Как работает Веб — Изучение веб-разработки

• Назад
• Обзор: Getting started with the web

Как работает Веб даст упрощённое представление о том, что происходит при просмотре веб-страницы в браузере на вашем компьютере или телефоне.

Эта теория не так важна для написания веб-кода в краткосрочной перспективе, но в скором времени вы действительно начнёте извлекать выгоду из понимания того, что происходит в фоновом режиме.

Компьютеры, подключённые к сети называются клиентами и серверами. Упрощённая схема того, как они взаимодействуют, может выглядеть следующим образом:

• Клиенты являются обычными пользователями, подключёнными к Интернету посредством устройств (например, компьютер подключён к Wi-Fi, или ваш телефон подключён к мобильной сети) и программного обеспечения, доступного на этих устройствах (как правило, браузер, например, Firefox или Chrome).
• Серверы — это компьютеры, которые хранят веб-страницы, сайты или приложения. Когда клиентское устройство пытается получить доступ к веб-странице, копия страницы загружается с сервера на клиентский компьютер для отображения в браузере пользователя.

Клиент и сервер, о которых мы рассказали выше, не раскрывают всю суть. Есть много других компонентов, и мы опишем их ниже.

А сейчас давайте представим, что Веб — это дорога. Одна сторона дороги является клиентом, который представляет собой ваш дом. Другая сторона дороги является сервером, который представляет собой магазин. Вы хотите что-то купить в нём.

Помимо клиента и сервера, мы также должны уделить внимание:

• Ваше Интернет-подключение: Позволяет отправлять и принимать данные по сети. Оно подобно улице между домом и магазином.
• TCP/IP: Протокол Управления Передачей и Интернет Протокол являются коммуникационными протоколами, которые определяют, каким образом данные должны передаваться по сети. Они как транспортные средства, которые позволяют сделать заказ, пойти в магазин и купить ваши товары.
  В нашем примере, это как автомобиль или велосипед (или собственные ноги).
• DNS: Система Доменных Имён напоминает записную книжку для веб-сайтов. Когда вы вводите веб-адрес в своём браузере, браузер обращается к DNS, чтобы найти реальный адрес веб-сайта, прежде чем он сможет его получить. Браузеру необходимо выяснить, на каком сервере живёт сайт, поэтому он может отправлять HTTP-сообщения в нужное место (см. Ниже). Это похоже на поиск адреса магазина, чтобы вы могли попасть в него.
• HTTP: Протокол Передачи Гипертекста — это протокол, который определяет язык для клиентов и серверов, чтобы общаться друг с другом. Он, как язык, который вы используете, чтобы заказать ваш товар.
• Файлы компонентов: сайт состоит из нескольких различных файлов, которые подобны различным отделам с товарами в магазине. Эти файлы бывают двух основных типов:
  • Файлы кода: сайты построены преимущественно на HTML, CSS и JavaScript, хотя вы познакомитесь с другими технологиями чуть позже.
  • Материалы: это собирательное название для всех других вещей, составляющих сайт, такие как изображения, музыка, видео, документы Word и PDF.

Когда вы вводите веб-адрес в свой браузер (для нашей аналогии — посещаете магазин):

1. Браузер обращается к DNS серверу и находит реальный адрес сервера, на котором «живёт» сайт (Вы находите адрес магазина).
2. Браузер посылает HTTP запрос к серверу, запрашивая его отправить копию сайта для клиента (Вы идёте в магазин и заказываете товар). Это сообщение и все остальные данные, передаваемые между клиентом и сервером, передаются по интернет-соединению с использованием протокола TCP/IP.
3. Если сервер одобряет запрос клиента, сервер отправляет клиенту статус «200 ОК», который означает: «Конечно, вы можете посмотреть на этот сайт! Вот он», а затем начинает отправку файлов сайта в браузер в виде небольших порций, называемых пакетными данными (магазин выдаёт вам ваш товар или вам привозят его домой).
4. Браузер собирает маленькие куски в полноценный сайт и показывает его вам (товар прибывает к вашей двери — новые вещи, потрясающе!).

Реальные веб-адреса — неудобные, незапоминающиеся строки, которые вы вводите в адресную строку, чтобы найти ваши любимые веб-сайты. Эти строки состоят из чисел, например: 63.245.215.20.

Такой набор чисел называется IP-адресом и представляет собой уникальное местоположение в Интернете. Впрочем, его не очень легко запомнить, правда? Вот почему изобрели DNS. Это специальные сервера, которые связывают веб-адрес, который вы вводите в браузере (например, «mozilla.org»), с реальным IP-адресом сайта.

Сайты можно найти непосредственно через их IP-адреса. Вы можете найти IP-адрес веб-сайта, введя его домен в инструмент, как IP Checker.

Ранее мы использовали термин «пакеты», чтобы описать формат, в котором данные передаются от сервера к клиенту. Что мы имеем в виду? В основном, когда данные передаются через Интернет, они отправляются в виде тысячи мелких кусочков, так что множество разных пользователей могут скачивать один и тот же сайт одновременно. Если бы сайты отправлялись одним большим куском, тогда бы только один пользователь мог скачать его за один раз, и это, очевидно, сделало бы пользование интернетом не эффективным и не очень радостным.

• Как работает Интернет
• HTTP — Протокол уровня приложений
• HTTP: Давайте изучим его!
• HTTP: Коды ответов

Фото улицы: Street composing, Kevin D.

• Назад
• Обзор: Getting started with the web

• Установка базового программного обеспечения
• Каким должен быть ваш веб-сайт?
• Работа с файлами
• Основы HTML
• Основы CSS
• Основы JavaScript
• Публикация вашего веб-сайта
• Как работает Веб

Found a content problem with this page?

• Edit the page on Github.
• Report the content issue.
• View the source on GitHub.

Want to get more involved? Learn

how to contribute.

This page was last modified on 15 дек. 2022 г. by MDN contributors.

