Можно сказать, что интернет — это глобальная вычислительная сеть, позволяющая передавать информацию между любыми двумя компьютерами, подключенными к ней. К сети может быть подключен как отдельный компьютер, так и целая локальная вычислительная сеть. В последнем случае каждый компьютер локальной сети имеет доступ к интернету. Пользователи интернета подключаются к компьютерам организаций, которые специализируются на предоставлении услуг доступа к интернету. Такие организации называются поставщиками услуг интернета или интернет-сервис провайдерами. Часто их называют просто провайдерами. Провайдеры обеспечивают подключение множества пользователей с помощью различных линий связи. Кроме того, они связаны высокоскоростными линиями с другими провайдерами.
Скорость передачи информации между двумя провайдерами или между провайдером и конкретным пользователем может различаться в десятки тысяч раз. В качестве линий связи используются обычные телефонные линии, специально проложенные пары проводов или коаксиальные кабели, похожие на телевизионные, а также оптоволоконные кабели. Кроме того, возможно беспроводное подключение, с помощью радиоволн. При этом могут использоваться космические спутники, сотовые телефоны, специальные радиопередатчики, наземные ретрансляторы и другое оборудование. В зависимости от используемого канала связи, компьютер должен быть оборудован соответствующим оборудованием. Используется как постоянное соединение, так и временное, которое разрывается по окончании сеанса работы. Временное соединение принято называть коммутируемым.
Не все поставщики услуг интернета соединены напрямую друг с другом, но по цепочке информация может дойти до любого пользователя сети. При проектировании сети интернет особое внимание было уделено ее надежности. Компьютеры, подключенные к интернету можно включать и выключать в любое время, при этом сеть будет продолжать работать. Также сеть останется работоспособной при выходе из строя части компьютеров или линий связи между ними, поскольку информация может быть передана по сети различными путями. При отключении одного из участков сети, информация пойдет в обход него. Выбор пути и передача информации происходит за считанные секунды, при этом практически безразлично, работаете вы с компьютером, установленном в соседнем здании, или на другом континенте.
Правила передачи информации в сети называются сетевым протоколом. Протокол сети интернет чем-то напоминает работу обычной почты. Чтобы послать письмо любому человеку, вы помещаете его в конверт и пишете адрес. Так же работает и протокол передачи информации в интернете, называемый IP — Internet Protocol (протокол интернета). Данные помещаются в специальный «конверт», называемый пакетом, и к нему добавляется адрес компьютера, которому предназначена информация. Пакет отправляется в ближайший к отправителю почтамт, так же, как и при отправке обычного письма. В роли почтамта в интернете выступают компьютеры, называемые маршрутизаторами. Они установлены у поставщиков услуг интернета, и с их помощью осуществляется связь между различными участками сети. Маршрутизаторы на основе адреса пакета принимают решение, куда направлять пакет. Если вы, например, отправляете обычное письмо в другую страну, то оно последовательно будет передано в главный почтамт вашей страны, главный почтамт страны получателя, почтамт города, после чего поступит в почтовое отделение, обслуживающее вашего адресата. Аналогично работают и маршрутизаторы, передавая пакет другим маршрутизатором. Как только пакет окажется на маршрутизаторе, к которому подключен компьютер, получающий данные, пакет будет передан на этот компьютер.
Из-за некоторых технических особенностей удобнее разбивать большие блоки данных на небольшие порции, каждая из которых отправляется самостоятельно, отдельным пакетом. При этом пути прохождения пакетов по сети могут различаться. Часть из них может быть потеряна или испорчена, и потребуется повторная передача некоторых пакетов. Получатель собирает все пакеты и получает нужную информацию. Для реализации этих действий используется протокол TCP — Transmission Control Protocol ¬(протокол управления передачей). Так как в интернете протоколы IP и TCP используются вместе, то принято говорить, что работает протокол TCP/IP. Конечно, для успешной работы в интернете совершенно не обязательно знать о работе протоколов. Однако возможно вам будет интересно узнать, как функционирует интернет.
Попробуем объяснить работу протоколов TCP/IP с помощью достаточно условного примера. Допустим, что требуется передать информацию с одного компьютера, подключенного к интернету, на другой компьютер. Протокол TCP разбивает информацию на порции и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Так же при разборке деревянного сруба нумеруют бревна, чтобы быстро собрать дом в другом месте. Далее с помощью протокола IP все части передаются получателю. Для протокола TCP не имеет значения, какими путями информация путешествует по интернету, этим занимается протокол IP. Точно так же, как при перевозке отдельных пронумерованных бревен, не важно, какой дорогой их везут. К каждой полученной порции информации протокол IP добавляет служебную информацию, из которой можно узнать адреса отправителя и получателя информации. Если следовать аналогии с почтой, то данные помещаются в конверт или пакет, на котором пишется адрес получателя. Далее протокол IP так же, как и обычная почта, обеспечивает доставку всех пакетов получателю.
При этом скорость и пути прохождения разных конвертов могут быть различными. Интернет часто изображают в виде размытого облака. Вам не известны пути прохождения информации, но правильно оформленные IP-пакеты доходят до получателя. Протокол TCP проверяет, не испорчена ли информация, и в случае необходимости запрашивает повторную передачу некоторых пакетов. Так как отдельные части могут путешествовать по интернету самыми разными путями, то порядок прихода частей может быть нарушен. После того, как все нужные пакеты получены и отсортированы, из них восстанавливается исходная информация.
Так работают протоколы TCP/IP. Они обеспечивают передачу информации между двумя компьютерами, подключенными к сети. Для программ, работающих с этими протоколами, интернет незаметен. Создается впечатление, что два компьютера связаны друг с другом выделенной линией, хотя в действительности между ними с большой скоростью пересылаются пакеты информации. Такой принцип построения сетей называется коммутацией пакетов, в отличие от сети с коммутацией каналов, в которой создается физическое соединение двух абонентов. Примером сети с коммутацией каналов может служить телефонная сеть. Во время разговора устанавливается канал связи между двумя абонентами, который будет разорван по окончании разговора. Никто другой не может вклиниться в созданный канал связи, и остальные абоненты должны ожидать окончания разговора. В сетях с коммутацией пакетов каналы связи совместно используются многими пользователями. При большой нагрузке все пакеты будут передаваться медленнее, но участки сети не будут монополизированы одним пользователем, как в сетях с коммутацией каналов. Кроме того, при отказе одного из каналов связи, пакеты могут пойти в обход него, а в сети с коммутацией каналов при любом отказе связь будет потеряна. Сети с коммутацией пакетов отличает высокая надежность и относительная дешевизна построения, что является одной из причин такого успеха интернета.
