизатор — это устройство, которое определяет, куда какой сигнал отправить. В маршрутизатор вставляется провод, который тянется непосредственно в вашу квартиру. Мастер подключает провод к маршрутизатору в вашей квартире — та серая или чёрная коробочка с огоньками. Коробочка начинает раздавать Wi-Fi, и ваш компьютер подключается к сети.
Есть и другие способы подключиться, но в общем виде это так: магистраль → городская точка → провайдер → район → дом → подъезд → вы. И везде кабели. Интернет — это не волшебное облако с контентом, это огромная куча серверов, маршрутизаторов и кабелей, которые оплетают планету. И в самом конце, как вишенка на торте, ваш беспроводной роутер с Wi-Fi.
Допустим, вы захотели открыть главную страницу «Яндекса». Вот как всё будет происходить.
Вы набрали в браузере адрес yandex.ru. Опуская технические подробности, скажем, что ваш браузер узнал, что сайт yandex.ru живёт на компьютере с адресом 77.88.55.80.
77.88.55.80 — это IP-адрес. Такой адрес есть у всех компьютеров в интернете, в том числе у вашего. Ваш браузер говорит компьютеру: «Сделай запрос на 77.88.55.80».
Компьютер упаковывает этот запрос: ставит отметку «от кого», «кому», формулирует сам вопрос. Получается такой пакет данных. Он отправляет этот пакет той коробочке, которая стоит у вашей двери и мигает огоньками.
Роутер смотрит, что за адрес. Он видит, что никаких компьютеров с таким адресом к этому роутеру не подключено, поэтому передаёт запрос более старшему роутеру — на крыше подъезда.
Роутер на крыше видит, что никаких компьютеров с нужным адресом к нему тоже не подключено. Он отдаёт запрос выше, на районный роутер. Тот ещё выше, провайдеру.
У провайдера на роутере написана чёткая инструкция, что если придёт запрос на адрес 77.88.55.80, нужно передать его вон тому роутеру. Он это делает. Мы оказываемся на магистральном канале, который приведёт запрос в «Яндекс».
У «Яндекса» тысячи серверов, и один из них отвечает за главную страницу. Он получил запрос через цепочку роутеров и теперь обрабатывает.
Программа на сервере «Яндекса» готовит ответ на запрос. Она смотрит, из какого города к нему обращаются, и компонует новости для этого города. Определяет, знает ли она этого пользователя, и если знает — показывает ему число непрочитанных в почтовом ящике. Ещё она совершает множество невидимых действий, чтобы оптимизировать страницу.
Код итоговой страницы программа пакует по маленьким пакетам и отдаёт на ближайший роутер. На каждом пакете написан обратный адрес, с которого изначально пришёл запрос. Роутер начинает искать, как бы доставить эти пакеты обратно. Он отправляет их на магистраль, там роутеры передают эти пакеты провайдеру, он их направляет в нужный район, в районе их отправляют в дом, подъезд и, наконец, квартиру.
Пакеты приходят в вашу коробочку у двери. Она находит, какой компьютер запрашивал данные из «Яндекса», и отправляет ему по беспроводной связи только что пришедшие пакеты.
Ваш компьютер получает пакеты, распаковывает их, собирает цельный текст и рисует из этого текста страницу.
На весь путь из вашей квартиры до сервера «Яндекса» и обратно ушло меньше секунды, но в процессе было задействовано не менее пятидесяти машин — роутеров и серверов. Ваш запрос физически пропутешествовал до сервера «Яндекса» и вернулся. У вас ощущение, будто вы зашли в «Яндекс», но на самом деле «Яндекс» пришёл в ваш дом.
Это только самые основы. Дальше разберём, что можно с этими знаниями делать, как работают блокировки интернета и почему они на самом деле не работают, а главное — как сделать собственный сайт, который будет работать не хуже «Яндекса».
Как устроен интернет
Интернет — это технология, которая убрала информационные барьеры, усовершенствовала мировые процессы и дала нам возможность постить милых котиков в ленту. Пора раскрыть суть Всемирной паутины и узнать, что за пауки ее плетут! ��️
· Обновлено 7 июля 2022
Кратко сформулировать, как устроен интернет, можно фразой «сеть всех сетей». Представьте себе дом со множеством подъездов. В каждом подъезде — своя локальная сеть, по которой жители могут передавать друг другу файлы, создавать в ней сайты и вместе играть в компьютерные игры. Но вот жители собрались и решили объединить все свои локальные сети в одну — и теперь у всего дома есть доступ к общим ресурсам сети. Каждый пользователь может поделиться контентом с другими и пригласить соседей на свой сайт.
