اینترنت چگونه کار میکند؟

اینترنت چگونه کار میکند؟

امروزه زندگی بدون اینترنت قابل تصور نیست. هر سال تعداد دستگاه های ساخته شده با قابلیت اتصال به آن بیشتر می شود و این شبکهٔ شبکه ها دور تا دور دنیا را در می نوردد و حتی به فضا هم گسترش یافته. در این مقاله به این موضوع اینترنت چیست و چگونه کار می کند می پردازیم. اینترنت ستون فقرات وب است، زیرساخت فنی که وب را ممکن می کند. در ابتدایی ترین حالت، اینترنت یک شبکه بزرگ از کامپیوترها است که همه با هم ارتباط برقرار می کنند. اینترنت محبوب ترین شبکه کامپیوتری دنیا است که ابتدا به شکل یک پروژه تحقیقاتی آکادمیک در سال ۱۹۶۹ شروع و سپس در دهه ۱۹۹۰ میلادی به یک شبکه جهانی تبدیل شد. امروزه نیز توسط بیش از ۲ میلیارد نفر در سرتاسر دنیا استفاده می شود. اینترنت به خاطر عدم تمرکزش مشهور است. نه کسی صاحب اینترنت است و نه کسی می تواند تعیین کند که چه کسانی به آن وصل شوند. در عوض، هزاران سازمان مختلف شبکه های خود را مدیریت کرده و درباره توافقنامه های اتصال دو طرفه، آزادانه مذاکره می کنند. بیشتر مردم از طریق یک مرورگر وب به اینترنت وصل می شوند. در اصل، وب آنقدر محبوب شده که بسیاری مردم به اشتباه واژه های “اینترنت” و “وب” را به عنوان معادل یکدیگر به کار می برند. اما در عمل وب فقط یکی از کاربردهای فراوان اینترنت است. از جمله سایر کاربردهای اینترنت می توان به ایمیل، بیت تورنت، و اف تی پی اشاره کرد.

امروزه اینترنت از ۳ بخش اصلی تشکیل شده:

۱. کیلومتر آخر (یا مایل آخر) اصطلاحی است که توسط شرکت های مخابراتی، شبکه های تلویزیون کابلی و صنایع اینترنتی استفاده می شود و اشاره دارد به آخرین بازو یا شاخه ای که ارتباطات را به مصرف کننده عام منتقل می کند. به زبان ساده، «کیلومتر آخر بخشی از شبکه است که خانه ها و کسب و کارهای کوچک را به اینترنت متصل می کند.» در حال حاضر، در ایران اینترنت توسط ادارات مخابرات، شرکت های تامین کننده خدمات اینترنتی (ISP ها)، و شرکت های مخابراتی به شکل اینترنت Adsl، موبایل (GPRS و EDGE و 3G) و وایمکس ارائه می شود.

۲. مراکز داده به مکان های فیزیکی بعضا بزرگی اطلاق می شود که پر از سرورهای مختلف هستند. این سرورها از داده های کاربران، برنامه های آنلاین و انواع محتواها میزبانی می کنند. برخی از مراکز داده متعلق به شرکت های بزرگ مانند گوگل و فیسبوک هستند که هر یک در طول روز چند صد میلیون کاربر دارند. سایر مراکز داده تجاری میزبان وبسایت ها و خدمات آنلاین کوچکتر هستند. مراکز داده دارای اینترنت بسیار پر سرعت هستند که به آنها اجازه می دهد همزمان به کاربران زیادی خدمت رسانی کنند. ممکن است در هر جایی تاسیس شوند ولی معمولا به خاطر زمین و الکتریسیته ارزان تر، در مناطق برون شهری ساخته می شوند.

