Дети умеют поставить взрослых в тупик простым вопросом о повседневных вещах. В нашей рубрике «Объясните ребенку» вы узнаете, как работают современные технологии, чтобы при случае не ударить в грязь лицом. Начнем с Интернета.
Что вообще такое Интернет?
Прежде всего, Интернет — это сеть. Когда компьютер выходит онлайн, он подключается к одному из множества ее узлов и загружает себе пакеты информации. В этих пакетах передается содержимое сайтов, мультимедиа, технические данные для работы онлайн-игр и так далее, и тому подобное.
Как участники Интернета общаются между собой?
В основе работы Интернета лежит набор специальных правил, или протоколов. Они устанавливают, как участники сети (компьютеры, серверы, программы, умные устройства) должны отправлять друг другу данные, какие пакеты требуются для каких целей. Разные устройства и программы используют разные протоколы в разных ситуациях и для разных целей. Например, интернет-протокол (Internet Protocol, IP) устанавливает, как компьютеры должны направлять друг другу информацию. А протокол управления передачей (Transmission Control Protocol, TCP) позволяет следить за тем, чтобы компьютеры получали весь набор пакетов, который составляет нужный им сайт.
Чтобы все участники сети не слишком друг другу мешали, их разводят по разным слоям Интернета. Изначальная концепция Интернета предполагала четыре таких слоя, в самой подробной модели их семь, включая физический — кабели, по которым передаются данные.
Как устроена проводная структура Интернета?
Да, хотя Интернет считается виртуальным пространством, основа у него самая что ни на есть физическая. Все континенты связаны между собой проводами, которые проложены по океанскому дну. Как ни странно, чем глубже лежит такой кабель, тем он тоньше — на самых глубоких участках их диаметр не превышает 3 см, а ближе к поверхности, наоборот, достигает 6 см. Причина в том, что на глубоководье (начиная с 2 км) с кабелем фактически ничего не может произойти, так что инженеры уменьшают толщину защитных слоев.
Главная угроза этим проводам в океане — это акулы, которые по неизвестным причинам любят их грызть. От их зубов Интернет защищается с помощью кевлара — очень прочного и очень легкого композитного материала, который используется в современных шинах, бронежилетах и еще много где.
Как Интернет попадает в наши дома?
В конечном счете подводные кабели приходят в крупнейшие центры обмена трафиком, которые называются провайдерами первого уровня (Tier 1 Internet Service Providers, ISP). Эти компании продают интернет-доступ провайдерам поменьше (Tier 2 ISP), которые обеспечивают связь на государственном уровне и работают с провайдерами третьего уровня и крупными компаниями. Именно с этими последними заключают договоры частные пользователи.
На всем этом маршруте проложены провода, которые приводят прямо в вашу квартиру. Когда будете на улице, обратите внимание на кабели, которые прокинуты от одной крыши к другой. По большей части это тоже интернет-провода. Если представить себе всю эту картину, становится понятно, откуда взялось выражение «всемирная паутина».
Как компьютер открывает сайты?
С проводами разобрались, теперь поговорим, как сайты появляются на экране компьютера.
Содержимое сайтов хранится на веб-серверах. Когда вы вводите URL в строку браузера, вы говорите программе обратиться к соответствующему серверу и загрузить данные, которые он предоставит. Компьютеры не используют привычные нам адреса сайтов (домены), поэтому браузер сначала уточняет, какой IP-адрес присвоен запрошенному домену.
Для этого он использует систему доменных имен (Domain Name System, DNS), где, как в телефонной книге, хранятся существующие IP-адреса и соответствующие им «человеческие» названия. Эта система работает на базе DNS-серверов, которые общаются с помощью собственных протоколов. Чтобы не создавать излишнюю нагрузку на эту инфраструктуру, известные компьютеру сайту могут храниться локально — в его собственном DNS-кеше. Именно там он сначала пытается найти нужный IP-адрес, а в случае неудачи уже обращается к внешним источникам.
Определив IP-адрес, браузер запрашивает у сервера содержимое нужного сайта. Тот сначала присылает ему структуру страницы, которые написана на языке HTML. Браузер разбирает этот код, находит, что нужно догрузить дополнительно — специальные стили, интерактивные JavaScript-элементы и прочие компоненты. Когда весь контент загружен, браузер «рисует» страницу (этот процесс называется рендерингом). На последнем шаге он подставляет изображения — это самая тяжелая часть сайта, поэтому ее оставляют на финал. Если все прошло успешно, вы видите на экране нужный вам сайт.
Так, как работает Интернет в двух предложениях:
- Когда вы вводите адрес в браузер, он переводит его в формат DNS, находит нужный сервер и просит у него данные.
- Серверы отправляют содержимое веб-страниц по проводам, которые тянутся на тысячи километров, пока не дойдут до вашего дома.
