Jak działa Internet – protokoły TCP/IP, DNS i połączenia modemowe

Jak działa Internet.

Wiedza ta może nie być potrzebna nawet tym, którzy używają go już przez całe miesiące. Jednak w sytuacji, gdy dopiero nawiązywane jest połączenie z Internetem, albo występują pewne problemy techniczne, trochę teorii i wskazówek co do jej praktycznego zastosowania może się przydać. Uważam, że bez tych informacji moja praca byłaby niepełna. Wiadomości te postaram się przedstawić jak najprostszym językiem, jednak nie uniknę kilku technicznych sformułowań.

Protokół TCP/IP.

Internet jest siecią komputerową. Każdy komputer połączony z Internetem musi umieć porozumieć się z innymi, musi znaleźć z nimi wspólny język. Taki wspólnym językiem jest protokoł sieciowy (network protocol). W Internecie takim protokołem jest TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol.

Protokół ten określa, jak dane dzielone są na małe części, nazywane pakietami i wysyłane przez sieć. W sieci nie są przesyłane całe pliki, każdy plik dzielony jest właśnie na owe małe części – pakiety – i dopiero tak przesyłany. Dzięki temu, jeśli nastąpi jakiś błąd w transmisji, to przesyłany jest powtórnie tylko ten jeden uszkodzony pakiet, a nie cały plik od nowa.⁹

Każdy komputer, który ma być połączony z Internetem, musi rozumieć TCP/IP. Musi posiadać również numer IP, dzięki któremu jest rozpoznawany przez inne komputery w sieci. Numer IP to jak numer telefonu – trzeba go znać, by się dodzwonić do znajomego. Każdy komputer ma inny numer IP, podobnie jak każdy telefon. I tak jak numery telefonów, numery IP trudno jest zapamiętać.¹⁰

Numer IP ma postać xxx.yyy.vvv.zzz, składa się z czterech liczb, każda z  zakresu od 1 do 255, na przykład 149.156.24.10. Numery IP są przydzielane zarówno serwerom internetowym, komputerom użytkowników, jak i innym urządzeniom, takim jak routery sieciowe.¹¹ Adres IP odzwierciedla strukturę sieci: kolejne jego fragmenty odpowiadają coraz mniejszym podsieciom obejmującym wskazany komputer. I tak, pierwszy bajt adresu równy 149 jest jedną z kilku wartości, które przydzielone zostały Polsce (a dokładniej – sieci szkieletowej NASK-u; istnieją w Polsce także inne sieci szkieletowe, np. TP S.A.). Sekwencja 149.156 wskazuje już jednoznacznie na MAN (sieć miejską) w Krakowie. 24 to jeden z numerów podsieci przypisanych konkretnej instytucji podłączonej do tej sieci – krakowskiej WSP, a 10 jest już bezpośrednio numerem komputera w obrębie jednej z tych podsieci.

DNS.

Na szczęście dzięki DNS, Domain Name System, numery IP mają swoje opisowe odpowiedniki, na przykład zamiast wpisywać 207.68.156.61 wystarczy www.microsoft.com, co już trochę łatwiej zapamiętać. DNS nie służy jednak tylko do zamiany numerów IP na opisowe adresy, jego głównym zadaniem jest umożliwienie znalezienia komputera posiadającego podawany adres, pośród milionów innych na całym świecie.

Jest to możliwe dzięki konstrukcji DNS, dzięki hierarchicznemu systemowi domen. DNS nie jest w całości przechowywany na każdym serwerze internetowym, ale składa się z tysięcy mniejszych katalogów zawierających tylko część informacji. Aby znaleźć komputer posiadający pewną nazwę trzeba wpierw znaleźć ten fragment DNS, w którym jest wpisany.¹²

Na przykład adres winter.it.com.pl mówi, że jest to komputer znajdujący się w polskiej domenie (.pl) , a w niej w domenie komercyjnej (.com), dalej – w domenie Internet Technologies (.it) i nazwany winter. Podobnie analizuje sytuację szukający połączenia z innym komputerem przez DNS. Najpierw zagląda do części DNS gdzie pamiętana jest domena .pl, później tam gdzie .com.pl w tej domenie, stamtąd trafia do domeny it.com.pl, gdzie dowiaduje się, jak połączyć się z adresem winter.it.com.pl.

