Состав сети Интернет

Определения и обозначения

Интернет — глобальная система взаимосвязанных компьютерных сетей. Это не один компьютер и не одна сеть, а объединение множества сетей, принадлежащих разным организациям. Такое устройство позволяет обмениваться данными между пользователями, серверами и службами по всему миру.

Узел Интернета — устройство, подключённое к сети и способное обмениваться данными. Узлами бывают конечные устройства, например компьютер, смартфон или сервер, а также маршрутизаторы, передающие пакеты дальше. Понятие узла помогает описывать участников обмена, не сводя Интернет только к пользовательским компьютерам.

Провайдер — организация, которая предоставляет подключение к Интернету и другие сетевые услуги. Через провайдера домашняя сеть получает возможность обмениваться данными с глобальной сетью. Поэтому провайдер является связующим звеном между пользователем и множеством внешних сетей.

Протокол TCP/IP — набор правил, по которым устройства адресуют, передают и принимают данные в Интернете. Общие правила нужны потому, что сети могут использовать разное оборудование и программы. TCP/IP согласует их работу, чтобы отправитель и получатель понимали друг друга.

Как это устроено

Интернет складывается из множества самостоятельных сетей, соединённых каналами связи. Каждая сеть может иметь своего владельца, оборудование и внутренние правила, но для обмена с другими сетями использует общие протоколы. Поэтому Интернет не зависит от единого центра: отказ одной сети обычно не отключает все остальные.

Компьютер пользователя обычно подключён сначала к домашней или школьной сети, а затем через провайдера — к другим сетям. По пути данные проходят через узлы и маршрутизаторы, которые анализируют адрес назначения и выбирают следующий участок маршрута. Такое последовательное продвижение нужно потому, что одно устройство не может напрямую соединить все компьютеры мира.

Перед отправкой информация разбивается на пакеты — небольшие части сообщения с данными и служебной информацией. Пакеты удобнее передавать по общим каналам: при перегрузке или неполадке отдельные части могут пойти другим путём. На устройстве получателя пакеты проверяются, упорядочиваются и собираются в исходное сообщение.

Адресация позволяет определить, откуда пришли данные и куда их нужно доставить. Протоколы TCP/IP согласуют действия устройств с разными операционными системами, программами и сетевым оборудованием. Без таких общих правил маршрутизаторы не смогли бы правильно передавать пакеты между независимыми сетями.

Серверы предоставляют сетевые ресурсы и услуги, а клиентские устройства обращаются к ним по сети. Например, браузер выступает клиентом: он отправляет запрос серверу, где хранится веб-страница, а затем получает ответ. В этой цепочке участвуют устройство пользователя, провайдер, маршрутизаторы, каналы связи и протоколы TCP/IP.

Участники и составляющие Интернета

В таблице перечислены основные элементы, через которые проходит обмен данными. При разборе конкретной ситуации сначала найдите устройство, которое создаёт запрос, затем сервер или другой источник ответа. После этого определите, какие маршрутизаторы, каналы и услуги провайдера обеспечивают путь между ними.

Разбор задач

Подключение домашней сети

Условие. Пользователь подключил компьютер к домашней сети, но доступа к Интернету нет. Нужно назвать участника, через которого обычно организуется выход домашней сети в Интернет.

1. Разделим ситуацию на два уровня: компьютер уже связан с домашней сетью, но это ещё не означает подключения к глобальной сети.
2. Найдём организацию, которая предоставляет внешний канал и сетевые услуги для дома.
3. Свяжем её с маршрутизатором домашней сети: оборудование передаёт запросы провайдеру, а тот направляет их дальше.

Ответ. Обычно выход в Интернет организует интернет-провайдер. Домашняя сеть может работать самостоятельно, но без связи с провайдером её устройства не получат доступ к глобальным сетям.

Передача сообщения через несколько сетей

Условие. Сообщение отправлено с одного компьютера на другой через несколько сетей. Нужно объяснить, какие устройства помогают передать его между сетями.

1. Сообщение разбивается на пакеты, и каждому пакету добавляется информация об адресате.
2. Маршрутизаторы принимают пакеты и по адресу выбирают следующую сеть или канал связи.
3. Каналы связи переносят пакеты между узлами, а на конечном компьютере они снова объединяются.

Ответ. Между сетями сообщение передают маршрутизаторы, соединённые каналами связи. Пакеты могут проходить через несколько таких узлов, прежде чем достигнут компьютера получателя.

Получение страницы с сервера

Условие. Веб-браузер запросил страницу с сервера. Нужно описать основные этапы передачи данных от устройства пользователя до получения страницы.

1. Браузер создаёт запрос, а протоколы TCP/IP добавляют адресную и служебную информацию, необходимую для доставки.
2. Запрос проходит из домашней сети к провайдеру, затем через маршрутизаторы и каналы связи достигает сервера.
3. Сервер обрабатывает запрос и отправляет ответ пакетами; они возвращаются к пользователю, где браузер собирает страницу и показывает её.

Ответ. Взаимодействуют клиентский браузер и сервер, а провайдер, маршрутизаторы, каналы и TCP/IP обеспечивают путь запроса и ответа. Пользователь видит результат только после получения и обработки нужных данных.

Типичные ошибки

Считать Интернет одной централизованной сетью. Так думают из-за единого названия и общего доступа к службам, но Интернет объединяет самостоятельные сети. Проверить себя можно вопросом: есть ли у каждой части один общий владелец и один центр управления.

Путать Интернет с Всемирной паутиной. Ошибка возникает потому, что веб-сайты чаще всего используют именно Интернет. Нужно помнить: паутина — одна служба, а Интернет включает также электронную почту, передачу файлов и другие услуги.

Считать, что провайдер хранит все сайты. Такое представление появляется, когда доступ к сайтам связывают с одной компанией, однако ресурсы находятся на серверах, а провайдер обеспечивает подключение и передачу. Для проверки спросите себя, где физически хранится запрошенный файл.

Предполагать, что пакеты всегда идут одним маршрутом. Кажется естественным, что сообщение движется по заранее заданной цепочке, но путь может изменяться из-за нагрузки и неполадок. Проверьте рассуждение: допускает ли оно разные маршруты и сборку пакетов у получателя.

Связь с другими темами

Перед изучением состава Интернета полезно знать, как компьютеры соединяются в локальную сеть. Также нужно различать сервер и клиент: первый предоставляет ресурс, второй обращается к нему. Эти понятия помогают понять путь запроса.

Состав Интернета связан с IP-адресацией, доменными именами и DNS. Позже они объясняют, как устройству находить нужный узел по удобному имени. На этой основе работают веб-службы и другие сетевые приложения.

Тема связана и с информационной безопасностью. Данные проходят через разные сети и устройства, поэтому нужны защита соединения, проверка адресата и надёжная передача информации.

Что запомнить

• Интернет — объединение множества компьютерных сетей.
• Устройства и сетевое оборудование образуют узлы Интернета.
• Маршрутизаторы передают пакеты между сетями.
• Провайдер обеспечивает подключение пользователя к Интернету.
• TCP/IP задаёт общие правила передачи данных.
• Сервер предоставляет ресурсы, а клиент обращается к ним.