Как работает интернет

Вы когда-нибудь задумывались, как ваш лайк в TikTok долетает до сервера на другом конце планеты? Или почему видео в YouTube грузится быстрее, чем страница с новостями? Интернет кажется магией, но на самом деле это сложная, но понятная система, где миллиарды устройств общаются по чётким правилам. В этой статье будет рассказано, как работает интернет: от базовых понятий до того, как данные путешествуют по проводам и Wi-Fi.

Облачные серверы от ₸2075 / месIntel Xeon Gold 6254 3.1 GHz CPU, SLA 99,9%Попробовать

Это не просто для гиков — понимание сетей поможет тебе настроить роутер, защитить данные или даже впечатлить друзей.

Что такое компьютерная сеть?

Типы сетей

• Локальная сеть (LAN)
  • Это сеть в пределах одного места: дома, офиса или кафе. Твой роутер создаёт LAN, соединяя телефон, ноутбук и телевизор. Обычно использует Wi-Fi или Ethernet-кабели.
• Глобальная сеть (WAN)
  • Это сети покрупнее, связывающие города и страны. Интернет — самая большая WAN в мире, объединяющая миллиарды устройств через магистральные кабели и спутники.

Как устройства находят друг друга?

• IP-адрес
  • Это как почтовый адрес. Например: 192.168.1.1 (IPv4) или 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334 (IPv6). IPv4 — старый формат, его адресов уже не хватает, поэтому мир переходит на IPv6.
• MAC-адрес
  • Это как серийный номер устройства, "зашитый" в его сетевую карту. Пример: 00:1A:2B:3C:4D:5E. Используется в локальных сетях для точной доставки данных.

1. Адрес отправителя и получателя (IP-адреса и порты).
2. Порядковый номер, чтобы собрать данные в правильном порядке.
3. Контрольную сумму (CRC), чтобы проверить, не испортилось ли письмо в пути.

Протоколы: правила общения

TCP/IP: основа интернета

• TCP (Transmission Control Protocol)
  • Надёжный, как курьер с гарантией доставки. Проверяет, дошли ли все пакеты, и если что-то потерялось, запрашивает повторно. Используется для веб-страниц, email и загрузки файлов.
• UDP (User Datagram Protocol)
  • Быстрый, но без гарантий. Как отправка открытки: дошла — хорошо, нет — ну и ладно. Подходит для стриминга (YouTube, Zoom) и онлайн-игр, где важна скорость.
• IP (Internet Protocol)
  • Отвечает за маршрутизацию: определяет, каким путём пакеты дойдут до цели.

HTTP и HTTPS

• HTTP (HyperText Transfer Protocol)
  • Используется для передачи веб-страниц. Когда ты вводишь http://example.com, браузер запрашивает данные с сервера. Проблема: данные идут в открытом виде.
• HTTPS (HTTP Secure)
  • То же, но с шифрованием через SSL/TLS. Это как письмо в бронированном конверте. Всегда проверяй замок в адресной строке — это значит, сайт безопасный.

Другие важные протоколы

• DNS (Domain Name System)
  • Превращает домены (например, google.com) в IP-адреса. Это как телефонная книга интернета.
• FTP (File Transfer Protocol)
  • Для передачи файлов между устройствами. Например, загрузка обновлений на сервер.
• SMTP/POP3/IMAP
  • SMTP отправляет email, а POP3 и IMAP получают. IMAP лучше, так как синхронизирует письма между устройствами.

Как данные путешествуют по сети?

Маршрутизация

1. Ты вводишь youtube.com в браузере.
2. Твой роутер отправляет запрос в сеть интернет-провайдера (ISP).
3. ISP передаёт запрос через магистральные каналы (огромные кабели под океаном или спутники).
4. Роутеры по пути используют таблицы маршрутизации, чтобы выбрать лучший маршрут. Это как GPS для пакетов.
5. Запрос доходит до сервера YouTube, который отправляет ответ обратно тем же путём.

1. Ты вводишь google.com.
2. Браузер запрашивает IP-адрес через DNS (например, 142.250.185.174).
3. Отправляется HTTP-запрос на этот IP.
4. Сервер Google отвечает HTML, CSS, JavaScript и картинками.
5. Браузер собирает пакеты и показывает страницу.

DNS: телефонная книга интернета

Как работает DNS?

1. Ты вводишь youtube.com.
2. Твой компьютер проверяет локальный кэш DNS. Если адреса нет, запрос идёт к DNS-серверу провайдера.
3. Если провайдер не знает, запрос отправляется к корневым DNS-серверам (их всего 13 в мире, и они знают, где искать).
4. Корневой сервер направляет запрос к серверам домена .com.
5. Сервер .com указывает на сервер YouTube, который возвращает IP-адрес.

Безопасность в сетях

Основные угрозы:

• Сниффинг
  • Перехват незашифрованных данных в открытых сетях (например, в кафе с Wi-Fi). Хакер может увидеть твои пароли.
• DDoS-атаки
  • Массовая отправка запросов, чтобы "положить" сервер. Часто используется для атак на сайты.
• Фишинг
  • Поддельные сайты, которые крадут твои данные. Например, g00gle.com вместо google.com.

Как защититься?

• HTTPS:
  • Всегда проверяй замок в адресной строке. Это значит, данные зашифрованы.
• VPN:
  • Создаёт безопасный туннель для твоего трафика. Примеры: ProtonVPN, WireGuard.
• Фаерволы:
  • Блокируют подозрительные подключения. На Windows это встроенный Defender, на Linux — ufw.
• Обновления:
  • Устанавливай патчи для ОС и приложений — они закрывают уязвимости.
• Сложные пароли:
  • Используй менеджеры паролей (например, Bitwarden) для надёжных комбинаций.

Будущее сетей

• 5G и 6G
  • Скорость до 10 Гбит/с и задержка менее 1 мс. Это значит мгновенные загрузки и идеальный VR.
• Квантовый интернет
  • Передача данных через квантовую запутанность. Пока это лабораторные эксперименты, но будущее уже близко.
• Спутниковый интернет
  • Проекты вроде Starlink от Илона Маска дают интернет в самых удалённых уголках. Скорость:
    • 50–150 Мбит/с, и это только начало.

Как применить знания на практике?

Понимание сетей — это не только теория. Вот несколько способов использовать знания:

• Диагностика проблем:
  • Если Wi-Fi тормозит, попробуй ping или tracert (Windows) / traceroute (Linux/macOS), чтобы найти узкое место.
•  Настройка роутера:
  • Открой порты для игр или настрой DNS для блокировки рекламы.
•  Анализ трафика:
  • Установи Wireshark и посмотри, какие пакеты летают в твоей сети.