Gdy do jakiegoś z fragmentów DNS nie można się dostać, z powodu awarii komputera lub łącza do niego, nawiązywana jest łączność z rezerwowym zapisem DNS. Istnieje zwyczaj umieszczania informacji o każdym adresie w dwóch miejscach. To drugie miejsce określane jest jako „secondary name server”.

Jeśli komputer, a ściślej oprogramowanie internetowe na nim działające, nie potrafi znaleźć wpisanego adresu, pojawia się charakterystyczny komunikat: „the server have no DNS entry”, serwer nie posiada wpisu w DNS.

Przed rozpoczęciem tych poszukiwań komputer musi wiedzieć, jak dostać się do opisu struktury hierarchicznych domen zawartego w DNS. Odbywa się to za pośrednictwem serwera DNS, który zostaje wpisany do konfiguracji połączenia internetowego. Jest to z reguły najbliższy serwer DNS od miejsca połączenia – serwer dostawcy usług internetowych lub serwer firmy czy instytucji, dzięki której dany użytkownik ma dostęp do Internetu.¹³

PPP i dynamiczne numery IP.

Do połączenia z Internetem przez modem oprócz TCP/IP potrzebny jest także inny protokoł – PPP, Point-to-Point Protocol. Protokoł ten pobiera pakiety IP, dodaje do nich własne informacje i wysyła przez linię telefoniczną. Komputer po drugiej stronie otrzymuje takie przesyłki, rozpakowuje je i wysyła dalej, z powrotem jako pakiety IP. Protokoł PPP bierze udział w odnajdowaniu najbliższego serwera DNS i przydziela dynamicznie numery IP.

Gdy użytkownik Internetu korzysta z dostępu przez modem u dostawcy usług internetowych, może mieć przydzielony na stale numer IP, ale najczęściej jest tak, że numer IP otrzymuje tylko na czas połączenia. To właśnie dynamicznie przydzielany numer IP. Gdy rozłącza się, to numer może być przydzielony komuś innemu. W ten sposób w ciągu dnia ta sama osoba łącząca się z Internetem kilkakrotnie może mieć różne numery IP, a ten sam numer IP może zostać przydzielony zupełnie różnym osobom. Bardzo to utrudnia pracę ludzi z zespołów przygotowujących serwisy internetowe, którzy starają się dowiedzieć, ile osób, kiedy i w jaki sposób czyta ich serwisy.

Dawniej do połączeń przez modem używano również SLIP, Serial Line Interface Protocol, ale dziś PPP okazał się lepszy i jest zdecydowanie częściej używany. Protokoł PPP jest używany między innymi przez połączenie internetowe Telekomunikacji Polskiej.

Inne protokoły używane w Internecie.

Po nawiązaniu połączenia komputer staje się częścią Internetu. Może porozumiewać się z innymi komputerami, wysyłać do nich informacje i otrzymywać je. Podstawą porozumienia jest TCP/IP, ale każda z usług internetowych posiada także własny protokół.

World Wide Web na przykład używa protokołu HTTP, HyperText Transfer Protocol. Wysyłane są przy jego pomocy informacje, jaki plik i na jaki adres ma być przesłany. Plik ten jest dzielony na pakiety IP wędruje przez Internet do komputera o podanym adresie. Tam plik jest interpretowany przez przeglądarkę.

Innego protokołu używa się przy przegrywaniu plików – wykorzystywany jest FTP (File Transfer Protocol).

Internet jest tym nośnikiem informacji, do którego należy przyszłość. Liczba użytkowników korzystających z sieci corocznie zwiększa się sięgając kilkudziesięciu milionów. Stanowi on zatem doskonałe narzędzie dla reklamy, promocji, kształtowania opinii, składania ofert.¹⁴

Oprócz powyższego warto również wskazać na słabe punkty reklamowej działalności internetowej, a mianowicie na brak możliwości dokonywania selekcji adresatów reklam, duża możliwość ignorowania reklam przez użytkownika sieci, rozproszenie miejsc przekazu reklamy i jej odbiorców i związane z tym koszty, przeciążenie połączeń, długi czas oczekiwania i stosunkowo wysokie opłaty za dostęp do sieci.¹⁵