Основы компьютерных сетей. Тема №1. Основные сетевые термины и сетевые модели / Хабр

Всем привет. На днях возникла идея написать статьи про основы компьютерных сетей, разобрать работу самых важных протоколов и как строятся сети простым языком. Заинтересовавшихся приглашаю под кат.

Немного оффтопа: Приблизительно месяц назад сдал экзамен CCNA (на 980/1000 баллов) и осталось много материала за год моей подготовки и обучения. Учился я сначала в академии Cisco около 7 месяцев, а оставшееся время вел конспекты по всем темам, которые были мною изучены. Также консультировал многих ребят в области сетевых технологий и заметил, что многие наступают на одни и те же грабли, в виде пробелов по каким-то ключевым темам. На днях пару ребят попросили меня объяснить, что такое сети и как с ними работать.

В связи с этим решил максимально подробно и простым языком описать самые ключевые и важные вещи. Статьи будут полезны новичкам, которые только встали на путь изучения. Но, возможно, и бывалые сисадмины подчеркнут из этого что-то полезное. Так как я буду идти по программе CCNA, это будет очень полезно тем людям, которые готовятся к сдаче. Можете держать статьи в виде шпаргалок и периодически их просматривать. Я во время обучения делал конспекты по книгам и периодически читал их, чтобы освежать знания.

Вообще хочу дать всем начинающим совет. Моей первой серьезной книгой, была книга Олиферов «Компьютерные сети». И мне было очень тяжело читать ее. Не скажу, что все было тяжело. Но моменты, где детально разбиралось, как работает MPLS или Ethernet операторского класса, вводило в ступор. Я читал одну главу по несколько часов и все равно многое оставалось загадкой. Если вы понимаете, что какие то термины никак не хотят лезть в голову, пропустите их и читайте дальше, но ни в коем случае не отбрасывайте книгу полностью.

Это не роман или эпос, где важно читать по главам, чтобы понять сюжет. Пройдет время и то, что раньше было непонятным, в итоге станет ясно. Здесь прокачивается «книжный скилл». Каждая следующая книга, читается легче предыдущей книги. К примеру, после прочтения Олиферов «Компьютерные сети», читать Таненбаума «Компьютерные сети» легче в несколько раз и наоборот. Потому что новых понятий встречается меньше. Поэтому мой совет: не бойтесь читать книги. Ваши усилия в будущем принесут плоды. Заканчиваю разглагольствование и приступаю к написанию статьи.

Вот сами темы

1) Основные сетевые термины, сетевая модель OSI и стек протоколов TCP/IP.
2) Протоколы верхнего уровня.
3) Протоколы нижних уровней (транспортного, сетевого и канального).
4) Сетевые устройства и виды применяемых кабелей.
5) Понятие IP адресации, масок подсетей и их расчет.
6) Понятие VLAN, Trunk и протоколы VTP и DTP.
7) Протокол связующего дерева: STP.
8) Протокол агрегирования каналов: Etherchannel.
9) Маршрутизация: статическая и динамическая на примере RIP, OSPF и EIGRP.

P.S. Возможно, со временем список дополнится.

Итак, начнем с основных сетевых терминов.

Что такое сеть? Это совокупность устройств и систем, которые подключены друг к другу (логически или физически) и общающихся между собой. Сюда можно отнести сервера, компьютеры, телефоны, маршрутизаторы и так далее. Размер этой сети может достигать размера Интернета, а может состоять всего из двух устройств, соединенных между собой кабелем. Чтобы не было каши, разделим компоненты сети на группы:

1) Оконечные узлы: Устройства, которые передают и/или принимают какие-либо данные. Это могут быть компьютеры, телефоны, сервера, какие-то терминалы или тонкие клиенты, телевизоры.

2) Промежуточные устройства: Это устройства, которые соединяют оконечные узлы между собой. Сюда можно отнести коммутаторы, концентраторы, модемы, маршрутизаторы, точки доступа Wi-Fi.

3) Сетевые среды: Это те среды, в которых происходит непосредственная передача данных. Сюда относятся кабели, сетевые карточки, различного рода коннекторы, воздушная среда передачи. Если это медный кабель, то передача данных осуществляется при помощи электрических сигналов. У оптоволоконных кабелей, при помощи световых импульсов. Ну и у беспроводных устройств, при помощи радиоволн.

Посмотрим все это на картинке:

На данный момент надо просто понимать отличие. Детальные отличия будут разобраны позже.

Теперь, на мой взгляд, главный вопрос: Для чего мы используем сети? Ответов на этот вопрос много, но я освещу самые популярные, которые используются в повседневной жизни:

1) Приложения: При помощи приложений отправляем разные данные между устройствами, открываем доступ к общим ресурсам. Это могут быть как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом.

2) Сетевые ресурсы: Это сетевые принтеры, которыми, к примеру, пользуются в офисе или сетевые камеры, которые просматривает охрана, находясь в удаленной местности.

3) Хранилище: Используя сервер или рабочую станцию, подключенную к сети, создается хранилище доступное для других. Многие люди выкладывают туда свои файлы, видео, картинки и открывают общий доступ к ним для других пользователей. Пример, который на ходу приходит в голову, — это google диск, яндекс диск и тому подобные сервисы.

4) Резервное копирование: Часто, в крупных компаниях, используют центральный сервер, куда все компьютеры копируют важные файлы для резервной копии. Это нужно для последующего восстановления данных, если оригинал удалился или повредился. Методов копирования огромное количество: с предварительным сжатием, кодированием и так далее.

5) VoIP: Телефония, работающая по протоколу IP. Применяется она сейчас повсеместно, так как проще, дешевле традиционной телефонии и с каждым годом вытесняет ее.

Из всего списка, чаще всего многие работали именно с приложениями. Поэтому разберем их более подробно. Я старательно буду выбирать только те приложения, которые как-то связаны с сетью. Поэтому приложения типа калькулятора или блокнота, во внимание не беру.

