اینترنت چگونه کار می کند؟

اینترنت شبکه ای از شبکه هاست. این با استفاده از تکنیکی به نام سوئیچینگ بسته و با تکیه بر پروتکل های شبکه استاندارد شده که همه رایانه ها می توانند تفسیر کنند، کار می کند.

اینترنت چیست؟

قبل از اینکه به چیستی اینترنت بپردازیم، باید تعریف کنیم که «شبکه» چیست. شبکه به گروهی از کامپیوترهای متصل گفته می شود که قادر به ارسال اطلاعات به یکدیگر هستند. یک شبکه کامپیوتری بسیار شبیه به یک حلقه اجتماعی است که شامل گروهی از افراد است که همه یکدیگر را می شناسند، به طور منظم اطلاعات را تبادل می کنند و فعالیت ها را با هم هماهنگ می کنند.

اینترنت مجموعه ای وسیع و گسترده از شبکه هایی است که به یکدیگر متصل می شوند. در واقع می توان گفت که کلمه «اینترنت» از این مفهوم گرفته شده است: شبکه های به هم پیوسته.

از آنجایی که رایانه‌ها در داخل شبکه‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند و این شبکه‌ها نیز همگی به یکدیگر متصل می‌شوند، یک رایانه می‌تواند به لطف اینترنت با رایانه دیگری در یک شبکه دوردست صحبت کند. این امر امکان تبادل سریع اطلاعات بین رایانه ها در سراسر جهان را فراهم می کند.

رایانه ها از طریق سیم، کابل، امواج رادیویی و انواع دیگر زیرساخت های شبکه به یکدیگر و به اینترنت متصل می شوند. تمام داده‌های ارسال شده از طریق اینترنت به پالس‌های نور یا الکتریسیته که «بیت» نیز نامیده می‌شوند، ترجمه می‌شوند و سپس توسط رایانه دریافت‌کننده تفسیر می‌شوند. سیم ها، کابل ها و امواج رادیویی این بیت ها را با سرعت نور هدایت می کنند. هر چه بیت های بیشتری به طور همزمان از روی این سیم ها و کابل ها عبور کنند، اینترنت سریعتر کار می کند.

شبکه های توزیع شده چیست و چرا این مفهوم برای اینترنت مهم است؟

هیچ مرکز کنترلی برای اینترنت وجود ندارد. در عوض، این یک سیستم شبکه توزیع شده است، به این معنی که به هیچ ماشین فردی وابسته نیست. هر رایانه یا سخت افزاری که بتواند داده ها را به شیوه صحیح ارسال و دریافت کند (مثلاً با استفاده از پروتکل های شبکه صحیح) می تواند بخشی از اینترنت باشد.

ماهیت توزیع شده اینترنت آن را انعطاف پذیر می کند. رایانه‌ها، سرورها و سایر قطعات سخت‌افزار شبکه همیشه بدون تأثیر بر عملکرد اینترنت به اینترنت متصل می‌شوند و از آن جدا می‌شوند – بر خلاف رایانه‌ای که در صورت نداشتن یک جزء ممکن است اصلاً کار نکند. این حتی در مقیاس بزرگ نیز صدق می کند: اگر یک سرور، یک مرکز داده کامل، یا یک منطقه کامل از مراکز داده از کار بیفتد، بقیه اینترنت همچنان می تواند کار کند (اگر کندتر).

اینترنت چگونه کار می کند؟

دو مفهوم اصلی برای نحوه عملکرد اینترنت وجود دارد: بسته ها و پروتکل ها.

بسته ها

در شبکه، یک بسته بخش کوچکی از یک پیام بزرگتر است. هر بسته حاوی داده ها و اطلاعات مربوط به آن داده است. اطلاعات مربوط به محتویات بسته به عنوان “هدر” شناخته می شود و در جلوی بسته قرار می گیرد تا دستگاه دریافت کننده بداند که با بسته چه کاری انجام دهد. برای درک هدف هدر بسته، به این فکر کنید که چگونه برخی از محصولات مصرفی با دستورالعمل‌های مونتاژ ارائه می‌شوند.

هنگامی که داده ها از طریق اینترنت ارسال می شوند، ابتدا به بسته های کوچکتر تقسیم می شوند، که سپس به بیت ها ترجمه می شوند. بسته ها توسط دستگاه های شبکه ای مختلف مانند روترها و سوئیچ ها به مقصد هدایت می شوند. هنگامی که بسته ها به مقصد خود می رسند، دستگاه دریافت کننده بسته ها را به ترتیب دوباره جمع می کند و سپس می تواند داده ها را استفاده یا نمایش دهد.

این روند را با نحوه ساخت مجسمه آزادی ایالات متحده مقایسه کنید. مجسمه آزادی اولین بار در فرانسه طراحی و ساخته شد. با این حال، بزرگتر از آن بود که روی کشتی قرار بگیرد، بنابراین به صورت تکه تکه همراه با دستورالعمل هایی در مورد محل تعلق هر قطعه به ایالات متحده ارسال شد. کارگرانی که قطعات را دریافت کردند دوباره آنها را در مجسمه ای که امروز در نیویورک برپاست، جمع کردند.

