در این مقاله، شما در مورد ساختار اصلی اساسی اینترنت یاد خواهید گرفت. شما در مورد سرورهای نام دامنه، نقاط دسترسی شبکه و ستون فقرات یاد خواهید گرفت. اما ابتدا در مورد چگونگی اتصال کامپیوتر به دیگران یاد خواهید گرفت.

اینترنت: سلسله مراتب شبکه کامپیوتری

هر رایانه ای که به اینترنت متصل است بخشی از یک شبکه است، حتی یک نفر در خانه شما. برای مثال، شما ممکن است از یک مودم استفاده کنید و یک شماره محلی را برای برقراری ارتباط با یک ارائه دهنده خدمات اینترنت (ISP) شمارهگیری کنید. در محل کار، ممکن است بخشی از یک شبکه محلی (LAN) باشد، اما به احتمال زیاد همچنان به اینترنت با استفاده از یک ISP که شرکت شما با آن قرارداد کرده است، به اینترنت متصل می شوید. هنگامی که شما به ISP خود وصل می شوید، شما بخشی از شبکه خود می شوید. ISP سپس می تواند به یک شبکه بزرگتر متصل شود و بخشی از شبکه خود باشد. اینترنت به سادگی یک شبکه از شبکه است.

اکثر شرکت های مخابراتی بزرگ دارای پایه های اختصاص یافته خود متصل به مناطق مختلف هستند. در هر منطقه، شرکت دارای نقطه حضور (POP) است. POP محلی است برای کاربران محلی برای دسترسی به شبکه شرکت، اغلب از طریق شماره تلفن محلی و یا اختصاص داده شده خط. چیز شگفت انگیز در اینجا این است که هیچ شبکه کنترل کلی وجود ندارد. در عوض، چندین شبکه سطح بالا وجود دارد که از طریق نقاط دسترسی شبکه یا NAP ها به یکدیگر متصل می شوند.

مثال شبکه اینترنت

در اینجا یک مثال است. تصور کنید شرکت A ISP بزرگ است. در هر شهر بزرگ، شرکت A POP دارد. POP در هر شهر یک قفسه پر از مودم هایی است که مشتریان ISP به آن وارد می شوند. شرکت A خطوط فیبر نوری را از شرکت تلفن برای اجناس POP ها با هم تلفیق می کند (به عنوان مثال، این نقشه اتصال UUNET Data Center).

تصور کنید شرکت B یک شرکت ISP شرکتی است. شرکت B ساختمان های بزرگی در شهرهای بزرگ و شرکت ها نصب می کند ماشین های سرور اینترنتی خود را در این ساختمان ها. شرکت B چنین شرکت بزرگی است که خطوط فیبر نوری خود را بین ساختمان های خود اداره می کند تا همه آنها متصل شوند.

در این ترتیب، تمام مشتریان شرکت A می توانند با یکدیگر صحبت کنند و تمام مشتریان شرکت B می توانند با یکدیگر صحبت کنند، اما مشتریان شرکت A و مشتریان B برای ارتباط برقرار کردن هیچ راه دیگری ندارند. بنابراین شرکت A و شرکت B هر دو موافق اتصال به NAP ها در شهرهای مختلف هستند و ترافیک بین دو شرکت بین شبکه های NAP جریان می یابد.

در اینترنت واقعی، ده ها تن از ارائه دهندگان اینترنت بزرگ در NAP ها در شهرهای مختلف متصل می شوند و تریلیون ها بایت داده بین شبکه های فردی در این نقطه ها جریان می یابند. اینترنت مجموعه ای از شبکه های عظیم شرکت های بزرگ است که با یکدیگر همکاری می کنند در NAP ها. به این ترتیب، هر کامپیوتر در اینترنت به هر یک از دیگران متصل می شود.

عملکرد روتر اینترنت

همه این شبکه ها به NAP ها، ستون فقرات و روتر ها برای گفتگو با یکدیگر متکی هستند. باور نکردنی در مورد این فرایند این است که یک پیام می تواند یک کامپیوتر را ترک کند و از طریق چندین شبکه مختلف به نیمه راه در سراسر جهان سفر کند و در یک ثانیه از یک کامپیوتر دیگر وارد شود!

روترها تعیین کنند کجا اطلاعات را از یک رایانه به یک دیگر ارسال کنند. روترها کامپیوترهای تخصصی هستند که پیام های شما و کسانی که از هر کاربر دیگر اینترنت استفاده می کنند سریعتر به مقصد خود در طول هزاران مسیر می رسند. یک روتر دارای دو کار جداگانه، اما مرتبط است:

    این تضمین می کند که اطلاعات به جایی که مورد نیاز نیست می رود. این امر برای حفظ حجم زیادی داده ها از مسدود شدن ارتباطات “بیگناهان بی شماری” بسیار مهم است.
    اطمینان حاصل می کند که اطلاعات آن را به مقصد مورد نظر می رساند.