1) Загрузчики. Это файловые менеджеры, работающие по протоколу FTP, TFTP. Банальный пример — это скачивание фильма, музыки, картинок с файлообменников или иных источников. К этой категории еще можно отнести резервное копирование, которое автоматически делает сервер каждую ночь. То есть это встроенные или сторонние программы и утилиты, которые выполняют копирование и скачивание. Данный вид приложений не требует прямого человеческого вмешательства. Достаточно указать место, куда сохранить и скачивание само начнется и закончится.

Скорость скачивания зависит от пропускной способности. Для данного типа приложений это не совсем критично. Если, например, файл будет скачиваться не минуту, а 10, то тут только вопрос времени, и на целостности файла это никак не скажется. Сложности могут возникнуть только когда нам надо за пару часов сделать резервную копию системы, а из-за плохого канала и, соответственно, низкой пропускной способности, это занимает несколько дней. Ниже приведены описания самых популярных протоколов данной группы:

FTP- это стандартный протокол передачи данных с установлением соединения. Работает по протоколу TCP (этот протокол в дальнейшем будет подробно рассмотрен). Стандартный номер порта 21. Чаще всего используется для загрузки сайта на веб-хостинг и выгрузки его. Самым популярным приложением, работающим по этому протоколу — это Filezilla. Вот так выглядит само приложение:

TFTP- это упрощенная версия протокола FTP, которая работает без установления соединения, по протоколу UDP. Применяется для загрузки образа бездисковыми рабочими станциями. Особенно широко используется устройствами Cisco для той же загрузки образа и резервных копий.

Интерактивные приложения. Приложения, позволяющие осуществить интерактивный обмен. Например, модель «человек-человек». Когда два человека, при помощи интерактивных приложений, общаются между собой или ведут общую работу. Сюда относится: ICQ, электронная почта, форум, на котором несколько экспертов помогают людям в решении вопросов. Или модель «человек-машина». Когда человек общается непосредственно с компьютером. Это может быть удаленная настройка базы, конфигурация сетевого устройства. Здесь, в отличие от загрузчиков, важно постоянное вмешательство человека. То есть, как минимум, один человек выступает инициатором. Пропускная способность уже более чувствительна к задержкам, чем приложения-загрузчики. Например, при удаленной конфигурации сетевого устройства, будет тяжело его настраивать, если отклик от команды будет в 30 секунд.

Приложения в реальном времени. Приложения, позволяющие передавать информацию в реальном времени. Как раз к этой группе относится IP-телефония, системы потокового вещания, видеоконференции. Самые чувствительные к задержкам и пропускной способности приложения. Представьте, что вы разговариваете по телефону и то, что вы говорите, собеседник услышит через 2 секунды и наоборот, вы от собеседника с таким же интервалом. Такое общение еще и приведет к тому, что голоса будут пропадать и разговор будет трудноразличимым, а в видеоконференция превратится в кашу. В среднем, задержка не должна превышать 300 мс. К данной категории можно отнести Skype, Lync, Viber (когда совершаем звонок).

Теперь поговорим о такой важной вещи, как топология. Она делится на 2 большие категории: физическая и логическая. Очень важно понимать их разницу. Итак, физическая топология — это как наша сеть выглядит. Где находятся узлы, какие сетевые промежуточные устройства используются и где они стоят, какие сетевые кабели используются, как они протянуты и в какой порт воткнуты. Логическая топология — это каким путем будут идти пакеты в нашей физической топологии. То есть физическая — это как мы расположили устройства, а логическая — это через какие устройства будут проходить пакеты.

Теперь посмотрим и разберем виды топологии:

1) Топология с общей шиной (англ. Bus Topology)

Одна из первых физических топологий. Суть состояла в том, что к одному длинному кабелю подсоединяли все устройства и организовывали локальную сеть. На концах кабеля требовались терминаторы. Как правило — это было сопротивление на 50 Ом, которое использовалось для того, чтобы сигнал не отражался в кабеле. Преимущество ее было только в простоте установки. С точки зрения работоспособности была крайне не устойчивой. Если где-то в кабеле происходил разрыв, то вся сеть оставалась парализованной, до замены кабеля.

2) Кольцевая топология (англ. Ring Topology)

В данной топологии каждое устройство подключается к 2-ум соседним. Создавая, таким образом, кольцо. Здесь логика такова, что с одного конца компьютер только принимает, а с другого только отправляет. То есть, получается передача по кольцу и следующий компьютер играет роль ретранслятора сигнала. За счет этого нужда в терминаторах отпала. Соответственно, если где-то кабель повреждался, кольцо размыкалось и сеть становилась не работоспособной. Для повышения отказоустойчивости, применяют двойное кольцо, то есть в каждое устройство приходит два кабеля, а не один. Соответственно, при отказе одного кабеля, остается работать резервный.

3) Топология звезда (англ. Star Topology)

Все устройства подключаются к центральному узлу, который уже является ретранслятором. В наше время данная модель используется в локальных сетях, когда к одному коммутатору подключаются несколько устройств, и он является посредником в передаче. Здесь отказоустойчивость значительно выше, чем в предыдущих двух. При обрыве, какого либо кабеля, выпадает из сети только одно устройство. Все остальные продолжают спокойно работать. Однако если откажет центральное звено, сеть станет неработоспособной.

4)Полносвязная топология (англ. Full-Mesh Topology)

Все устройства связаны напрямую друг с другом. То есть с каждого на каждый. Данная модель является, пожалуй, самой отказоустойчивой, так как не зависит от других. Но строить сети на такой модели сложно и дорого. Так как в сети, в которой минимум 1000 компьютеров, придется подключать 1000 кабелей на каждый компьютер.

5)Неполносвязная топология (англ. Partial-Mesh Topology)

Как правило, вариантов ее несколько. Она похожа по строению на полносвязную топологию. Однако соединение построено не с каждого на каждый, а через дополнительные узлы. То есть узел A, связан напрямую только с узлом B, а узел B связан и с узлом A, и с узлом C. Так вот, чтобы узлу A отправить сообщение узлу C, ему надо отправить сначала узлу B, а узел B в свою очередь отправит это сообщение узлу C. В принципе по этой топологии работают маршрутизаторы. Приведу пример из домашней сети. Когда вы из дома выходите в Интернет, у вас нет прямого кабеля до всех узлов, и вы отправляете данные своему провайдеру, а он уже знает куда эти данные нужно отправить.