Именно так технически устроен интернет. Если посмотреть на карту глобальной сети, мы заметим, что все континенты связаны между собой проводами интернета. А сколько сетей помещается на каждом из материков! Сети стран, городов, районов и домов вплетаются в единую Всемирную паутину.
Как появился интернет
Одним из создателей интернета является Леонард Клейнрок. Этот ученый описал принцип работы Сети, а именно алгоритм разбивки файлов на части и передачи по различным путям через Сеть. Свои труды он опубликовал в книге «Коммуникационные сети», которая вышла в 1964 году. На основе разработок Клейнрока агентство передовых исследовательских проектов ARPA создало компьютерную сеть ARPANET, которая и стала прототипом современного интернета. Этой сетью пользовались военные, и она не была массовой.
Все изменилось в 1973 году, когда несколько стран подключились к обмену данных — а затем и весь мир. С возросшим числом пользователей потребовались нововведения, и в 1983 году появился протокол TCP/IP, который стал основой сетевой моделью передачи данных, представленной в цифровом виде. TCP/IP описывает способ передачи данных от источника информации получателю. Информация проходит через четыре уровня, каждый из которых описывается правилом. Так как количество пользователей многократно выросло, потребовалась их идентификация в Сети, и таким идентификатором стал IP-адрес. Введение идентификации пользователя позволило разработать ряд правил внутри Сети, регулирующих передачу, обмен и безопасность информации.
Число юзеров продолжало расти, и в 2022 году, по данным отчета Global Digital, в мире насчитывается 5 миллиардов 368 миллионов активных пользователей глобальной сети.
Виды интернета
С каждым годом технологии и скорость интернета совершенствовалась. Некоторые технологии остались с нами по сей день, а часть устарела и почти не используется. Давайте рассмотрим основные виды интернет-соединений:
| Технология | Скорость | Описание |
|---|---|---|
| Dial-up (коммутируемый доступ) | 58 Кбит в секунду | Для обеспечения связи использовались телефонная сеть и модем, который соединялся с модемом станции |
| Выделенная линия — xDSL (ADSL, SHDSL, VDSL) | 24 Мбит в секунду | Новый виток технологии телефонной сети. Подключение аналогично Dial-up-соединению, однако имеет бóльшую скорость за счет оцифровки сигнала интернета |
| FTTB (ETTH) | 1 Гбит в секунду | Витая пара, которая передает интернет через коммутатор от поставщика интернет-услуг |
| xPON (оптоволоконный канал) | 2,5 Гбит в секунду | Используется крупными компаниями для передачи большого массива данных |
| GPRS, 3G, LTE | 300 Мбит в секунду | Интернет-технология, которая используется в мобильных сетях |
| Спутниковая связь | 1 Гбит в секунду | Передача интернета посредством спутников, находящихся на орбите Земли |
| Wi-Fi и WiMAX | 1 Гбит в секунду | Технология беспроводной сети |
Каждая из этих технологий работает по своему алгоритму, однако цель у них одна — передача данных в глобальную сеть Интернет. Так как же устроен интернет? Продолжим разбираться!
Как работает интернет
Давайте снова вспомним наших жителей дома, которые решили объединить свои сети. Прошло время, и их общая сеть была подключена через технологию FTTB к глобальной сети Интернет. Получается, они стали новыми клиентами сети! А где новым клиентам брать информацию, скачивать файлы или смотреть видосики? Конечно же, на серверах — компьютерах, которые имеют объемные хранилища памяти и созданы, чтобы хранить и обрабатывать большие массивы данных. Однако любой клиент сети может и сам стать сервером — для этого достаточно установить программное обеспечение. Развернув сервер, он может выложить свой сайт в общую интернет-сеть. Получается, что все объекты сети — это компьютеры, которые различаются только назначением: кто-то предоставляет информацию, а кто-то ее потребляет.
Обмен информацией между клиентами сети и серверами происходит через подключение к IP-адресу. У каждого пользователя, сайта или сервера есть такой адрес, который является уникальным идентификатором в сети. Благодаря взаимодействию IP-адресов сетевые устройства могут передавать друг другу пакеты данных. IP-адрес выглядит как набор из четырех чисел, например 192.168.0.0.