۳. ستون فقرات متشکل از شبکه های دور-بُردی است که داده ها را بین مراکز داده و مصرف کنندگان حمل می کنند. بازار ستون فقرات بسیار رقابتی است. ستون فقرات اینترنت در وهله اول از کابل های فیبرنوری تشکیل شده. مهیا کنندگانش به دفعات شبکه های خود را در نقاط تبادل اینترنت که معمولا در شهرهای بزرگ واقع شده اند، به یکدیگر وصل می کنند. حضور در نقاط تبادل اینترنت به مهیاکنندگان ستون فقرات کمک می کند تا اتصالات خود با دیگر مهیاکنندگان را بهبود بخشند. ستون های فقرات در واقع متشکل از ساختارهای بزرگ با شاه سیمی از نوع فیبر نوری هستند. شاه سیم متشکل از چندین کابل فیبر نوری است که برای افزایش ظرفیت شبکه در کنار یکدیگر قرار گرفته اند.

چه کسی اینترنت را ساخته؟

اینترنت تحت عنوان پروژه ARPANET شروع شد، یک شبکه تحقیقات دانشگاهی که سازمان پروژه های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA) که اینک با نام سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی (DARPA) شناخته می شود، آن را پشتیبانی می کرد. این پروژه توسط باب تیلور (Bob Taylor)، یکی از مدیران آرپا، هدایت می شد و شبکه آرپانت نیز توسط شرکت مشاوره بولت، برانک و نیومن ساخته و در سال ۱۹۶۹ عملیاتی شده بود.

در سال ۱۹۷۳، دو مهندس نرم افزار به نام های وینت سرف و باب کان شروع به کار بر روی نسل بعدی استانداردهای شبکه برای آرپانت کردند. این استانداردها که تحت عنوان TCP/IP شناخته می شوند، تبدیل به بنیان اینترنت مدرن شدند. آرپانت در ۱ ژانویه ۱۹۸۳ شروع به استفاده از TCP/IP کرد.

اما در دهه ۱۹۸۰، تامین هزینه اینترنت از ارتش امریکا به سازمان ملی علوم (NSF) منتقل شد. NSF شبکه های دور-بُردی را تامین سرمایه می کرد که در فاصله سال های ۱۹۸۱ تا ۱۹۸۴ تبدیل به ستون فقرات اینترنت شده بودند. سپس در ۱۹۹۴، دولت کلینتون کنترل ستون فقرات اینترنت را به بخش خصوصی واگذار کرد. از آن زمان به بعد نیز سرمایه گذاری و اداره آن به شکل خصوصی صورت گرفته.

چه کسی اینترنت را اداره می کند؟

هیچ کس اینترنت را اداره نمی کند. اینترنت در واقع شبکه ای غیرمتمرکز متشکل از شبکه های کوچکتر است. هزاران شرکت، دانشگاه، دولت، و نهاد دیگر شبکه های اختصاصی خودشان را اداره می کنند و بر اساس معاهدات ارتباط اختیاری، با یکدیگر به تبادل می پردازند.

استانداردهای فنی مشترک که چرخ اینترنت را به حرکت در می آورند توسط سازمان نیروی ضربت مهندسی اینترنت (IETF) مدیریت می شوند. IETF تشکیلاتی آزاد است؛ هر کسی می تواند در جلسات آن شرکت کند، استانداردهای جدید پیشنهاد کند، و یا تغییراتی را برای استانداردهای فعلی ارائه نماید. هیچ کس مجبور به پذیرش استانداردهای تایید شده توسط IETF نیست ولی فرآیند تصمیم گیری مبتنی بر اجماع این سازمان کمکی بزرگ است برای اینکه از پذیرش و تطبیق یافتن اکثریت جامعه اینترنت با معیارهای آن، اطمینان حاصل شود.

در کنار IETF، نهاد دیگری داریم که گاه به غلط از آن به عنوان اداره کننده اینترنت یاد می شود. نام این نهاد، باشگاه اینترنتی برای نام ها و شماره های واگذار شده (ICANN یا آیکان) است. آیکان مسئول توزیع نام های اینترنتی (مثل vianaweb.com) و آی پی آدرس ها است اما هیچ کنترلی بر اینکه چه کسی می تواند به اینترنت متصل شود و چه اطلاعاتی را می توان در این گستره رد و بدل کرد، ندارد.

