Hoe werkt internet? Hoe werkt hij?

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 05:37

Hoe werkt internet? Goede vraag! De groei is explosief gestegen en.com-sites zijn voortdurend te zien op tv, radio en tijdschriften. Aangezien het een belangrijk onderdeel van ons leven is geworden, is het noodzakelijk om het goed te begrijpen om deze tool zo effectief mogelijk te kunnen gebruiken. In dit artikel worden de concepten en typen internet, de basisinfrastructuur en de technologieën die dit mogelijk maken, uitgelegd.

Globaal netwerk

Internet wordt meestal als volgt gedefinieerd. Het is een wereldwijd netwerk van computerbronnen die zijn verbonden door krachtige communicatielijnen en een gemeenschappelijke adresruimte. Daarom moet elk apparaat dat erop is aangesloten een unieke ID hebben. Hoe is het IP-adres van een computer geregeld? IPv4-internetadressen worden geschreven in de vorm nnn.nnn.nnn.nnn, waarbij nnn een getal tussen 0 en 255 is. De afkorting IP staat voor Internetworking Protocol. Dit is een van de basisconcepten van internet, maar daarover later meer. Een computer heeft bijvoorbeeld:de id is 1.2.3.4 en de andere is 5.6.7.8.

Als u verbinding maakt met internet via een ISP, krijgt de gebruiker gewoonlijk een tijdelijk IP-adres toegewezen voor de duur van de RAS-sessie. Als de verbinding wordt gemaakt vanaf een lokaal netwerk (LAN), kan de computer een permanente id of een tijdelijke id hebben die wordt geleverd door een DHCP-server (Dynamic Host Configuration Protocol). In ieder geval, als de pc is verbonden met internet, heeft deze een uniek IP-adres.

Ping-programma

Als je het Microsoft Windows-besturingssysteem of een van de smaken van Unix gebruikt, is er een handig programma waarmee je je internetverbinding kunt controleren. Het heet ping, waarschijnlijk naar het geluid dat de oude onderzeeërsonars maakten. Als u Windows gebruikt, moet u een opdrachtpromptvenster openen. In het geval van een besturingssysteem dat een Unix-variant is, moet u naar de opdrachtregel gaan. Als u bijvoorbeeld ping www.yahoo.com typt, stuurt het programma een ICMP (Internet Control Message Protocol) echo-verzoekbericht naar de opgegeven computer. De opgevraagde machine zal antwoorden. Het ping-programma telt de tijd die nodig is om een antwoord terug te sturen (als dat het geval is). Als u een domeinnaam invoert (bijvoorbeeld www.yahoo.com), geeft het hulpprogramma ook het IP-adres van de computer weer.

Protocolpakketten

De computer is dus verbonden met het netwerk en heeft een uniek adres. Om voor "dummies" duidelijk te maken hoe internet werkt, moet je begrijpen hoe een pc"praat" met andere machines. Stel dat het IP-adres van het apparaat van de gebruiker 1.2.3.4 is en hij een bericht wil verzenden "Hallo, computer 5.6.7.8!" naar de machine met het adres 5.6.7.8. Het is duidelijk dat het bericht moet worden verzonden via elk kanaal dat de pc van de gebruiker met internet verbindt. Stel dat er een bericht per telefoon wordt verzonden. Het is noodzakelijk om de tekst om te zetten in elektronische signalen, deze te verzenden en vervolgens als tekst weer te geven. Hoe wordt dit bereikt? Door het gebruik van een protocolpakket. Elke computer moet communiceren op het wereldwijde netwerk en is meestal ingebouwd in het besturingssysteem. Het pakket heet TCP/IP vanwege de 2 belangrijkste communicatieprotocollen die erin worden gebruikt. De TCP/IP-hiërarchie is als volgt:

• Applicatielaag. Het gebruikt protocollen die specifiek zijn voor WWW, e-mail, FTP, enz.
• Transmission control protocol laag. TCP stuurt pakketten naar specifieke programma's met behulp van een poortnummer.
• Internetprotocollaag. IP stuurt pakketten naar een specifieke computer met behulp van een IP-adres.
• Hardwareniveau. Converteert binaire gegevens naar netwerksignalen en vice versa (bijvoorbeeld Ethernet-netwerkkaart, modem, enz.).