در انجام این دو شغل، روتر در برخورد با دو شبکه کامپیوتری مجزا بسیار مفید است. این دو شبکه را می برد، اطلاعات را از یک به دیگری انتقال می دهد. همچنین شبکه ها را از یکدیگر محافظت می کند و از ترافیک بر روی یک نفر جلوگیری می کند. صرف نظر از اینکه چندین شبکه متصل هستند، عملیات اساسی و عملکرد روتر همانند همان عمل می کند. از آنجاییکه اینترنت یک شبکه بزرگ از دهها هزار شبکه کوچکتر است، استفاده از روترها یک ضرورت مطلق است. برای اطلاعات بیشتر، نحوه کار روترها را بخوانید.

ستون فقرات اینترنت

بنیاد ملی علوم (NSF) نخستین ستون فقیر در سال ۱۹۸۷ را ایجاد کرد. به نام NSFNET نامگذاری شد، خط T1 بود که ۱۷۰ شبکه کوچکتر را متصل می کرد و با سرعت ۱٫۵۴۴ مگابیت در ثانیه (میلیون بایت در ثانیه) عمل می کرد. IBM، MCI و Merit با NSF برای ایجاد ستون فقرات کار کرده و یک ستون فقرات T3 (45 مگابیت در ثانیه) را در سال بعد توسعه دادند.

ستون فقرات معمولا خطوط تنه فیبر نوری است. خط تنه دارای کابل های فیبر نوری چندگانه برای افزایش ظرفیت است. کابلهای فیبر نوری به عنوان وسیله نقلیه اپتیکی مانند OC-3، OC-12 یا OC-48 نامگذاری شده اند. یک خط OC-3 قادر به انتقال ۱۵۵ مگابیت در ثانیه است در حالی که OC-48 می تواند ۲۴۸۸ مگابیت در ثانیه (۲٫۴۸۸ گیگابیت در ثانیه) را انتقال دهد. مقایسه آن با ۵۶۰۰ مگابایتی معمولی که ۵۶۰۰۰ بیت در ثانیه را ارسال می کند و شما می بینید که چقدر سریع ستون فقرات مدرن است.

امروزه شرکت های زیادی وجود دارند که دارای ستون فقرات با ظرفیت بالا هستند و همه آنها در NAP های مختلف در سراسر جهان متصل می شوند. به این ترتیب، هر کس در اینترنت، بدون توجه به جایی که هستند و چه شرکتی استفاده می کنند، می تواند با دیگران در این سیاره صحبت کند. کل اینترنت یک توافق غول پیکر و گسترده است که بین شرکت ها به صورت رایگان ارتباط برقرار می کنند.

پروتکل اینترنت: آدرس IP

هر ماشین در اینترنت شماره شناسایی منحصر به فرد دارد و به نام IP Address نامیده می شود. آی پی پروتکل اینترنت است که زبان رایانه ای است که برای برقراری ارتباط در اینترنت استفاده می شود. یک پروتکل از پیش تعریف شده است که کسی که می خواهد از یک سرویس با آن سرویس صحبت کند. “کسی” می تواند فرد باشد، اما اغلب آن یک برنامه کامپیوتری مانند یک مرورگر وب است.

یک آدرس IP معمولی به نظر می رسد: ۲۱۶٫۲۷٫۶۱٫۱۳۷.

برای اینکه ما انسانها را به خاطر بیاوریم، آدرسهای آی پی به طور معمول در قالب اعشاری به عنوان یک عدد دهدهی نقطه خمی مانند یک فوق بیان می شوند. اما رایانه در فرم دودویی ارتباط برقرار می کند. به آدرس IP مشابه در دودویی نگاه کنید: ۱۱۰۱۱۰۰۰٫۰۰۰۱۱۰۱۱٫۰۰۱۱۱۱۰۱٫۱۰۰۰۱۰۰۱.

چهار اعداد در یک آدرس IP اکتیو نامیده می شوند، زیرا در هنگام مشاهده در فرم باینری، هر دو دارای هشت موقعیت می باشند. اگر تمام موقعیت ها را با هم ترکیب کنید، ۳۲ را دریافت خواهید کرد، به همین دلیل است که آدرس های آی پی ۳۲ بیتی در نظر گرفته می شوند. از آنجا که هر یک از هشت موقعیت می تواند دو حالت مختلف (۱ یا صفر) داشته باشد، مجموع تعداد ترکیبات ممکن در هر اکتت ۲۸ یا ۲۵۶ است. بنابراین هر اکتت می تواند هر مقدار بین صفر و ۲۵۵ باشد. چهار اکتاکت را به هم متصل کنید و ۲۳۲ یا ممکن است ۴،۲۹۴،۹۶۷،۲۹۶ ارزش منحصر به فرد!

