STEM

Jak działa Internet?

Writer

Od redakcji:

Artykuł ukazał się pierwotnie na łamach „Niezbędnika inteligenta”, dodatku do tygodnika „Polityka”. Jego autorem jest Tomasz Sikorski, Network Engineer, Intel Technology Poland.

Czytaj też:
„Wielka Encyklopedia Intela: Czy procesory powstają z piasku?”
„Wielka Encyklopedia Intela: Jakie są granice miniaturyzacji?”

“Wielka Encyklopedia Intela: Czy komputery będą kiedyś w naszych głowach?

***

Skąd się wziął Internet?

Internet, jaki znamy dziś, ukształtował się w latach 90. XX wieku, jednak jego początki sięgają końca lat 60. Wtedy to DARPA (Agencja Zaawansowanych Obronnych Projektów Badawczych Departamentu Obrony USA) finansuje budowę pierwszych węzłów eksperymentalnej, zdecentralizowanej sieci rozległej ARPANET, które znajdowały się na wybranych uniwersytetach w USA. Nietrudno domyślić się, jaki był cel tego eksperymentu. W środku zimnej wojny posiadanie takiej rozproszonej sieci telekomunikacyjnej stanowiło niebagatelny argument militarny. Na szczęście wojna ta pozostała „zimna”, a wraz z kolejnymi uniwersytetami dołączającymi się do sieci, ARPANET zaczęto wykorzystywać do celów naukowych. Do połowy lat 80. ustanowiono standard komunikacji wewnątrz sieci, aby poprawnie wysyłać i odbierać informacje. Dziś procedury te, zwane protokołami komunikacyjnymi, dalej są wykorzystywane w Internecie prawie w niezmienionej formie. Z czasem sieć ARPANET została otwarta dla wszystkich i stała się siecią sieci, czyli Internetem.

Arpanet_mapa

 

Kto jest właścicielem Internetu, kto nim zarządza?

Wbrew pozorom to dość skomplikowane pytanie. W ramach porządkowania sposobu komunikacji w ARPANET, DARPA powołała grupę naukowo-badawczą IETF (Internet Engineering Task Force), która do dziś definiuje standardy i zalecenia w dokumentach RFC (Request for Comments). Forum to zdefiniowało w 1981 roku (tak, ponad 30 lat temu!) Internet Protocol ver. 4, na którym opiera się komunikacja w dzisiejszym Internecie. Jednym z wymagań tego standardu jest to, aby każdy komputer w Internecie posiadał unikalny adres IP. Przydziałem tych adresów do poszczególnych podmiotów zajmuje się kilka organizacji. Nadrzędną jest IANA (ang. Internet Assigned Numbers Authority) wyłoniona z IETF, która w 1998 roku przejęła od rządu USA nadzór nad adresacją w Internecie. Organizacja ta oddelegowała część swoich obowiązków związanych z przydzielaniem numerów IP do pięciu regionalnych organizacji (tzw. Regional Internet Registries). W Europie jest nią RIPE (fr. Réseaux IP Européens) z siedzibą w Amsterdamie.

 

Mapa internetu opracowana przez The Opte Project  (via Wikimedia Commons)
Symboliczna mapa internetu opracowana przez The Opte Project. W dolnym rogu powiększenie prezentujące schemat połączeń między poszczególnymi IP (via Wikimedia Commons).

Jak te komputery fizycznie się komunikują ze sobą?

Każdy komputer jest podpięty do dostawcy usługi dostępu do Internetu. On z kolei jest połączony w innymi dostawcami i operatorami w punktach styku IXP (ang. Internet Exchange Point). Jest ich bardzo wiele w każdym kraju, z czego te o największym obciążeniu są zwykle w stolicach. To w tych właśnie punktach ruch przechodzi z sieci jednego dostawcy do drugiego. Trasę, jaką dany pakiet musi pokonać, aby dojść do celu, ustala protokół trasowania (pot. routingu). W Internecie jest nim BGP (ang. Border Gateway Protocol). Przy jego użyciu operatorzy i dostawcy wymieniają się informacjami, jakie pule adresów IP posiadają. Dzięki temu oraz dzięki adresowi IP przeznaczenia w pakiecie wysłanym przez komputer-nadawcę routery, czyli urządzeniami fizycznie przesyłające dane, wiedzą, gdzie przesłać dany pakiet, aby dotarł do adresata. Specyficznym aspektami dotyczącymi parametrów wysyłania pakietu, takimi jak typ, rozmiar i prędkość, zajmuje się inny protokół – TCP (ang. Transport Control Protocol). To dzięki niemu wysyłający wie na przykład, jak szybko może przysłać dane, a komputer odbierający jest w stanie rozróżnić prośbę o stronę WWW od wiadomości email.

 

Fragment mapy domen opracowanej przez Nikolasa Beckera (via Creative Commons)
Fragment światowej mapy domen opracowanej przez Nikolasa Beckera (via Creative Commons)

Jak to się dzieje, że wpisuję www.intel.com i moje pakiety idą tam, gdzie powinny? Przecież nie wpisuję adresu IP.

Jako że adresy IP (czyli np. 192.198.164.158) są raczej trudne w użyciu, aby łatwiej było korzystać z zasobów sieci, IETF w 1982 stworzył system nazw domenowych, czyli odwzorowań nazwa ↔ adres IP. Ogólny nadzór nad całą strukturą nazw sprawuje IANA na mocy nadanej przed Departament Handlu USA. Pierwszy, najwyższy poziom to domeny krajowe, takie jak .pl oraz funkcyjne typu .com, .org itp. Przydzielanie tych pierwszych pozostawiono poszczególnym krajom (w Polsce robi to NASK na mocy umowy z polskim rządem), natomiast resztą zajmują się wyznaczone firmy czy organizacje. Ciekawostką może być fakt, że domeny .fm czy .tv wykorzystywane często przez stacje radiowe i telewizyjne należą odpowiednio do Mikronezji i Tuvalu. Przykładami domen drugiego rzędu są com.pl czy nasa.gov.

W momencie wpisywania do przeglądarki www.intel.com, komputer wysyła do serwera DNS (ang. Domain Name Server) skonfigurowanego w ustawieniach sieciowych zapytanie, jaki jest adres IP przypisany do tego adresu. On z kolei przekazuje je dalej do światowej infrastruktury DNS opartej na 13 głównych serwerach (tzw. Root Servers) umieszczonych w różnych miejscach na świecie, odpowiedzialnych za wszystkie 248 domen najwyższego poziomu. Te z kolei przesyłają je do kilku z tysięcy innych serwerów odpowiadających za domeny niższego rzędu (w tym przypadku za domenę intel.com). Serwer odpowiedzialny za tę nazwę odpowiada serwerowi DNS, od którego na początku wyszło zapytanie, a ten przekazuje odpowiedź do komputera. Jak widać, proces ten jest dość złożony, dlatego komputery, jak również serwery DNS przechowują w pamięci podręcznej ostatnio używane odwzorowania adres ↔ IP, żeby przyspieszyć odpowiedź na najbardziej popularne zapytania.

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story