網際網路是如何工作的?

每個人都在談論網際網路,以及是否應該或者如何對其進行監管。但是沒有足夠的人知道網際網路是如何工作的,或者網際網路到底是什麼。...

網際網路是如何工作的?

每個人都在談論網際網路,以及是否應該或者如何對其進行監管。但是沒有足夠的人知道網際網路是如何工作的,或者網際網路到底是什麼。

什麼是確切地說是網際網路(the internet, exactly)?

相關報道:什麼是網路中立?

你可能在家裡有自己的“區域網”,它由所有連線到路由器的裝置組成,路由器連線到網際網路。“因特網”一詞指的是一個由“相互連線的計算機網路”組成的世界性系統。

這就是網際網路的全部——世界各地大量的計算機網路,連線在一起。當然,有很多物理硬體,從城市街道下的電纜到海底巨大的電纜,再到環繞地球軌道的衛星,都使這種通訊成為可能。後臺也有很多軟體,可以讓你輸入一個網址,比如谷歌網站“並讓您的計算機以最快的方式將資訊傳送到該網站所在的物理位置。

相關:誰為我的網際網路服務提供商提供網際網路服務?

即使你只是連線到一個網站,也會有更多的事情發生。你的電腦不能直接將一條資訊或“資料包”傳送到網站所在的電腦。相反,它會將一個數據包傳遞給您的家庭路由器,其中包含有關該資料包的去向以及web伺服器應回覆的位置的資訊。然後,你的路由器將它傳送到你的網際網路服務提供商(康卡斯特、時代華納或你使用的其他任何人)的路由器上,在那裡它被髮送到另一個網際網路服務提供商的另一個路由器上,依此類推,直到它到達目的地。從遠端伺服器傳送回系統的任何資料包都會進行相反的過程。

網際網路是如何工作的?

用一個不完美的比喻,這有點像在郵寄信件。你當地的郵政員工不能僅僅抓起信,直接把它帶到全國或歐洲大陸的目的地。取而代之的是,這封信會被送到你當地的郵局,在那裡它會被送到另一個郵局,然後是另一個郵局,依此類推,直到它到達目的地。一封信到世界的另一邊要比到國家的另一邊要花更長的時間,因為它要做更多的停留,這對網際網路來說也是普遍的。資料包需要更長的時間才能傳輸更長的距離,也就是所謂的“跳躍”。

與物理郵件不同的是,傳送資料包的速度仍然非常快,而且每秒鐘發生很多次。每個資料包都非常小,當計算機通訊時,大量的資料包被來回傳送,即使一個只是從另一個載入一個網站。資料包的傳輸時間以毫秒為單位。

資料可以有多種途徑

這個網路比看上去更有趣更復雜。由於所有這些網路連線在一起,資料傳輸不只是一條路徑。因為網路連線到多個其他網路,所以有一個完整的網路連線延伸到全球各地。這意味著這些資料包(在裝置之間傳送的小塊資料)可以透過多條路徑到達目的地。

換言之,即使你和一個網站之間的網路癱瘓了,資料通常還有另一條路可以走。沿著路徑的路由器使用稱為邊界閘道器協議(Border Gateway Protocol,簡稱BGP)的東西來傳遞有關網路是否關閉以及資料傳輸的最佳路徑的資訊。

建立這個網際網路絡(或因特網)不僅僅是把每個網路一個接一個地連線到附近的網路上那麼簡單。網路沿著許多不同的路徑以多種不同的方式連線,而執行在這些路由器上的軟體(之所以這樣命名是因為它們沿著網路路由流量)總是在尋找資料傳輸的最佳路徑。

透過使用traceroute命令,您實際上可以看到資料包到達目標地址的路徑,該命令告訴路由器資料包沿著路徑返回。

例如,在下面的螢幕截圖中,我們追蹤到tl80.cn網站來自俄勒岡州尤金的康卡斯特網際網路連線。這些資料包透過康卡斯特的網路傳到了我們的路由器,從西雅圖向北,然後透過芝加哥、紐約和紐瓦克被路由到塔塔通訊(as6453.net)主幹網,最後到達新澤西紐瓦克的一個Linode資料中心,該中心是網站的託管地。

網際網路是如何工作的?

我們說資料包是“旅行的”,但當然,它們只是資料片段。一個路由器與另一個路由器聯絡並傳送資料包中的資料。下一個路由器使用資料包上的資訊來確定資料包的去向,並沿著路徑將資料傳輸到下一個路由器。這個包只是電線上的一個訊號。

ip地址、dns、tcp/ip、http和更多詳細資訊

至少,這是對網際網路運作方式的一個高層次的概述。在我們都使用的網際網路上,有很多小話題是很重要的,你可以詳細閱讀。

例如,網路上的每個裝置在該網路上都有一個唯一的數字IP地址。資料被髮送到這些地址。既有舊的IPv4地址,也有新的IPv6地址。IP代表“internet協議”,所以IP地址就是“internet協議地址”。這些是網路上的裝置使用和講話的地址。

相關:什麼是DNS,我應該使用另一個DNS伺服器嗎?

人們使用人類可讀的域名,如tl80.cn網站以及谷歌網站,這比一系列數字更令人難忘和更容易理解。但是,當您使用這些域名時,您的計算機會聯絡其域名系統(DNS)伺服器,並要求該域的數字IP地址。把它想象成一本大的公共電話簿。想要域名的公司和個人必須付費註冊。您可能使用internet服務提供商的DNS服務,但您可以選擇使用其他DNS伺服器,如Google公共DNS或OpenDNS。

相關報道:TCP和UDP有什麼區別?

在這一切的背後,有不同層次的“協議”裝置用來通訊,即使使用網際網路協議。最常見的傳輸協議是TCP/IP,它代表internet協議上的傳輸控制協議。TCP完全是關於可靠性的,裝置來回聊天並跟蹤資料包,以確保在傳輸過程中不會丟失任何東西。如果是這樣,就會引起注意和反感。還有其他協議,比如UDP,它丟擲了原始速度的可靠性問題。

上面的傳輸協議如TCP和UDP是應用程式協議,如HTTP或HTTPS超文字傳輸協議,您的web瀏覽器使用者可以使用這些協議。HTTP協議在TCP協議之上工作,TCP協議在IP協議之上工作。其他應用程式可能使用不同的協議,或者建立自己的協議,但是這些協議在TCP和IP等協議之上執行。我們使用的很多技術都是建立在其他層上的技術層,網際網路也是如此。我們可以在這裡寫一整本書,但現在,如果你想讀更多,以上鍊接應該讓你開始。

一旦你瞭解了基本知識,你就可以更好地理解為什麼這場IT人群場景也如此有趣。

圖片來源:Toria/Shutterstock.com網站,查瓦特·斯里揚庫爾/Shutterstock.com網站.

  • 發表於 2021-04-06 17:58
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