Als je het pad volgt van de "Hallo, computer 5.6.7.8!" Zoiets zal gebeuren:

1. Berichtverwerking begint bij het protocol van de bovenste laag en werkt naar beneden.
2. Als het bericht dat wordt verzonden lang is, elk niveau waardoor hetpasseert, kan het opsplitsen in kleinere stukjes gegevens. Dit komt omdat informatie die via internet (en de meeste computernetwerken) wordt verzonden, zich in beheersbare stukjes bevindt die pakketten worden genoemd.
3. Pakketten worden naar de transportlaag gestuurd voor verwerking. Elk krijgt een poortnummer toegewezen. Veel programma's kunnen het TCP/IP-protocolpakket gebruiken en berichten verzenden. U moet weten welke op de doelcomputer het bericht moet ontvangen, omdat deze op een specifieke poort zal luisteren.
4. Verder gaan de pakketten naar het IP-niveau. Hier krijgt elk van hen een bestemmingsadres (5.6.7.8).
5. Nu de berichtenpakketten een poortnummer en een IP-adres hebben, zijn ze klaar om via internet te worden verzonden. Het hardwareniveau zorgt ervoor dat de pakketten met de tekst van het bericht worden omgezet in elektronische signalen en via de communicatielijn worden verzonden.
6. Aan de andere kant heeft de ISP een directe verbinding met internet. De router controleert het bestemmingsadres van elk pakket en bepa alt waar het naartoe moet. Vaak is de volgende stop een andere router.
7. Uiteindelijk bereiken de pakketten computer 5.6.7.8. Hier begint hun verwerking vanaf de protocollen van de lagere laag en werkt ze zich omhoog.
8. Terwijl pakketten hogere niveaus van TCP/IP doorkruisen, verwijderen ze alle routeringsinformatie die door de verzendende computer is toegevoegd (zoals IP-adres en poortnummer).
9. Wanneer een bericht het protocol van de bovenste laag bereikt, worden de pakketten weer in hun oorspronkelijke vorm samengevoegd.

Internet thuis

Dus al het bovenstaande legt uit hoe pakketten van de ene computer naar de andere gaan via het WAN. Maar wat gebeurt er tussendoor? Hoe werkt internet echt?

Overweeg een fysieke verbinding via het telefoonnetwerk met een telecomserviceprovider. Dit vereist enige uitleg over hoe een ISP werkt. De serviceprovider zet een pool van modems op voor zijn klanten. Het is meestal aangesloten op een speciale computer die de richting van de gegevensstroom van de modem naar de internetbackbone of een speciale router regelt. Deze opstelling kan een poortserver worden genoemd omdat deze de netwerktoegang afhandelt. Het verzamelt ook informatie over het tijdstip van gebruik, evenals de hoeveelheid verzonden en ontvangen gegevens.

Nadat de pakketten door het telefoonnetwerk en de lokale apparatuur van de provider zijn gegaan, worden ze naar de backbone van de provider gestuurd of naar het door hem gehuurde deel van zijn bandbreedte. Vanaf hier gaan gegevens meestal door verschillende routers en backbone-netwerken, huurlijnen, enz., totdat ze hun bestemming vinden - een computer met het adres 5.6.7.8. Dit is hoe internet thuis werkt. Maar zou het erg zijn als de gebruiker de exacte route van zijn pakketten via het wereldwijde netwerk zou kennen? Het is mogelijk.