از حدود ۴/۳ میلیارد ترکیب ممکن، مقادیر خاصی از استفاده به عنوان آدرس های IP معمول محدود می شوند. به عنوان مثال، آدرس IP 0.0.0.0 برای شبکه پیش فرض رزرو شده و آدرس ۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵٫۲۵۵ برای پخش استفاده می شود.

اکتیدها به منظور جدا کردن اعداد، هدف دیگری هستند. آنها برای ایجاد کلاس آدرس های IP استفاده می شود که می تواند به یک کسب و کار خاص، دولت یا سایر نهاد بر اساس اندازه و نیاز اختصاص داده شود. اکتیدها به دو قسمت تقسیم می شوند: خالص و میزبان. بخش خالص همیشه شامل اولویت اول است. این برای شناسایی شبکه ای است که رایانه متعلق به آن است. میزبان (گاهی اوقات به عنوان گره خوانده می شود) رایانه واقعی در شبکه را مشخص می کند. بخش میزبان همیشه دارای آخرین اکتیپ می باشد. پنج کلاس IP به علاوه آدرس های خاص خاص وجود دارد. شما می توانید در مورد کلاس های IP بیشتر بدانید. آدرس IP چیست؟

سرورهای اینترنتی و مشتریان

سرورهای اینترنتی اینترنت را ممکن می سازد. تمام ماشین ها در اینترنت سرور یا مشتری هستند. ماشین هایی که خدمات خود را به ماشین های دیگر ارائه می دهند سرورها هستند. و ماشین هایی که برای اتصال به آن خدمات استفاده می شوند مشتری هستند. سرورهای وب، سرورهای ایمیل، سرورهای FTP و غیره خدمت به نیازهای کاربران اینترنت در سراسر جهان وجود دارد.

هنگامی که شما به www.howstuffworks.com متصل می شوید برای خواندن یک صفحه، شما یک کاربر نشسته در دستگاه مشتری است. شما به وب سرور HowStuffWorks دسترسی دارید. دستگاه سرور، صفحه ای را که درخواست کرده اید پیدا می کند و آن را به شما می فرستد. مشتریانی که به یک سرور سرور می آیند این کار را با هدف خاص انجام می دهند، بنابراین مشتریان درخواست های خود را به یک سرور نرم افزاری خاص در حال اجرا در دستگاه سرور هدایت می کنند. به عنوان مثال، اگر شما در حال اجرا بر روی مرورگر خود در دستگاه خود هستید، می خواهید با سرور وب در سرور سرور صحبت کنید، نه سرور ایمیل.

یک سرور دارای یک آدرس IP استاتیک است که اغلب تغییر نمی کند. از طرف دیگر، یک ماشین خانگی که از طریق مودم شماره گیری می شود، معمولا یک آدرس IP اختصاص داده شده توسط ISP را هر بار که شماره گیری می کنید. این آدرس IP برای جلسه شما منحصر به فرد است؛ در این روش، یک ISP تنها نیاز به یک آدرس آی پی برای هر مودم پشتیبانی می کند، نه یک برای هر مشتری.

پورت ها و HTTP

هر سرور سرور سرویس های خود را با استفاده از پورت های شماره گذاری می کند – یکی برای هر سرویسی که در سرور موجود است. به عنوان مثال، اگر یک سرور سرور یک سرور وب و پروتکل انتقال پرونده (FTP) را اجرا کند، سرور وب به طور معمول در پورت ۸۰ در دسترس خواهد بود و سرور FTP در پورت ۲۱ در دسترس خواهد بود. مشتریان به یک سرویس در یک آدرس IP خاص و بر روی یک شماره پورت خاص.

هنگامی که یک سرویس دهنده به یک سرویس در یک پورت خاص وصل شده است، با استفاده از یک پروتکل مخصوص به سرویس دسترسی پیدا می کند. پروتکل ها اغلب متن و به سادگی توضیح دهند که چگونه مشتری و سرور مکالمه خود را دارند. هر وب سرور در اینترنت مطابق با پروتکل انتقال پرونده (HTTP) است. شما می توانید در مورد سرورهای اینترنتی، پورت ها و پروتکل ها با خواندن وب سرورها کار کنید.

شبکهها، روترها، NAP ها، ISP ها، DNS ها و سرورهای قدرتمند همه امکان اتصال اینترنت را فراهم می کنند. این واقعا شگفت انگیز است که شما متوجه شوید که تمام این اطلاعات در سراسر جهان در عرض میلی ثانیه ارسال شده است! اجزاء در زندگی مدرن بسیار مهم هستند – بدون آنها اینترنت وجود نخواهد داشت. و بدون اینترنت، زندگی بسیاری برای بسیاری از ما بسیار متفاوت خواهد بود.