6) Смешанная топология (англ. Hybrid Topology)

Самая популярная топология, которая объединила все топологии выше в себя. Представляет собой древовидную структуру, которая объединяет все топологии. Одна из самых отказоустойчивых топологий, так как если у двух площадок произойдет обрыв, то парализована будет связь только между ними, а все остальные объединенные площадки будут работать безотказно. На сегодняшний день, данная топология используется во всех средних и крупных компаниях.

И последнее, что осталось разобрать — это сетевые модели. На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый вендор использовал свои проприетарные решения, которые не работали с технологиями других вендоров. Конечно, оставлять так было нельзя и нужно было придумывать общее решение. Эту задачу взвалила на себя международная организация по стандартизации (ISO — International Organization for Standartization). Они изучали многие, применяемые на то время, модели и в результате придумали модель OSI, релиз которой состоялся в 1984 году. Проблема ее была только в том, что ее разрабатывали около 7 лет. Пока специалисты спорили, как ее лучше сделать, другие модели модернизировались и набирали обороты. В настоящее время модель OSI не используют. Она применяется только в качестве обучения сетям. Мое личное мнение, что модель OSI должен знать каждый уважающий себя админ как таблицу умножения. Хоть ее и не применяют в том виде, в каком она есть, принципы работы у всех моделей схожи с ней.

Состоит она из 7 уровней и каждый уровень выполняет определенную ему роль и задачи. Разберем, что делает каждый уровень снизу вверх:

1) Физический уровень (Physical Layer): определяет метод передачи данных, какая среда используется (передача электрических сигналов, световых импульсов или радиоэфир), уровень напряжения, метод кодирования двоичных сигналов.

2) Канальный уровень (Data Link Layer): он берет на себя задачу адресации в пределах локальной сети, обнаруживает ошибки, проверяет целостность данных. Если слышали про MAC-адреса и протокол «Ethernet», то они располагаются на этом уровне.

3) Сетевой уровень (Network Layer): этот уровень берет на себя объединения участков сети и выбор оптимального пути (т.е. маршрутизация). Каждое сетевое устройство должно иметь уникальный сетевой адрес в сети. Думаю, многие слышали про протоколы IPv4 и IPv6. Эти протоколы работают на данном уровне.

4) Транспортный уровень (Transport Layer): Этот уровень берет на себя функцию транспорта. К примеру, когда вы скачиваете файл с Интернета, файл в виде сегментов отправляется на Ваш компьютер. Также здесь вводятся понятия портов, которые нужны для указания назначения к конкретной службе. На этом уровне работают протоколы TCP (с установлением соединения) и UDP (без установления соединения).

5) Сеансовый уровень (Session Layer): Роль этого уровня в установлении, управлении и разрыве соединения между двумя хостами. К примеру, когда открываете страницу на веб-сервере, то Вы не единственный посетитель на нем. И вот для того, чтобы поддерживать сеансы со всеми пользователями, нужен сеансовый уровень.

6) Уровень представления (Presentation Layer): Он структурирует информацию в читабельный вид для прикладного уровня. Например, многие компьютеры используют таблицу кодировки ASCII для вывода текстовой информации или формат jpeg для вывода графического изображения.

7) Прикладной уровень (Application Layer): Наверное, это самый понятный для всех уровень. Как раз на этом уроне работают привычные для нас приложения — e-mail, браузеры по протоколу HTTP, FTP и остальное.

Самое главное помнить, что нельзя перескакивать с уровня на уровень (Например, с прикладного на канальный, или с физического на транспортный). Весь путь должен проходить строго с верхнего на нижний и с нижнего на верхний. Такие процессы получили название инкапсуляция (с верхнего на нижний) и деинкапсуляция (с нижнего на верхний). Также стоит упомянуть, что на каждом уровне передаваемая информация называется по-разному.

На прикладном, представления и сеансовым уровнях, передаваемая информация обозначается как PDU (Protocol Data Units). На русском еще называют блоки данных, хотя в моем круге их называют просто данные).

Информацию транспортного уровня называют сегментами. Хотя понятие сегменты, применимо только для протокола TCP. Для протокола UDP используется понятие — датаграмма. Но, как правило, на это различие закрывают глаза.
На сетевом уровне называют IP пакеты или просто пакеты.

И на канальном уровне — кадры. С одной стороны это все терминология и она не играет важной роли в том, как вы будете называть передаваемые данные, но для экзамена эти понятия лучше знать. Итак, приведу свой любимый пример, который помог мне, в мое время, разобраться с процессом инкапсуляции и деинкапусуляции:

1) Представим ситуацию, что вы сидите у себя дома за компьютером, а в соседней комнате у вас свой локальный веб-сервер. И вот вам понадобилось скачать файл с него. Вы набираете адрес страницы вашего сайта. Сейчас вы используете протокол HTTP, которые работает на прикладном уровне. Данные упаковываются и спускаются на уровень ниже.

2) Полученные данные прибегают на уровень представления. Здесь эти данные структурируются и приводятся в формат, который сможет быть прочитан на сервере. Запаковывается и спускается ниже.

3) На этом уровне создается сессия между компьютером и сервером.

4) Так как это веб сервер и требуется надежное установление соединения и контроль за принятыми данными, используется протокол TCP. Здесь мы указываем порт, на который будем стучаться и порт источника, чтобы сервер знал, куда отправлять ответ. Это нужно для того, чтобы сервер понял, что мы хотим попасть на веб-сервер (стандартно — это 80 порт), а не на почтовый сервер. Упаковываем и спускаем дальше.

5) Здесь мы должны указать, на какой адрес отправлять пакет. Соответственно, указываем адрес назначения (пусть адрес сервера будет 192.168.1.2) и адрес источника (адрес компьютера 192.168.1.1). Заворачиваем и спускаем дальше.