Traceroute

Als je verbinding maakt met internet vanaf een computer met Microsoft Windows of een variant van Unix, is een ander handig programma handig. Het heet Traceroute en geeft het pad aan dat:pakketten passeren en bereiken een specifiek IP-adres. Net als ping moet het vanaf de opdrachtregel worden uitgevoerd. Gebruik in Windows de opdracht tracert www.yahoo.com en op Unix traceroute www.yahoo.com. Net als ping kunt u met het hulpprogramma IP-adressen invoeren in plaats van domeinnamen. Traceroute drukt een lijst af van alle routers, computers en andere internetentiteiten die pakketten moeten doorlopen om hun bestemming te bereiken.

Infrastructuur

Hoe is de internetbackbone technisch geregeld? Het bestaat uit vele grote netwerken die met elkaar verbonden zijn. Deze grote netwerken staan bekend als netwerkserviceproviders of NSP's. Voorbeelden zijn UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet, etc. Deze netwerken communiceren met elkaar om verkeer uit te wisselen. Elke NSP vereist een verbinding met drie Network Access Points (NAP's). Daarin kan pakketverkeer van het ene backbone-netwerk naar het andere gaan. NSP's zijn ook verbonden via de MAE-routeringsstations van de stad. Deze laatste vervullen dezelfde rol als NAP, maar zijn in particulier bezit. NAP's werden oorspronkelijk gebruikt om verbinding te maken met het wereldwijde netwerk. Zowel MAE als NAP worden Internet Exchange Points of IX genoemd. Netwerkaanbieders verkopen ook bandbreedte aan kleine netwerken zoals ISP's.

De onderliggende infrastructuur van NSP zelf is een complex schema. De meeste netwerkaanbieders publiceren netwerkinfrastructuurkaarten op hun websites, die gemakkelijk te vinden zijn. Realistisch weergeven hoehet internet is opgezet, zou het bijna onmogelijk zijn vanwege de omvang, complexiteit en steeds veranderende structuur.

Routingshiërarchie

Om te begrijpen hoe internet werkt, moet je begrijpen hoe pakketten het juiste pad door het netwerk vinden. Weet elke pc die op het netwerk is aangesloten waar andere pc's zich bevinden? Of worden de pakketten gewoon "vertaald" naar elke machine op internet? Het antwoord op beide vragen is ontkennend. Niemand weet waar andere computers zijn en pakketten worden niet tegelijkertijd naar alle machines verzonden. De informatie die wordt gebruikt om gegevens naar de bestemmingen te leveren, is opgenomen in tabellen die zijn opgeslagen op elke router die op het netwerk is aangesloten - een ander concept van internet.

Routers zijn pakketschakelaars. Ze maken meestal verbinding tussen netwerken om pakketten tussen hen door te sturen. Elke router weet wat zijn subnetten zijn en welke adressen ze gebruiken. Het apparaat kent in de regel de IP-adressen van het "bovenste" niveau niet. Grote NSP-trunks zijn verbonden via NAP's. Ze bedienen verschillende subnetten en die bedienen nog meer subnetten. Onderaan staan lokale netwerken met aangesloten computers.

Wanneer een pakket aankomt bij een router, controleert deze het IP-adres dat daar is geplaatst door de IP-protocollaag op de bronmachine. Vervolgens wordt de routeringstabel gecontroleerd. Als het netwerk met het IP-adres wordt gevonden, wordt het pakket daarheen gestuurd. Anders volgt het de standaardroute, meestal naar de volgende router in de netwerkhiërarchie. In de hoop dat hij weet waar hij het pakket heen moet sturen. Als dit niet gebeurt, gaan de gegevens omhoog totdat ze de NSP-backbone bereiken. Stroomopwaartse routers bevatten de grootste routeringstabellen en dit is waar het pakket naar de juiste backbone wordt gestuurd waar het zijn "neerwaartse" reis begint.

Domeinnamen en adresresolutie

Maar wat als u het IP-adres niet weet van de computer waarmee u verbinding wilt maken? Wat als u toegang nodig heeft tot een webserver genaamd www.anothercomputer.com? Hoe weet de browser waar deze computer is? Het antwoord op al deze vragen is DNS Domain Name Service. Dit concept van internet verwijst naar een gedistribueerde database die computernamen en de bijbehorende IP-adressen bijhoudt.

