互联网是如何工作的?

本文讨论了互联网是什么以及它是如何工作的。

先决条件 无,但我们建议您先阅读关于设置项目目标的文章
目标 您将学习 Web 技术基础设施的基础知识以及互联网和 Web 之间的区别。

摘要

互联网是 Web 的支柱,是使 Web 成为可能的技术基础设施。从最基本的层面上讲,互联网是一个大型的计算机网络,它们彼此通信。

互联网的历史有些模糊。它始于 20 世纪 60 年代,当时它是一个由美国军队资助的研究项目,然后在 20 世纪 80 年代在许多公立大学和私营公司的支持下发展成为一个公共基础设施。支持互联网的各种技术随着时间的推移而发展,但其工作方式并没有发生太大变化:互联网是一种将计算机连接在一起并确保无论发生什么,它们都能找到保持连接的方法。

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简单的网络

当两台计算机需要通信时,您必须将它们连接起来,可以通过物理连接(通常使用以太网线)或无线连接(例如使用Wi-Fi蓝牙系统)。所有现代计算机都可以维持任何一种连接。

注意:在本篇文章的其余部分,我们将仅讨论物理电缆,但无线网络的工作原理相同。

Two computers linked together

这样的网络不限于两台计算机。您可以根据需要连接任意数量的计算机。但这很快就会变得复杂。如果您尝试连接例如 10 台计算机,则需要 45 条电缆,每台计算机 9 个插头!

Ten computers all together

为了解决这个问题,网络上的每台计算机都连接到一个称为路由器的特殊小型计算机。这个路由器只有一个任务:就像火车站的信号员一样,它确保从给定计算机发送的消息到达正确的目标计算机。要向计算机 B 发送消息,计算机 A 必须将消息发送到路由器,然后路由器将消息转发到计算机 B,并确保消息不会发送到计算机 C。

在系统中添加路由器后,我们的 10 台计算机网络只需要 10 条电缆:每台计算机一个插头和一个带有 10 个插头的路由器。

Ten computers with a router

网络的网络

到目前为止一切都很好。但是如何连接数百台、数千台、数十亿台计算机呢?当然,单个路由器无法扩展到如此规模,但是,如果您仔细阅读,我们会说路由器与任何其他计算机一样,那么是什么阻止我们将两个路由器连接在一起呢?没什么,所以让我们这样做。

Two routers linked together

通过将计算机连接到路由器,然后将路由器连接到路由器,我们可以无限扩展。

Routers linked to routers

这样的网络非常接近我们所说的互联网,但我们缺少了一些东西。我们出于自身目的构建了该网络。还有其他网络存在:您的朋友、您的邻居,任何人都可以拥有自己的计算机网络。但是,在您的房屋与世界其他地方之间架设电缆实际上是不可能的,那么您如何处理这种情况呢?好吧,您的房屋已经连接了电缆,例如电力和电话。电话基础设施已经将您的房屋与世界上任何地方连接起来,因此它是我们需要的完美线路。要将我们的网络连接到电话基础设施,我们需要一个称为调制解调器的特殊设备。这个调制解调器将我们网络中的信息转换为电话基础设施可以管理的信息,反之亦然。

A router linked to a modem

因此,我们连接到了电话基础设施。下一步是将来自我们网络的消息发送到我们想要到达的网络。为此,我们将我们的网络连接到互联网服务提供商 (ISP)。ISP 是一家管理一些特殊路由器的公司,这些路由器全部连接在一起,并且还可以访问其他 ISP 的路由器。因此,来自我们网络的消息通过 ISP 网络的网络传输到目标网络。互联网由所有这些网络基础设施组成。

Full Internet stack

查找计算机

如果您想向计算机发送消息,则必须指定哪台计算机。因此,连接到网络的任何计算机都有一个唯一的地址来标识它,称为“IP 地址”(其中 IP 代表互联网协议)。它是一个由一系列用点分隔的四个数字组成的地址,例如:192.0.2.172

这对计算机来说非常完美,但我们人类很难记住这种地址。为了简化操作,我们可以使用人类可读的名称(称为域名)为 IP 地址创建别名。例如(在撰写本文时;IP 地址可能会更改)google.com是在 IP 地址142.250.190.78之上使用的域名。因此,使用域名是我们通过互联网访问计算机的最简单方法。

Show how a domain name can alias an IP address

互联网和 Web

您可能会注意到,当我们使用 Web 浏览器浏览 Web 时,我们通常使用域名访问网站。这是否意味着互联网和 Web 是同一件事?事情并非如此简单。正如我们所看到的,互联网是一种技术基础设施,它允许数十亿台计算机相互连接。在这些计算机中,某些计算机(称为Web 服务器)可以发送 Web 浏览器可以理解的消息。互联网是一种基础设施,而Web是在该基础设施之上构建的服务。值得注意的是,在互联网之上还构建了许多其他服务,例如电子邮件和IRC

内联网和外联网

内联网是私有网络,仅限于特定组织的成员访问。它们通常用于为成员提供一个门户,以便安全地访问共享资源、协作和通信。例如,组织的内联网可能会托管网页以共享部门或团队信息、共享驱动器以管理关键文档和文件、门户以执行业务管理任务以及协作工具(如 Wiki、讨论区和消息系统)。

外联网与内联网非常相似,只是它们会打开所有或部分私有网络以允许与其他组织共享和协作。它们通常用于安全地与与企业密切合作的客户和利益相关者共享信息。通常,它们的功能类似于内联网提供的功能:信息和文件共享、协作工具、讨论区等。

内联网和外联网都运行在与互联网相同类型的基础设施上,并使用相同的协议。因此,授权成员可以从不同的物理位置访问它们。

Graphical Representation of how Extranet and Intranet work

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