6) IP пакет спускается вниз и тут вступает в работу канальный уровень. Он добавляет физические адреса источника и назначения, о которых подробно будет расписано в последующей статье. Так как у нас компьютер и сервер в локальной среде, то адресом источника будет являться MAC-адрес компьютера, а адресом назначения MAC-адрес сервера (если бы компьютер и сервер находились в разных сетях, то адресация работала по-другому). Если на верхних уровнях каждый раз добавлялся заголовок, то здесь еще добавляется концевик, который указывает на конец кадра и готовность всех собранных данных к отправке.

7) И уже физический уровень конвертирует полученное в биты и при помощи электрических сигналов (если это витая пара), отправляет на сервер.

Процесс деинкапсуляции аналогичен, но с обратной последовательностью:

1) На физическом уровне принимаются электрические сигналы и конвертируются в понятную битовую последовательность для канального уровня.

2) На канальном уровне проверяется MAC-адрес назначения (ему ли это адресовано). Если да, то проверяется кадр на целостность и отсутствие ошибок, если все прекрасно и данные целы, он передает их вышестоящему уровню.

3) На сетевом уровне проверяется IP адрес назначения. И если он верен, данные поднимаются выше. Не стоит сейчас вдаваться в подробности, почему у нас адресация на канальном и сетевом уровне. Это тема требует особого внимания, и я подробно объясню их различие позже. Главное сейчас понять, как данные упаковываются и распаковываются.

4) На транспортном уровне проверяется порт назначения (не адрес). И по номеру порта, выясняется какому приложению или сервису адресованы данные. У нас это веб-сервер и номер порта — 80.

5) На этом уровне происходит установление сеанса между компьютером и сервером.

6) Уровень представления видит, как все должно быть структурировано и приводит информацию в читабельный вид.

7) И на этом уровне приложения или сервисы понимают, что надо выполнить.

Много было написано про модель OSI. Хотя я постарался быть максимально краток и осветить самое важное. На самом деле про эту модель в Интернете и в книгах написано очень много и подробно, но для новичков и готовящихся к CCNA, этого достаточно. Из вопросов на экзамене по данной модели может быть 2 вопроса. Это правильно расположить уровни и на каком уровне работает определенный протокол.

Как было написано выше, модель OSI в наше время не используется. Пока разрабатывалась эта модель, все большую популярность получал стек протоколов TCP/IP. Он был значительно проще и завоевал быструю популярность.
Вот так этот стек выглядит:

Как видно, он отличается от OSI и даже сменил название некоторых уровней. По сути, принцип у него тот же, что и у OSI. Но только три верхних уровня OSI: прикладной, представления и сеансовый объединены у TCP/IP в один, под названием прикладной. Сетевой уровень сменил название и называется — Интернет. Транспортный остался таким же и с тем же названием. А два нижних уровня OSI: канальный и физический объединены у TCP/IP в один с названием — уровень сетевого доступа. Стек TCP/IP в некоторых источниках обозначают еще как модель DoD (Department of Defence). Как говорит википедия, была разработана Министерством обороны США. Этот вопрос встретился мне на экзамене и до этого я про нее ничего не слышал. Соответственно вопрос: «Как называется сетевой уровень в модели DoD?», ввел меня в ступор. Поэтому знать это полезно.

Было еще несколько сетевых моделей, которые, какое то время держались. Это был стек протоколов IPX/SPX. Использовался с середины 80-х годов и продержался до конца 90-х, где его вытеснила TCP/IP. Был реализован компанией Novell и являлся модернизированной версией стека протоколов Xerox Network Services компании Xerox. Использовался в локальных сетях долгое время. Впервые IPX/SPX я увидел в игре «Казаки». При выборе сетевой игры, там предлагалось несколько стеков на выбор. И хоть выпуск этой игры был, где то в 2001 году, это говорило о том, что IPX/SPX еще встречался в локальных сетях.

Еще один стек, который стоит упомянуть — это AppleTalk. Как ясно из названия, был придуман компанией Apple. Создан был в том же году, в котором состоялся релиз модели OSI, то есть в 1984 году. Продержался он совсем недолго и Apple решила использовать вместо него TCP/IP.

Также хочу подчеркнуть одну важную вещь. Token Ring и FDDI — не сетевые модели! Token Ring — это протокол канального уровня, а FDDI это стандарт передачи данных, который как раз основывается на протоколе Token Ring. Это не самая важная информация, так как эти понятия сейчас не встретишь. Но главное помнить о том, что это не сетевые модели.

Вот и подошла к концу статья по первой теме. Хоть и поверхностно, но было рассмотрено много понятий. Самые ключевые будут разобраны подробнее в следующих статьях. Надеюсь теперь сети перестанут казаться чем то невозможным и страшным, а читать умные книги будет легче). Если я что-то забыл упомянуть, возникли дополнительные вопросы или у кого есть, что дополнить к этой статье, оставляйте комментарии, либо спрашивайте лично. Спасибо за прочтение. Буду готовить следующую тему.

Как работает Интернет (инфографика)

Читая эту статью, вы вносите свой вклад в историю. За последние пятьдесят лет технологии и функциональность Интернета превратились в удобные системы, которые мы используем в повседневной жизни.

Но, как вы могли догадаться, Интернет не всегда выглядел так и не был так популярен. На самом деле, в 2000 году только 52% взрослого населения США заявили, что пользовались Интернетом; но в 2018 году это число подскочило до 82% [1].

Из вопроса, который привел вас сюда: «Как работает интернет?» к покупкам в Интернете и общению с семьей и друзьями, Интернет полностью изменил то, как мы живем, сотрудничаем и учимся. Но с чего все это началось? И как Интернет превратился в вездесущую систему, которую мы знаем сегодня?

Интернет играет важную роль в нашей повседневной жизни

• В 2000 году только 52% взрослого населения США пользовались Интернетом [1]
• В 2018 году это число подскочило до 89%
• В 2013 году доля взрослых американцев, которые не пользовались широкополосным доступом в Интернет дома, но имели смартфоны, составляла всего 8%
• В 2018 году это число увеличилось до 20%

понять, как работает Интернет и как мы сюда попали, нам нужно начать с самого начала.