Veel machines zijn verbonden met de DNS-database en software waarmee u er toegang toe hebt. Deze machines staan bekend als DNS-servers. Ze bevatten niet de hele database, maar slechts een deel ervan. Als de DNS-server niet de domeinnaam heeft die door een andere computer is aangevraagd, wordt deze omgeleid naar een andere server.

De Domain Name Service is gestructureerd als een hiërarchie vergelijkbaar met die van IP-routering. De computer die om naamomzetting vraagt, wordt "omhoog" in de hiërarchie geleid totdat een DNS-server is gevonden die de domeinnaam in het verzoek kan omzetten.

Wanneer een internetverbinding is geconfigureerd (bijvoorbeeld via een lokaal netwerk of via een inbelverbinding op Windows), worden de primaire en een of meer secundaire DNS-servers meestal opgegeven tijdens de installatie. Dus,alle toepassingen die domeinnaamomzetting nodig hebben, kunnen normaal functioneren. Wanneer u bijvoorbeeld een domeinnaam in een browser invoert, maakt deze laatste verbinding met de primaire DNS-server. Na het verkrijgen van het IP-adres zal de applicatie verbinding maken met de doelcomputer en de gewenste webpagina opvragen.

Overzicht van internetprotocollen

Zoals eerder opgemerkt in de sectie over TCP/IP, worden er veel protocollen gebruikt in het WAN. Deze omvatten TCP, IP, routering, mediatoegangscontrole, applicatielaag, enz. In de volgende secties worden enkele van de belangrijkste en meest gebruikte protocollen beschreven. Dit zal u toelaten om beter te begrijpen hoe het internet is georganiseerd en hoe het werkt. Protocollen worden besproken in aflopende volgorde van hun niveau.

HTTP en World Wide Web

Een van de meest gebruikte diensten op internet is het World Wide Web (WWW). Het applicatielaagprotocol dat het WAN mogelijk maakt, is het Hypertext Transfer Protocol of HTTP. Het moet niet worden verward met de HTML-hypertext-opmaaktaal die wordt gebruikt om webpagina's te schrijven. HTTP is het protocol dat browsers en servers gebruiken om met elkaar te communiceren. Het is een applicatielaagprotocol omdat het door sommige programma's wordt gebruikt om met elkaar te communiceren. In dit geval zijn dit browsers en servers.

HTTP is een verbindingsloos protocol. Clients (browsers) sturen verzoeken naar servers voor webelementen zoals pagina's en afbeeldingen. Na hun dienst, de verbindingschakelt uit. Voor elk verzoek moet de verbinding opnieuw tot stand worden gebracht.

De meeste protocollen zijn verbindingsgericht. Dit betekent dat computers die met elkaar communiceren via internet communiceren. HTTP is dat echter niet. Voordat een client een HTTP-verzoek kan doen, moet de server een nieuwe verbinding tot stand brengen.

Om te begrijpen hoe internet werkt, moet u weten wat er gebeurt als u een URL in een webbrowser typt:

1. Als de URL een domeinnaam bevat, maakt de browser eerst verbinding met de domeinnaamserver en verkrijgt het bijbehorende IP-adres.
2. De browser maakt vervolgens verbinding met de server en verzendt een HTTP-verzoek voor de gewenste pagina.
3. De server ontvangt het verzoek en controleert de juiste pagina. Als het bestaat, stuur het dan. Als de server de opgevraagde pagina niet kan vinden, verzendt deze een HTTP 404-foutmelding (404 staat voor Page Not Found, zoals iedereen die websites heeft bezocht waarschijnlijk weet).
4. De browser ontvangt wat wordt gevraagd en de verbinding wordt verbroken.
5. De browser analyseert vervolgens de pagina en zoekt naar andere elementen die nodig zijn om deze te voltooien. Meestal zijn dit afbeeldingen, applets, enz.
6. Voor elk element maakt de browser extra verbindingen en HTTP-verzoeken naar de server.
7. Als alle afbeeldingen, applets, enz. zijn geladen, wordt de pagina volledig geladen in het browservenster.