به عنوان مثال یک شبکه ساده از اینترنت در هنگامی که دو رایانه نیاز به ارتباط دارند، باید آنها را به صورت فیزیکی (معمولاً با کابل اترنت ) یا بی سیم (مثلاً با سیستم های Wi-Fi یا بلوتوث ) به هم وصل کنید. همه کامپیوترهای مدرن می توانند هر یک از آن اتصالات را حفظ کنند.

چنین شبکه ای به دو کامپیوتر محدود نمی شود. می توانید هر تعداد کامپیوتر را که بخواهید وصل کنید. اما به سرعت پیچیده می شود. اگر می‌خواهید مثلاً ده رایانه را به هم وصل کنید، به 45 کابل نیاز دارید، با 9 شاخه برای هر رایانه!

برای حل این مشکل، هر کامپیوتر در یک شبکه به یک کامپیوتر کوچک مخصوص به نام روتر متصل است . این روتر تنها یک کار دارد: مانند یک سیگنال دهنده در ایستگاه راه آهن، مطمئن می شود که پیام ارسال شده از یک رایانه معین به رایانه مقصد مناسب می رسد. برای ارسال پیام به کامپیوتر B، کامپیوتر A باید پیام را به روتر ارسال کند، که به نوبه خود پیام را به کامپیوتر B ارسال می کند و مطمئن می شود که پیام به کامپیوتر C ارسال نشده است.

هنگامی که یک روتر به سیستم اضافه می کنیم، شبکه 10 کامپیوتری ما فقط به 10 کابل نیاز دارد: یک دوشاخه برای هر کامپیوتر و یک روتر با 10 شاخه.

شبکه ای از شبکه ها
تا اینجای کار خیلی خوبه. اما در مورد اتصال صدها، هزاران، میلیاردها کامپیوتر چطور؟ مطمئناً یک روتر نمی تواند تا این اندازه مقیاس شود، اما، اگر با دقت مطالعه کنید، گفتیم که روتر یک رایانه مانند سایرین است، پس چه چیزی ما را از اتصال دو روتر به یکدیگر باز می دارد؟ هیچی، پس بیایید این کار را بکنیم.

با اتصال کامپیوترها به روترها، سپس روترها به روترها، می‌توانیم تا بی نهایت مقیاس کنیم.

چنین شبکه ای به آنچه ما اینترنت می نامیم بسیار نزدیک است، اما چیزی را از دست می دهیم. ما آن شبکه را برای اهداف خودمان ساختیم. شبکه های دیگری نیز وجود دارد: دوستان شما، همسایگان شما، هرکسی می تواند شبکه کامپیوترهای خود را داشته باشد. اما واقعاً امکان برقراری کابل بین خانه خود و سایر نقاط جهان وجود ندارد، بنابراین چگونه می توانید با این کار کنار بیایید؟ خوب، در حال حاضر کابل هایی به خانه شما متصل شده است، به عنوان مثال، برق و تلفن. زیرساخت تلفن در حال حاضر خانه شما را به هر کسی در جهان متصل می کند، بنابراین سیم کاملی است که ما به آن نیاز داریم. برای اتصال شبکه خود به زیرساخت تلفن، به تجهیزات خاصی به نام مودم نیاز داریم . این مودماطلاعات شبکه ما را به اطلاعات قابل مدیریت توسط زیرساخت تلفن تبدیل می کند و بالعکس.

بنابراین ما به زیرساخت تلفن متصل هستیم. مرحله بعدی ارسال پیام ها از شبکه خود به شبکه ای است که می خواهیم به آن دسترسی پیدا کنیم. برای انجام این کار، ما شبکه خود را به یک ارائه دهنده خدمات اینترنتی (ISP) متصل می کنیم. ISP شرکتی است که برخی از روترهای ویژه را مدیریت می کند که همگی به هم مرتبط هستند و همچنین می توانند به روترهای ISP های دیگر دسترسی داشته باشند. بنابراین پیام شبکه ما از طریق شبکه شبکه های ISP به شبکه مقصد منتقل می شود. اینترنت از کل این زیرساخت شبکه ها تشکیل شده است.