Краткая история Интернета

29 октября 1969 года организация под названием ARPANET (Агентство перспективных исследовательских проектов) запустила первую итерацию Интернета (также известного как ARPANET), соединив четыре основных компьютера в Университете Юты, UCSB. , Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и Стэнфордский исследовательский институт [2].

Когда эта сеть компьютеров была соединена, университеты могли получать доступ к файлам и передавать информацию из одной организации в другую, а также внутри себя.

По мере разработки системы исследователи продолжали подключать компьютеры из других университетов, включая Массачусетский технологический институт, Гарвард и Карнеги-Меллон. В конце концов, ARPANET был переименован в «интернет».

Кто пользовался интернетом на этом этапе?

На заре своего существования интернетом пользовались только компьютерные эксперты, ученые, инженеры и библиотекари, которым приходилось изучать сложную систему, чтобы пользоваться ею, но по мере совершенствования технологий и адаптации потребителей интернет стал важным инструментом для людей по всему миру.

Как и когда изменились функции Интернета?

1970-е годы были серьезным переходным периодом для Интернета. Электронная почта была введена в 1972 году, библиотеки по всей стране были подключены друг к другу, и, прежде всего, обмен информацией стал более беспрепятственным благодаря архитектуре протокола управления транспортом и интернет-протокола (TCP/IP).

Изобретение этих протоколов помогло стандартизировать способы отправки и получения информации через Интернет, сделав доставку более согласованной, независимо от того, где и как вы подключаетесь к Интернету.

Когда Интернет стал удобным для пользователя?

Затем, в 1986 году, Национальный научный фонд вывел развитие Интернета на новый уровень, профинансировав NSFNET, сеть суперкомпьютеров по всей стране.

Эти суперкомпьютеры заложили основу для персональных компьютеров, ликвидировав разрыв между компьютерами, используемыми исключительно в академических целях, и компьютерами, используемыми для выполнения повседневных задач.

В 1991 году Миннесотский университет разработал первый удобный интернет-интерфейс, облегчивший доступ к файлам и информации кампуса. Университет Невады в Рино продолжил разработку этого удобного интерфейса, внедрив функции поиска и индексирования.

Когда потребители начали пользоваться Интернетом?

Поскольку развитие Интернета продолжало развиваться и смещать фокус, Национальный научный фонд прекратил спонсирование магистрали Интернета (NSFNET) в мае 1995 года.

Это изменение сняло все ограничения коммерческого использования в Интернете и, в конечном итоге, позволило диверсифицировать и быстро расти. Вскоре после этого AOL, CompuServe и Prodigy присоединились к Delphi, чтобы предложить потребителям коммерческие интернет-услуги.

Дебют Wi-Fi и Windows 98 в конце девяностых ознаменовал приверженность технологической индустрии развитию коммерческого элемента Интернета. Этот следующий шаг дал таким компаниям, как Microsoft, доступ к новой аудитории, потребителям (таким как вы).

Как сегодня выглядит использование Интернета?

Перенесемся в сегодняшний день. По оценкам, в настоящее время Интернетом пользуются три миллиарда человек, многие из которых используют его ежедневно, чтобы добраться из пункта А в пункт Б, связаться с близкими, сотрудничать на работе или узнать больше о важных вопросах, например, как интернет работает? [3]

По мере того, как технологии меняются, а Интернет проникает практически во все аспекты нашей жизни, ожидается, что все больше людей будут его использовать. По прогнозам исследователей, к 2030 году будет 7,5 миллиарда пользователей Интернета и 500 миллиардов устройств, подключенных к Интернету [4].

Как работает интернет?

Теперь, когда у вас есть некоторые сведения об эволюции Интернета, давайте рассмотрим вопрос: «Как работает Интернет?»

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, которая передает различные данные и мультимедиа через взаимосвязанные устройства. Он работает с использованием сети маршрутизации пакетов, которая следует протоколу Интернет (IP) и протоколу управления транспортом (TCP) [5].

TCP и IP работают вместе, чтобы обеспечить постоянную и надежную передачу данных через Интернет, независимо от того, какое устройство вы используете или где вы его используете.

Когда данные передаются через Интернет, они доставляются в виде сообщений и пакетов. Данные, отправляемые через Интернет, называются сообщениями, но прежде чем сообщения будут отправлены, они разбиваются на более мелкие части, называемые пакетами.

Эти сообщения и пакеты передаются от одного источника к другому с использованием Интернет-протокола (IP) и протокола управления передачей (TCP). IP — это система правил, регулирующих передачу информации с одного компьютера на другой через интернет-соединение.

Используя числовой адрес (IP-адрес), IP-система получает дальнейшие инструкции о том, как следует передавать данные.

Протокол управления передачей (TCP) работает с IP, чтобы обеспечить надежную и надежную передачу данных. Это помогает убедиться, что никакие пакеты не потеряны, пакеты собраны в правильной последовательности и нет задержек, негативно влияющих на качество данных.

Хотите знать, как работает Интернет от запуска браузера до результатов поиска? Давайте рассмотрим процесс шаг за шагом [7] [8] [9].].

При вводе веб-адреса в браузере…

Шаг 1: Ваш компьютер или устройство подключено к Интернету через модем или маршрутизатор. Вместе эти устройства позволяют подключаться к другим сетям по всему миру [6].

Ваш маршрутизатор позволяет нескольким компьютерам подключаться к одной и той же сети, в то время как модем подключается к вашему интернет-провайдеру (интернет-провайдеру), который предоставляет вам проводной или DSL-интернет.

Шаг 2: Введите веб-адрес, известный как URL (унифицированный указатель ресурсов). У каждого веб-сайта есть свой уникальный URL-адрес, который сигнализирует вашему интернет-провайдеру, куда вы хотите перейти.