De Telnet-client gebruiken

Telnet is een externe terminalservice die op internet wordt gebruikt. Het gebruik ervan is afgenomen, maar het is een handig hulpmiddel om het wereldwijde netwerk te verkennen. Op Windows is het programma te vinden in de systeemmap. Nadat u het hebt gestart, moet u het menu "Terminal" openen en Local Echo selecteren in het instellingenvenster. Dit betekent dat u uw HTTP-verzoek kunt zien terwijl u het invoert.

Selecteer in het menu "Verbinding" het item "Extern systeem". Voer vervolgens www.google.com in voor de hostnaam en 80 voor de poort. Standaard luistert de webserver op deze poort. Nadat u op Verbinden hebt geklikt, moet u GET/HTTP/1.0 invoeren en tweemaal op Enter drukken.

Dit is een eenvoudig HTTP-verzoek aan een webserver om de hoofdpagina op te halen. De gebruiker zou er een glimp van moeten opvangen en er verschijnt een dialoogvenster waarin staat dat de verbinding is verbroken. Als u de opgehaalde pagina wilt opslaan, moet u logboekregistratie inschakelen. U kunt dan de webpagina en de HTML bekijken die is gebruikt om deze te maken.

De meeste internetprotocollen die bepalen hoe internet werkt, worden beschreven in documenten die bekend staan als Request For Comments of RFC's. Ze zijn te vinden op internet. HTTP-versie 1.0 wordt bijvoorbeeld beschreven in RFC 1945.

Toepassingsprotocollen: SMTP en e-mail

Een andere veelgebruikte internetdienst is e-mail. Het maakt gebruik van een applicatielaagprotocol dat het Simple Mail Transfer Protocol of SMTP wordt genoemd. Dit is ook een tekstprotocol, maar in tegenstelling tot HTTP is SMTP verbindingsgericht. Daarnaast is het ook complexer dan HTTP. Er zijn meer commando's en aspecten in SMTP dan in

Bij het openen van de e-mailclient om te lezene-mailberichten gaan meestal als volgt:

1. De e-mailclient (Lotus Notes, Microsoft Outlook, enz.) opent een verbinding met de standaard mailserver, waarvan het IP-adres of de domeinnaam gewoonlijk wordt geconfigureerd tijdens de installatie.
2. De mailserver stuurt altijd het eerste bericht om zichzelf te identificeren.
3. Client verzendt een SMTP HELO-commando, waarop het een 250 OK-antwoord ontvangt.
4. Afhankelijk van het feit of de client e-mail controleert of verzendt, enz., worden de juiste SMTP-commando's naar de server gestuurd zodat deze dienovereenkomstig kan reageren.

Deze aanvraag/antwoord-transactie gaat door totdat de klant een QUIT-commando verzendt. De server neemt dan afscheid en de verbinding wordt verbroken.

Transmission Control Protocol

Onder de applicatielaag in de protocolstack bevindt zich de TCP-laag. Wanneer programma's een verbinding met een andere computer openen, worden de berichten die ze verzenden via de stapel naar de TCP-laag doorgegeven. De laatste is verantwoordelijk voor het routeren van toepassingsprotocollen naar de juiste software op de doelcomputer. Hiervoor worden poortnummers gebruikt. Poorten kunnen worden gezien als afzonderlijke kanalen op elke computer. Terwijl u bijvoorbeeld e-mail leest, kunt u tegelijkertijd op internet surfen. Dit komt doordat de browser en de mailclient verschillende poortnummers gebruiken. Wanneer een pakket bij een computer aankomt en zijn weg omhoog vindt in de protocolstack, bepa alt de TCP-laag op welk programma het pakket wordt ontvangen.poortnummer.

