Описание перемещения данных по сети
Сеть существует при наличии двух или более устройств, совместно использующих данные. Как вы видели на предыдущем уроке, сеть состоит из множества различных физических частей, которые работают вместе, чтобы гарантировать, что ваши данные поступят туда, где они необходимы. Передача данных по сети обеспечивается за счет набора протоколов связи, который часто называют TCP/IP. Название основано на сочетании двух основных протоколов: протокола TCP, который обрабатывает подключение между двумя устройствами, и протоколом IP, отвечающим за маршрутизацию информации по сети.
Каждая сеть на планете передает данные каждую секунду в течение дня. Эти данные могут быть любого формата и любого размера — от простого сообщения до изображений и даже фильмов, которые передаются в потоковом режиме вам домой.
Датаграмма или пакет
Сети предназначены для того, чтобы упростить обмен данными между устройствами или системами. Независимо от размера данных все они должны быть разбиты на крошечные однородные фрагменты. Эти фрагменты называются датаграммами, но также чаще называются пакетами.
Предположим, вам требуется потоковая передача фильма на устройство. Учитывая огромные размеры данных, сервер потоковой передачи не может передать весь фильм за один раз. Вместо этого фильм разбивается на миллиарды пакетов. Каждый пакет содержит маленькую часть фильма, которая затем отправляется на устройство. Прежде чем вы сможете начать просмотр фильма, устройство должно дождаться получения достаточного количества пакетов. В фоновом режиме сервер продолжит отправку стабильного потока пакетов на устройство, которые содержат то, что будет отображаться дальше. Если скорость сети замедляется, пакеты могут не быть доставлены до вас вовремя. Отображаемое изображение может искажаться, а в звуке могут появиться пропуски.
IP-адреса
Если вы хотите отправить письмо другу, вы сначала напишете письмо, а затем поместите его в конверт. Далее вы запишете адрес друга на конверте. Почтовая служба заберет письмо и через различные сортировочные станции в конечном итоге доставит его.
Сети работают аналогичным образом. Сообщение содержится в пакете (конверте). Затем адреса отправителя и получателя добавляются к пакету.
Основной функцией протокола IP является обеспечение уникального определения каждого устройства в сети. Прежде чем пакет можно будет отправить по сети, ему необходимо сообщить IP-адрес, куда он направляется, и IP-адрес, откуда он поступил.
В настоящее время существует два стандарта IP-адреса — IPv4 и IPv6. Подробные сведения выходят за рамки этого модуля, но наиболее распространенный тип IP-адреса и тот, с которым вы можете ознакомиться, — это IPv4. Он состоит из четырех групп цифр, разделенных точкой, например: 127.100.0.1.
DNS
Так же, как каждое устройство в сети требует уникального IP-адреса, у каждого общедоступного веб-сайта есть собственный IP-адрес. Вы можете использовать IP-адрес для посещения любимого интернет-магазина, банка или службы потокового видео. Но, учитывая такое большое количество доступных веб-сайтов, его трудно запомнить. Вместо этого достаточно ввести имя службы, которую вы ищете в браузере, и перейти на нужный веб-сайт. Все это благодаря службе доменных имен или DNS.
DNS содержит таблицу с именем веб-сайта, например microsoft.com. Это имя сопоставляется с соответствующим IP-адресом. Браузер использует его для поиска самого веб-сайта — примерно так же, как телефонная книга используется для поиска номера телефона.
Каждый раз, когда устройство подключается к Интернету, оно использует локальный DNS-сервер для поиска имени искомого веб-сайта. Если DNS не удается найти сайт, она проверяет другие DNS-серверы. Если сайт не найден или время ожидания запроса, вы получите сообщение об ошибке, например "DNS-сервер не отвечает".
Маршрутизация
После добавления IP-адресов в пакет он готов к передаче по сети. Если IP-адрес существует в сети, пакет отправляется непосредственно на устройство. Однако если IP-адрес находится за пределами сети, он должен пройти через маршрутизатор. Маршрутизатор — это физическое устройство, соединяющее одну сеть с другой.
Используя нашу аналогию с письмом, если ваш друг находился всего в нескольких улицах от вас, вы можете решить доставить сообщение вручную. Ваш друг находится в вашей локальной сети.
Тем не менее, если ваш друг находится в другом городе или стране или регионе, вам нужно опубликовать письмо и позволить почтовой службе доставить его. В этом случае почтовая служба является маршрутизатором. Он принимает сообщение из сети, а затем находит оптимальный маршрут, чтобы доставить сообщение в сеть друга.
Видеоролик
В этом коротком двухминутном видео вы узнаете, как ежедневные действия образуют сети — от общения с друзьями по телефону и заканчивая обменом электронными письмами. Затем вы узнаете, как сообщения разбиваются на пакеты, которые можно отправлять по сети. Наконец, вы увидите, как каждый пакет сообщения направляется через Интернет своему получателю.