Шаг 3: Ваш запрос передается вашему интернет-провайдеру, который подключается к нескольким серверам, которые хранят и отправляют данные, такие как сервер NAP (защита доступа к сети) и DNS (сервер доменных имен).

Затем ваш браузер ищет IP-адрес доменного имени, которое вы ввели в поисковую систему, через DNS. Затем DNS преобразует текстовое доменное имя, которое вы вводите в браузере, в числовой IP-адрес.

• Пример: Google.com становится 64.233.191.255

Шаг 4: Ваш браузер отправляет запрос протокола передачи гипертекста (HTTP) на целевой сервер для отправки копии веб-сайта клиенту с использованием TCP/IP.

Шаг 5: Затем сервер одобряет запрос и отправляет на ваш компьютер сообщение «200 OK». Затем сервер отправляет файлы веб-сайта в браузер в виде пакетов данных.

Шаг 6: Когда ваш браузер собирает пакеты данных, веб-сайт загружается, позволяя вам учиться, делать покупки, просматривать и взаимодействовать.

Шаг 7: Наслаждайтесь результатами поиска!

Будущее Интернета

Независимо от того, ищете ли вы информацию о том, как работает Интернет, транслируете свой любимый фильм или просматриваете в Интернете предложения о путешествиях, нельзя отрицать, что Интернет приводит нас в разные места , и он будет продолжай так делать!

Хотя может показаться, что Интернет не меняется теперь , скорее всего, мы оглянемся назад и посмотрим, как далеко мы продвинулись, различия в том, как мы используем эту технологию, и, в конечном счете, мы обнаружим, что мы тоже являемся частью истории Интернета.

[1] Пью Интернет; Internet/Broadband Fact Sheet

[2] Walt Howe; Краткая история Интернета

[3] Деньги; Вот сколько пользователей Интернета

[4] Cisco; Интернет вещей

[5] Lifewire; TCP (протокол управления передачей) Объяснение

[6] Mozilla; Как работает Интернет

[7] Как работают вещи; Как работает Интернет?

[8] Как стать гиком; Как работает Интернет?

[9] Medium, Как работает Интернет

Краткая история Интернета

Философы и авторы веками создавали концепцию общего хранилища мировых знаний. Как мы пришли к Интернету, который мы знаем сегодня?

Основные прорывы [2]

• 29 октября 1969 года: ARPANET (позже переименованный в Интернет) успешно установил соединение между Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе и Стэнфордским исследовательским институтом.
• Конец 1960-х: Библиотеки автоматизируют и сетевые каталоги, независимые от ARPANET.
• 1970-е годы: Установлен протокол управления транспортом и Интернет-протокол (TCP/IP), что позволило интернет-технологиям развиваться. Изобретение этих протоколов помогло стандартизировать способы отправки и получения информации через Интернет.
• 1986: Национальный научный фонд финансировал NSFNET, которая является магистралью Интернета со скоростью 56 Кбит/с. В то время действовали коммерческие ограничения, поскольку на его эксплуатацию и обслуживание использовались федеральные средства.
• 1991: Создан удобный интернет-интерфейс.
• Июль 1992: Delphi стала первой национальной коммерческой онлайн-службой, предлагающей доступ в Интернет.
• Май 1995: Все ограничения коммерческого использования в Интернете исчезают. Это позволило Интернету диверсифицироваться и быстро расти.
• 1997: Изобретен Wi-Fi.
• 1998: Windows 98 вышла на рынок.
• 2007: Широкое распространение смартфонов.
• 2009: Представлена ​​сеть 4G.
• Сегодня: 3 миллиарда человек пользуются интернетом. [3]
• 2030: 7,5 миллиардов предполагаемых пользователей Интернета и 500 миллиардов устройств, подключенных к Интернету. [4]

Как работает интернет?

Интернет — это всемирная компьютерная сеть, которая передает различные данные и мультимедиа через взаимосвязанные устройства. Он работает с использованием сети маршрутизации пакетов, которая следует Интернет-протоколу (IP) и протоколу управления транспортом (TCP). [5]

Сообщения + пакеты

• Данные, отправляемые через Интернет, называются сообщениями
• Перед отправкой сообщения разбиваются на крошечные части, называемые пакетами

Интернет-протокол (IP)

• отправляется с одного компьютера на другой через подключение к Интернету
• Указывает, как компьютеры должны отправлять информацию другим компьютерам, отправляя данные с прикрепленным числовым адресом (IP-адресом)
  • Общедоступный IP-адрес: Доступный через Интернет
  • Частный IP-адрес: Назначенный устройству в закрытой сети, такой как домашняя или рабочая сеть, которая недоступна через Интернет

Протокол управления транспортом ( TCP)

• Работает с IP для обеспечения надежной и надежной передачи данных
• Отсутствие потери пакетов, отсутствие задержек, отрицательно влияющих на качество данных, пакеты собираются в правильной последовательности

Что происходит, когда вы пользуетесь Интернетом.

..

Шаг 1: Ваш компьютер или устройство подключены к Интернету через модем или маршрутизатор, что позволяет ему подключаться к другим сетям по всему миру. [6]

Маршрутизатор позволяет нескольким компьютерам подключаться к одной и той же сети, в то время как модем подключается к вашему поставщику услуг Интернета (ISP), который предоставляет кабельный или DSL-интернет.

Ваш персональный компьютер называется клиентом, а не сервером.

• Клиентские компьютеры подключаются к Интернету через поставщика услуг Интернета.
  • Пример: Ваш телефон подключен к мобильной сети или ноутбук подключен к WiFi.
• Серверы — это компьютеры, напрямую подключенные к Интернету.
  • Пример: компьютеры C , на которых хранятся веб-страницы, сайты или приложения.

Шаг 2: Введите веб-адрес, известный как URL. URL означает унифицированный указатель ресурсов.

Шаг 3: Ваш запрос обработан и передан вашему интернет-провайдеру. У вашего интернет-провайдера есть несколько серверов, которые хранят и отправляют данные, такие как сервер NAP (защита доступа к сети) и DNS (сервер доменных имен).

