Как устроен интернет

Как устроен интернет
Новое

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! 🕷️

Школа программирования для детей Skysmart Pro
На занятиях ребёнок развивает аналитическое мышление, учится выполнять домашние задания по алгоритму, начинает ставить цели и легче переживает ошибки. Эти навыки помогут в изучении любого школьного предмета.
Школа программирования для детей Skysmart Pro
Бесплатный урок по программированию
Записаться

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!

Курс по кибербезопасности для детей (бесплатно)
Знаете, что ваши дети делают в интернете? Большинство родителей отвечают — нет. Узнайте, как защитить ребёнка и семейный бюджет от мошенников. Запишитесь на бесплатный курс по цифровой безопасности.
Курс по кибербезопасности для детей (бесплатно)

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.

Как определить свой IP?
Если вы хотите узнать свой адрес в Сети, воспользуйтесь сервисом 2ip.ru или myip.ru.

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:

  1. Мы вводим имя сайта (домен) в адресную строку.

  2. Поставщик интернета подключается к DNS-серверу, который переводит имя сайта в IP.

  3. Через глобальный интернет идет подключение к серверу, на котором расположен сайт.

  4. 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!

Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)
Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.
Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)

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;

  • персональные данные;

  • данные банковских карт и других систем оплаты;

  • историю посещения.

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.);

  • история перемещений;

  • история поиска;

  • 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!

Важно знать
Все, что попало в интернет, остается там навсегда.

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.

Записывайтесь на онлайн-фестиваль для родителей SmartFest!
Ждём вас 8 октября в 13:00. Вместе с педагогами, психологами и другими экспертами в образовании и воспитании ответим на главные вопросы мам и пап.
Записывайтесь на онлайн-фестиваль для родителей SmartFest!

Бесплатный вводный урок по программированию в онлайн школе Skysmart

На вводном уроке с методистом

  1. Определим уровень и дадим советы по обучению
  2. Расскажем, как проходят занятия
  3. Подберём курс

Оставляя заявку, вы принимаете условия соглашения об обработке персональных данных