De poortnummers voor enkele van de meest gebruikte internetdiensten worden hieronder vermeld:

• FTP – 20/21.
• Telnet – 23.
• SMTP – 25.
• HTTP – 80.

Transportprotocol

TCP werkt als volgt:

• Wanneer de TCP-laag protocolgegevens van de applicatielaag ontvangt, verdeelt het deze in hanteerbare "chunks" en voegt vervolgens een header toe aan elk van hen met informatie over het poortnummer waarnaar de gegevens moeten worden verzonden.
• Wanneer de TCP-laag een pakket ontvangt van een lagere IP-laag, worden de headergegevens uit het pakket verwijderd. Indien nodig kunnen ze worden hersteld. De gegevens worden vervolgens op basis van het poortnummer naar de gewenste applicatie gestuurd.

Zo gaan berichten door de protocolstack naar het juiste adres.

TCP is geen op tekst gebaseerd protocol. Het is een verbindingsgerichte, betrouwbare byte-overdrachtsservice. Verbindingsgericht betekent dat twee toepassingen die TCP gebruiken een verbinding tot stand moeten brengen voordat gegevens worden uitgewisseld. Het transportprotocol is betrouwbaar omdat voor elk ontvangen pakket een ontvangstbevestiging naar de afzender wordt gestuurd om de levering te bevestigen. De TCP-header bevat ook een controlesom om te controleren op fouten in de ontvangen gegevens.

Er is geen ruimte voor een IP-adres in de kop van het transportprotocol. Dit komt door het feit dat het zijn taak is om betrouwbare ontvangst van applicatielaaggegevens te bieden. De taak van het overbrengen van gegevens tussen computers wordt uitgevoerd door IP.

Internetprotocol

BIn tegenstelling tot TCP is IP een onbetrouwbaar, verbindingsloos protocol. IP maakt het niet uit of het pakket zijn bestemming bereikt of niet. IP is ook niet op de hoogte van verbindingen en poortnummers. De IP-taak is om gegevens naar andere computers te verzenden. Pakketten zijn onafhankelijke entiteiten en kunnen niet in orde zijn of hun bestemming helemaal niet bereiken. De taak van TCP is ervoor te zorgen dat de gegevens correct worden ontvangen en gelokaliseerd. Het enige dat IP gemeen heeft met TCP is hoe het gegevens ontvangt en zijn eigen IP-headerinformatie toevoegt aan TCP-gegevens.

Applicatielaaggegevens worden gesegmenteerd op de transportprotocollaag en toegevoegd met een TCP-header. Vervolgens wordt het pakket op IP-niveau gevormd, wordt er een IP-header aan toegevoegd en vervolgens wordt het via het wereldwijde netwerk verzonden.

Hoe internet werkt: boeken

Voor beginnende gebruikers is er uitgebreide literatuur beschikbaar over dit onderwerp. De serie "Voor Dummies" is populair bij lezers. Hoe internet werkt, kunt u leren uit de boeken "Internet" en "Gebruikers en internet". Ze helpen je snel een provider te kiezen, verbinding te maken met het netwerk, je te leren hoe je een browser moet gebruiken, enz. Voor beginners zijn boeken handige gidsen voor het wereldwijde netwerk.

Conclusie

Nu moet het duidelijk zijn hoe internet werkt. Maar hoe lang blijft dat zo? De eerder gebruikte versie 4 van IP, die slechts 2³² adressen toestond, is vervangen door IPv6 met 2^{128 adressen die theoretisch mogelijk zijn. Het internet heeft een lange weg afgelegd sinds het is ontstaan als onderzoeksproject van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Niemand weet wat hij zal worden. Eén ding is zeker: internet verbindt de wereld als geen ander mechanisme. Het informatietijdperk is in volle gang en het is een groot genoegen om er getuige van te zijn.}