互联网是如何运作的?(看完这篇文章了解七个步骤)

qinzhiqiang 07-08 10:23 253次浏览

互联网是如何运作的?(看完这篇文章了解七个步骤)

五十年前,高级研究计划局网络(ARPANET)投入使用,这是一个分组交换网络,并且是第一个实施TCP / IP协议的网络,该协议已成为Internet的技术支柱。

互联网是如何运作的:通过阅读这篇文章了解七个步骤

西雅图华盛顿大学以人为中心的数据科学实验室主任塞西莉亚·阿拉贡博士(Cecilia Aragon博士)说明了这些步骤,该实验室是美国排名最高的计算机科学计划之一。

她说:“一个很好的类比,就像是一个电话网络,而不是语音数据。从服务器下载文章时,获得的每条信息都会由另一端的人来产生。它被分解成小包并通过电线发送,并在正在阅读它的人的计算机上可见。”

阿拉贡说,逐步做一些基本的事情,就像在互联网上阅读文章一样,实际上并不是那么简单。

一切都从一台计算机开始,这是一种已经设计为获取零和一的比特并将其转换为屏幕上的像素的设备,以便人类可以理解信息。从那里开始,一旦该计算机启动操作系统,无论是Windows,MacOS,Linux还是其他操作系统,浏览器都将在该操作系统之上运行。

从Safari到谷歌 Chrome浏览器,还有多种选择,它是一种特殊程序,旨在收集数据包并与其他计算机建立连接以获取信息。

“浏览器在您与其他人,世界其他地方的其他服务器之间建立了连接,” Aragon说。

互联网如何运作

互联网是如何运作的:通过阅读这篇文章了解七个步骤

大家将此称为“第一步”。首先,您的浏览器会通过可以连接到互联网的Internet服务提供商(ISP)发送一个请求,以阅读您所需要的文章。该消息包括您的浏览器向计算机发送一个请求,并使用计算机的Internet协议(IP)地址向服务器发送请求,其中包含来自Popular Mechanics网站的所有信息,基本上是说:“我很感兴趣,请向我发送这些数据包。”

您可能已经知道要从中获取信息的Internet站点的域名服务器(DNS),但是计算机想的更多的是黑和白。这就是第二步的作用,因为您的浏览器将DNS转换为Popular Mechanics网站服务器的IP地址。然后,在第三步(浏览器请求与Popular Mechanics服务器建立传输控制协议(TCP)连接)的地方,发生了发送消息的权限。快速的第四步操作允许服务器通过说“确定,大家可以一起发送”(称为200 OK消息)或“对不起,大家不再拥有这些位”来响应请求,通常表示为一个404文献未找到。

随着对话的开始和请求的接受,真正有趣的第5 步开始起作用,建立了一个超文本传输??协议(HTTP),该协议将创建信息包的级别(相比之下,FTP服务器使用文件传输协议,这是另一种流行的协议协议,指示服务器用作Internet一部分的框架。每个数据包都包含一个信息标题,这些信息标头告诉服务器和浏览器该数据包需要到达的位置及其用途。

“它变得非常复杂,非常迅速,”阿拉贡说。“您可以将数据包视为存储为一系列高低压信号的信息,本质上是二进制的,因为所有信息都可以二进制形式表示。”

然后是真正有趣的部分,STEP SIX,因为信息包必须通过该TCP协议传输。这些TCP数据包(实际上是放在复杂信封的数字版本中的比特集合)以低压和高压数据的形式通过电线,电缆或WiFi传输。数据包使用IP地址,使它们知道要去哪里,通过电缆,光纤电缆,电话线和WiFi在路由器之间移动,直到它们穿过为止,但是需要许多路由器才能到达您的实际位置,并且始终在光速,通常横越世界。

有时,数据包会在途中遇到严重拥挤的区域,导致速度变慢,并且必须改变航向,有时,它们会找到返回您的直接路线。

每个路由器仅知道它需要知道的内容。第一路由器可能不知道信息包的最终目的地,但是它知道部分方式。后续路由器知道它需要去的下一个地方,依此类推,直到数据包返回给您。

一旦请求的数据包到达,STEP SEVEN就会启动,从而允许浏览器将所有这些单词和图像从数据包中转换回人类可读的文章。

“有些可能会丢失并再次发送,但会反复经过多个路由器,直到它回到您的ISP,然后您的ISP才通过WIFi将数据包发送回路由器,再发送到计算机上的端口,然后再通过正在监听这些数据包的浏览器将获取数据并以您可以理解的形式显示它们。” Aragon说。“这简直太过简单了。”

互联网的不确定未来

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互联网的未来并不一定都是好消息。

所有那些互联网电缆和无线电频率?可以限制它们,以便信息可以以不同的速度移动,因此可以进行整个网络中立性讨论。服务器还可以控制它们对数据包请求的响应速度,有时网站也会关闭,因为物理上限制了服务器一次可以发送多少个高低压信号。也许一台服务器可以一次处理数百万个连接请求,但不能处理数十亿个。

鉴于物理线路和无线电频率及其带宽限制,阿拉贡说,大家现在已经开始遇到一些物理限制。由于80亿个网络连接设备,甚至IP地址(可能占40亿地址范围)的地址也遇到了问题。

即使已经50岁,与即将到来的互联网相比,互联网肯定看起来还很年轻。

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