در حالی که این کار برای مجسمه آزادی طول کشید، ارسال اطلاعات دیجیتال در قطعات کوچکتر از طریق اینترنت بسیار سریع است. به عنوان مثال، یک عکس از مجسمه آزادی که در یک سرور وب ذخیره شده است، می‌تواند یک بسته در سراسر جهان را طی کند و در عرض میلی‌ثانیه بر روی رایانه شخصی بارگذاری شود.

بسته ها با استفاده از تکنیکی به نام سوئیچینگ بسته در سراسر اینترنت ارسال می شوند. روترها و سوئیچ های واسطه می توانند بسته ها را به طور مستقل از یکدیگر پردازش کنند، بدون اینکه منبع یا مقصد آنها را در نظر بگیرند. این طراحی به گونه ای است که هیچ اتصال واحدی بر شبکه غالب نباشد. اگر داده ها به یکباره بین رایانه ها و بدون سوئیچینگ بسته ارسال می شد، اتصال بین دو رایانه می تواند چندین کابل، روتر و سوئیچ را برای چند دقیقه در یک زمان اشغال کند. اساساً، فقط دو نفر می‌توانند در یک زمان از اینترنت استفاده کنند – به جای تعداد تقریباً نامحدودی که در واقعیت وجود دارد.

پروتکل ها

اتصال دو کامپیوتر که هر دو ممکن است از سخت افزار متفاوتی استفاده کنند و نرم افزارهای متفاوتی را اجرا کنند، یکی از چالش های اصلی است که سازندگان اینترنت باید حل می کردند. این امر مستلزم استفاده از تکنیک‌های ارتباطی است که برای همه رایانه‌های متصل قابل درک باشد، همانطور که دو نفر که در نقاط مختلف جهان بزرگ شده‌اند ممکن است برای درک یکدیگر نیاز به صحبت به یک زبان مشترک داشته باشند.

این مشکل با پروتکل های استاندارد حل شده است. در شبکه، پروتکل روشی استاندارد برای انجام برخی اقدامات و قالب بندی داده ها است به طوری که دو یا چند دستگاه قادر به برقراری ارتباط و درک یکدیگر باشند.

پروتکل‌هایی برای ارسال بسته‌ها بین دستگاه‌های موجود در یک شبکه (اترنت)، برای ارسال بسته‌ها از شبکه به شبکه (IP)، برای اطمینان از رسیدن آن بسته‌ها به ترتیب (TCP) و برای قالب‌بندی داده‌ها برای وب‌سایت‌ها و برنامه‌ها (HTTP) وجود دارد. . علاوه بر این پروتکل های پایه، پروتکل هایی برای مسیریابی، آزمایش و رمزگذاری نیز وجود دارد. و جایگزین‌هایی برای پروتکل‌های فهرست‌شده در بالا برای انواع مختلف محتوا وجود دارد – به عنوان مثال، پخش ویدیو اغلب از UDP به جای TCP استفاده می‌کند.

از آنجایی که همه رایانه‌های متصل به اینترنت و سایر دستگاه‌ها می‌توانند این پروتکل‌ها را تفسیر و درک کنند، اینترنت بدون توجه به اینکه چه کسی یا چه چیزی به آن متصل می‌شود، کار می‌کند.

چه زیرساخت فیزیکی باعث می شود اینترنت کار کند؟

انواع مختلفی از سخت افزارها و زیرساخت ها باعث می شود که اینترنت برای همه کار کند. برخی از مهمترین انواع آن عبارتند از:

روترها بسته ها را بر اساس مقصد به شبکه های کامپیوتری مختلف ارسال می کنند. روترها مانند پلیس های ترافیک اینترنت هستند که مطمئن می شوند ترافیک اینترنت به شبکه های مناسب می رود.
سوئیچ ها دستگاه هایی را به هم متصل می کنند که یک شبکه مشترک دارند. آنها از سوئیچینگ بسته برای ارسال بسته ها به دستگاه های صحیح استفاده می کنند. آنها همچنین بسته های خروجی را از آن دستگاه ها دریافت می کنند و آنها را به مقصد مورد نظر ارسال می کنند.
وب سرورها رایانه های تخصصی با قدرت بالا هستند که علاوه بر میزبانی برنامه ها و پایگاه های داده، محتوا (صفحات وب، تصاویر، ویدیوها) را به کاربران ذخیره و ارائه می دهند. سرورها همچنین به پرس و جوهای DNS پاسخ می دهند و کارهای مهم دیگری را برای فعال نگه داشتن اینترنت انجام می دهند. اکثر سرورها در مراکز داده بزرگی که در سرتاسر جهان قرار دارند نگهداری می شوند.

این مفاهیم چگونه با وب سایت ها و برنامه هایی که کاربران از طریق اینترنت به آنها دسترسی دارند، مرتبط است؟

این مقاله را در نظر بگیرید. برای اینکه بتوانید آن را ببینید، قطعه قطعه در قالب چندین هزار بسته داده از طریق اینترنت ارسال شد. این بسته ها از طریق کابل ها و امواج رادیویی و از طریق روترها و سوئیچ ها از وب سرور ما به رایانه یا دستگاه شما منتقل می شوند. رایانه یا تلفن هوشمند شما آن بسته ها را دریافت کرده و آنها را به مرورگر دستگاه شما ارسال می کند و مرورگر شما داده های درون بسته ها را تفسیر می کند تا متنی را که اکنون می خوانید نمایش دهد.