پیدا کردن کامپیوتر در اینترنت
اگر می خواهید پیامی به رایانه ارسال کنید، باید مشخص کنید که کدام یک. بنابراین هر رایانه ای که به یک شبکه متصل است دارای یک آدرس منحصر به فرد است که آن را شناسایی می کند، به نام “آدرس IP” (که IP مخفف پروتکل اینترنت است ). این آدرسی است که از یک سری چهار عدد تشکیل شده است که با نقطه از هم جدا شده اند، به عنوان مثال: 192.0.2.172.

این برای رایانه ها کاملاً خوب است، اما ما انسان ها به سختی می توانیم چنین آدرسی را به خاطر بسپاریم. برای آسان‌تر کردن کارها، می‌توانیم یک آدرس IP با نامی قابل خواندن برای انسان به نام دامنه نام ببریم . به عنوان مثال (در زمان نوشتن، آدرس های IP می توانند تغییر کنند) google.comنام دامنه ای است که در بالای آدرس IP استفاده می شود 142.250.190.78. بنابراین استفاده از نام دامنه ساده ترین راه برای ما برای دسترسی به رایانه از طریق اینترنت است.

اینترنت و وب
همانطور که ممکن است متوجه شوید، هنگامی که ما در وب با یک مرورگر وب مرور می کنیم، معمولاً از نام دامنه برای دسترسی به یک وب سایت استفاده می کنیم. آیا این بدان معناست که اینترنت و وب یکی هستند؟ به آن سادگی نیست. همانطور که دیدیم، اینترنت یک زیرساخت فنی است که به میلیاردها کامپیوتر اجازه می دهد تا همه به هم متصل شوند. در میان این رایانه ها، برخی از رایانه ها (به نام سرورهای وب ) می توانند پیام های قابل فهم برای مرورگرهای وب ارسال کنند. اینترنت یک زیرساخت است، در حالی که وب سرویسی است که بر روی زیرساخت ساخته شده است . شایان ذکر است چندین سرویس دیگر مانند ایمیل و IRC بر روی اینترنت ساخته شده اند .

اینترانت و اکسترانت
اینترانت ها شبکه های خصوصی هستند که به اعضای یک سازمان خاص محدود می شوند. آنها معمولاً برای ارائه پورتالی برای اعضا برای دسترسی ایمن به منابع مشترک، همکاری و برقراری ارتباط استفاده می شوند. به عنوان مثال، اینترانت یک سازمان ممکن است میزبان صفحات وب برای به اشتراک گذاری اطلاعات بخش یا تیم، درایوهای مشترک برای مدیریت اسناد و فایل های کلیدی، پورتال هایی برای انجام وظایف مدیریت کسب و کار، و ابزارهای همکاری مانند ویکی ها، تابلوهای گفتگو و سیستم های پیام رسانی باشد.

اکسترانت ها بسیار شبیه به اینترانت ها هستند، با این تفاوت که تمام یا بخشی از یک شبکه خصوصی را برای اشتراک گذاری و همکاری با سایر سازمان ها باز می کنند. آنها معمولاً برای به اشتراک گذاشتن ایمن و ایمن اطلاعات با مشتریان و سهامدارانی که از نزدیک با یک تجارت کار می کنند استفاده می شوند. غالباً عملکردهای آنها مشابه عملکردهایی است که توسط یک اینترانت ارائه می شود: اطلاعات و به اشتراک گذاری فایل، ابزارهای همکاری، تابلوهای بحث و غیره.

اینترانت و اکسترانت هر دو بر روی زیرساخت مشابه اینترنت اجرا می شوند و از پروتکل های مشابهی استفاده می کنند. بنابراین اعضای مجاز از مکان های فیزیکی مختلف می توانند به آنها دسترسی داشته باشند.