Давайте посетим сайт skysmart.ru. Адресная строка покажет нам имя сайта (домен), и никаких числовых значений мы не увидим. Это сделано для удобства пользователей и поисковых систем. Реализовать такую технологию смогли через систему доменных имен — DNS, которая присваивает понятное буквенное имя цифровому IP-адресу.
Процесс дешифрования доменных имен довольно прост:
Мы вводим имя сайта (домен) в адресную строку.
Поставщик интернета подключается к DNS-серверу, который переводит имя сайта в IP.
Через глобальный интернет идет подключение к серверу, на котором расположен сайт.
Мы подключаемся к сайту и работаем с его содержимым.
Мы узнали больше о том, как устроена сеть Интернет: теперь нам понятен принцип обмена данными между клиентами сети и серверами. Но это еще не все — продолжаем разбираться!
Как клиенты сети взаимодействуют с интернетом
Просто так в интернет мы зайти не можем. Для этого нужно программное обеспечение, которое создали специально для подключения к глобальной сети, — браузер. Браузеров существует множество, самые популярные из них — Firefox, Chrome, Edge, Safari, Opera. Однако функционал у них один — выход в мировую сеть и обмен данными. Различаются они визуальным интерфейсом, принципами обеспечения безопасности и скоростью передачи данных.
Каждый браузер выполняет рендеринг, то есть загрузку веб-страницы и ее представление на понятном пользователю языке.
Из предыдущего рассказа о том, как устроен глобальный интернет, мы уже знаем, что получить информацию от сервера очень легко — достаточно ввести его адрес и браузер загрузит необходимую страницу. В это время внутри браузера происходят миллионы процессов: одни отвечают за подключение к серверам, другие — за скорость и обмен данными. Давайте более подробно разберем работу этих процессов.
Разрешение DNS
Этот процесс позволяет браузеру узнать, к какому серверу он должен подключиться, когда пользователь вводит адрес сайта. Браузер сам связывается с DNS-сервером и обнаруживает, что, например, сайт skysmart.ru имеет IP-адрес 178.248.237.250.
Если вам интересно узнать IP-адрес своего любимого сайта, воспользуйтесь сервисами WHOIS — например, этим. Подобные сервисы помогают получить информацию об IP или домене.
Обмен данными через протокол HTTP
Передача данных между устройством пользователя и сервером происходит путем протоколов и передаваемых пакетов с информацией. При этом информация идет сразу в обе стороны. Пользователь выбирает какой-то раздел на сайте и тем самым передает информацию, а компьютер, в свою очередь, загружает контент, и пользователь видит его на экране компьютера или телефона.
Говоря о том, как устроена работа интернета, нельзя не упомянуть Transmission Control Protocol (TCP, протокол управления передачей). Это один из основных протоколов в интернете, и предназначен он для управления передачей данных.
После того как браузер обнаружит необходимый нам сервер, он соединится с ним по TCP-протоколу и подключит еще один вид протокола обмена данными — HTTP, или протокол передачи гипертекста.
Все сайты состоят из блоков, которые создают веб-разработчики с помощью HTML, CSS и JavaScript. Например, ученики курса по созданию сайтов в Skysmart на занятиях создают сайт с футболками. Цель протокола HTTP — считать содержимое этих блоков и через браузер вывести на экран монитора.
Рендеринг
При загрузке страницы браузер должен незамедлительно показать все ее элементы пользователю. Каждый элемент может содержать большое количество строк кода и связку нескольких языков: HTML, CSS и JavaScript, а задача браузера — прочитать все строчки кода, показать их в правильном формате пользователю и сделать это все молниеносно. Это и есть процесс рендеринга.
Этот процесс имеет сложную архитектуру и алгоритмы выполнения. Работники корпораций, которые разрабатывают браузеры, потратили не одну ночь на отладку рендеринга. Популярность браузера среди пользователей напрямую зависит от скорости его работы и адаптивности.
Выше мы упоминали, что браузер отвечает еще и за безопасность. Как это? Сейчас разберемся!
Почему сайты знают о нас все и как обезопасить себя в интернете
Цель каждой компании, которая занимается разработкой браузеров, — увеличить число пользователей их продукта. Собирая информацию о своих пользователях, разработчики стремятся сделать браузер комфортнее для использования и удержать свою целевую аудиторию.