Ваш браузер ищет IP-адрес доменного имени, которое вы ввели в браузере, через DNS.

• DNS преобразует текстовое доменное имя, которое вы вводите в браузере, в числовой IP-адрес.
  • Пример: Google.com становится 64.233.191.255

Шаг 4: Браузер отправляет запрос протокола передачи гипертекста (HTTP) на целевой сервер для отправки копии веб-сайта клиенту с использованием TCP/IP.

• HTTP: Язык, используемый для интернет-общения.
• HTTPS: Безопасная версия HTTP, все сообщения между вашим браузером и веб-сайтом зашифрованы.

Шаг 5: Сервер одобряет запрос и отправляет сообщение «200 OK» на клиентский компьютер. Затем сервер отправляет файлы веб-страницы в браузер в виде пакетов данных.

Шаг 6: Веб-страница загружается, когда ваш браузер собирает пакеты.

Шаг 7: Наслаждайтесь работой в Интернете! [7] [8] [9]

Источники инфографики:

[1] Pew Internet; Internet/Broadband Fact Sheet

[2] Walt Howe; Краткая история Интернета

[3] Деньги; Вот сколько пользователей Интернета

[4] Cisco; Интернет вещей

[5] Lifewire; TCP (протокол управления передачей) Объяснение

[6] Мозилла; Как работает Интернет

[7] Как работают вещи; Как работает Интернет?

[8] Как стать гиком; Как работает Интернет?

[9] Средний; Как работает Интернет?

Как работает сеть

Содержание

• 1. Цели обучения
  • Понимание и умение объяснить:
• 2. Что такое компьютерная сеть?
  • Учись
  • Исследуй это
  • Задокументируй это
• 3. Пакеты и маршрутизаторы
  • Учись
  • Попробуй
  • Узнай
  • Попробуй
  • Узнай
  • Попробуй
  • Исследуй это
  • Узнай
• 4. Презентация о сетях
  • Значок

Разветвите меня на GitHub

1 Цели обучения

• На этом занятии вы разовьете понимание направления обучения Сеть и коммуникации на вашей лестнице прогресса, продвигаясь к синему/индиго уровню.

Понимание и умение объяснить:

• Что такое компьютерная сеть
• Различные типы компьютерных сетей
• Что такое маршрутизатор и как он подключается к устройствам
• Что такое пакеты и как мы их используем для передачи данных

2 Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть — это когда мы соединяем два или более компьютеров вместе, чтобы они могли общаться друг с другом.

Изучите

• Существует множество различных типов сетей с такими названиями, как сетка , шина и кольцо .

• Большинство сетей, которые вы будете использовать, будут сетями star .
• Звездные сети названы из-за формы, которую они имеют на диаграммах.

• Хотя на самом деле они выглядят примерно так:

• С кабелями, спрятанными вне поля зрения и ведущими обратно к центральному концентратору.

Исследование

• В приведенном ниже видео вы узнаете, как работает сеть.

Задокументируйте это

• Посмотрев видео, попробуйте составить его резюме для своих заметок.

3 пакета и маршрутизаторы

Learn It

• На изображении ниже показаны устройства, которые могут составлять домашнюю сеть
• Загрузите изображение (щелкните его правой кнопкой мыши), а затем откройте его в графическом пакете, таком как Paint или Photoshop.

Попробуйте

• Теперь маркируйте устройства, используя приведенный ниже список.
  • Настольный компьютер
  • Смартфон
  • Маршрутизатор
  • Медиаплеер
  • Игровая приставка.
  • Ноутбук

Learn It

• Мы можем подключать устройства к сети с помощью кабеля под названием Соединительные кабели . У вас, вероятно, есть один, выходящий из задней части компьютера, который вы используете прямо сейчас.
Соединительные кабели
• подключаются к портам Ethernet на устройствах.

Попробуйте

• На схеме нарисуйте провода, соединяющие порты Ethernet на настольном компьютере, медиаплеере и игровой консоли с маршрутизатором.

Learn It

• Некоторые устройства подключаются по беспроводной сети.
• WiFi означает Wireless Fidelity.
• WiFi использует радиоволны для связи устройств друг с другом.

Попробуйте

• Добавьте что-нибудь на диаграмму, чтобы указать, что маршрутизатор может подключаться к смартфону и ноутбуку с помощью WiFi .

Research It

• Устройства могут соединяться друг с другом несколькими другими способами. Используйте Интернет, чтобы попытаться ответить на следующие вопросы:
  • Что такое Bluetooth ?
  • Какова дальность связи Bluetooth ?
  • Что такое волоконно-оптические кабели?
  • Что означает 4G?

Learn It

• Теперь ваша диаграмма должна выглядеть примерно так.

• Давайте представим, что настольный компьютер собирается отправить файл изображения в медиаплеер.
• Изображение называется tree.jpg и имеет размер 1,5 МБ (это 1,5 миллиона байт).

• 1,5 миллиона байт слишком велики для отправки за один раз, поэтому настольному компьютеру необходимо разбить файл на небольшие фрагменты, называемые пакетов
• Каждый пакет имеет средний размер около 1,5 КБ (это 1500 байт).
• Настольный компьютер разбивает образ на пакеты и добавляет в пакет дополнительные данные.

• Затем каждый пакет отправляется на маршрутизатор.
• Когда маршрутизатор получает пакет, он проверяет IP-адрес получателя, а затем отправляет пакет на нужное устройство в сети.
• Принимающее устройство (в данном случае Media Player) получает все эти пакеты и использует номер пакета, чтобы собрать их все в правильном порядке.
• Иногда пакет теряется или уничтожается в пути. Принимающее устройство будет знать, что пакет отсутствует, и может использовать IP-адрес отправителя, чтобы запросить повторную отправку пакета.

4 Презентация о сетях

Badge It

• Представьте, что вам нужно попытаться объяснить, как изображение передается по сети с одного устройства на другое.
• Создайте презентацию (используя любое программное обеспечение) и изображение сети, которое вы нарисовали ранее, чтобы объяснить, как файл отправляется по сети.