Благодаря этому мы можем спокойно сохранять нужные нам сайты в закладки, не запоминать кучу паролей от разных сервисов, а использовать автозаполнение или же зайти в историю поиска и найти сайт, который посещали две недели назад. Звучит очень удобно!
Удобно, но небезопасно. ��
При перехвате протокола HTTP злоумышленник проникнет в ваш браузер и получит всю необходимую информацию:
логины и пароли, которые в нем сохранены;
данные банковских карт и других систем оплаты;
Зачастую браузер сам выступает в роли защитника и пытается контролировать пакеты, которые передаются между пользователем и сервером. Но перехват может произойти, если вы установите сторонние скрипты в свой браузер или ваш компьютер «заболеет» вирусом.
Представьте себя на берегу океана. Если вы в течение часа будете гулять по прибрежной линии, то оставите много следов на песке. По такому же принципу каждый пользователь в интернете оставляет свой цифровой след. За этими следами охотятся не только злоумышленники, но и поисковые системы, а также сайты.
Вы наверняка замечали, что, если поискать какую-нибудь вещь в «Яндексе» или Google, реклама этого или аналогичного продукта преследует вас на протяжении нескольких дней. За нами следят? Да! Вы как пользователь сами предоставляете поисковикам информацию и о том, что именно вам нужно. Если вы поищете «купить кроссовки» да еще и зайдете в несколько интернет-магазинов, которые торгуют обувью, поисковая система проанализирует ваши запросы и будет предлагать этот товар через маркетинговые инструменты.
Например, корпорация Google собирает о своих пользователях почти всю имеющуюся информацию и в рамках своей экосистемы составляет цифровой портрет пользователя. Система подбирает для вас товары и услуги, видосики на ютубе и кафешки, где было бы круто посидеть. И делает она это с вашего согласия. Сбор данных о вас начался в тот момент, когда вы зарегистрировались и начали пользоваться сервисами Google.
Давайте посмотрим на примере Google, какие данные мы передаем с помощью браузеров:
персональные данные (Ф. И. О., адрес регистрации, телефон, email и т. д.);
список устройств, которые используют аккаунт;
список всех приложений и расширений, которые могут обращаться к вашим данным в Google.
Кажется, что этого списка более чем достаточно, чтобы понять, как за нами следят поисковые системы и браузеры.
Сайты тоже борются за количество посетителей и для этого собирают данные о вас. Сбор данных на сайте происходит через cookies — маленький фрагмент кода, который:
получает информацию об аутентификации пользователя;
хранит персональные предпочтения и настройки пользователя;
отслеживает сеансы посещения пользователя;
собирает сведения статистики о пользователях.
Многие сайты предупреждают об использовании файлов cookies и запрашивают согласие пользователя, поэтому вы сами вправе решать, передавать ли свои данные тому или иному сайту.
Как мы поняли, анонимности в интернете почти нет. Сам процесс передачи информации в браузере подразумевает обмен вашими данными с интернетом, и, как бы вам ни хотелось быть анонимным, цифровые следы уже оставлены. И не забывайте, что ваш IP-адрес тоже идентифицирует вас!
Пока сайт активен и его посещают пользователи, у него есть домен, т. е. символьное имя сайта — skysmart.ru или sky.pro. Если владельцы приняли решение отключить сайт, имя домена может перейти к другому сайту. Старый сайт попадает в архивный банк.
Есть множество сервисов, которые хранят старые версии сайтов. Например, на сайте «Веб-архив» вы можете посмотреть, как выглядела чья-то страница во ВКонтакте в 2012 году. Назначение этого сайта — хранить старые версии других сайтов. С помощью скриптов он обрабатывает их содержимое и дополняет свою библиотеку.
Интернет помнит абсолютно все, ведь даже удаленные или неиспользуемые сайты хранятся в веб-библиотеках. Уничтожение данных возможно лишь при безвозвратном удалении копий сайта со всех серверов, но всегда есть риск, что содержимое растащили по другим ресурсам и информация все равно останется на просторах интернета.
Лучше разобраться в том, как обезопасить себя в интернете, можно на курсах цифровой грамотности для MacOS и Windows в школе программирования для детей и подростков Skysmart. А тем, кто хочет самостоятельно создавать сайты, приложения или игры, рекомендуем курсы программирования.