قبل أن نغطي ماهية الإنترنت ، يجب أن نحدد ما هي "الشبكة". الشبكة عبارة عن مجموعة من أجهزة الكمبيوتر المتصلة القادرة على إرسال البيانات إلى بعضها البعض. تشبه شبكة الكمبيوتر إلى حد كبير الدائرة الاجتماعية ، وهي عبارة عن مجموعة من الأشخاص يعرفون بعضهم البعض ويتبادلون المعلومات بانتظام وينسقون الأنشطة معًا.
الإنترنت عبارة عن مجموعة واسعة ومترامية الأطراف من الشبكات التي تتصل ببعضها البعض. في الواقع ، يمكن القول أن كلمة "إنترنت" تأتي من هذا المفهوم: الشبكات المترابطة.
نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر تتصل ببعضها البعض داخل الشبكات وتتصل هذه الشبكات أيضًا ببعضها البعض ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد التحدث إلى كمبيوتر آخر في شبكة بعيدة بفضل الإنترنت. هذا يجعل من الممكن تبادل المعلومات بسرعة بين أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم.
تتصل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض وبإنترنت عبر الأسلاك والكابلات وموجات الراديو وأنواع أخرى من البنية التحتية للشبكات. يتم ترجمة جميع البيانات المرسلة عبر الإنترنت إلى نبضات من الضوء أو الكهرباء ، وتسمى أيضًا "بت" ، ثم يتم تفسيرها بواسطة الكمبيوتر المستقبل. تقوم الأسلاك والكابلات وموجات الراديو بتوصيل هذه البتات بسرعة الضوء. كلما زاد عدد البتات التي يمكنها تمرير هذه الأسلاك والكابلات في وقت واحد ، زادت سرعة عمل الإنترنت.
ما هي الشبكات الموزعة ، ولماذا هذا المفهوم مهم للإنترنت؟
لا يوجد مركز تحكم للإنترنت. بدلاً من ذلك ، فهو نظام شبكات موزع ، مما يعني أنه لا يعتمد على أي جهاز فردي. يمكن أن يكون أي جهاز كمبيوتر أو جهاز يمكنه إرسال واستقبال البيانات بالطريقة الصحيحة (على سبيل المثال باستخدام بروتوكولات الشبكات الصحيحة) جزءًا من الإنترنت.
الطبيعة الموزعة للإنترنت تجعلها مرنة. تتصل أجهزة الكمبيوتر والخوادم وأجزاء أخرى من أجهزة الشبكات بالإنترنت وتفصلها طوال الوقت دون التأثير على كيفية عمل الإنترنت - على عكس الكمبيوتر ، الذي قد لا يعمل على الإطلاق إذا كان يفتقد أحد المكونات. ينطبق هذا حتى على نطاق واسع: إذا تعطل الخادم أو مركز البيانات بأكمله أو منطقة كاملة من مراكز البيانات ، فلا يزال بإمكان بقية الإنترنت العمل (إذا كان ذلك أبطأ).
كيف يعمل الإنترنت؟
هناك نوعان من المفاهيم الأساسية التي تعتبر أساسية لطريقة عمل الإنترنت: الحزم والبروتوكولات.
الحزم
في الشبكات ، تعتبر الحزمة جزءًا صغيرًا من رسالة أكبر. تحتوي كل حزمة على بيانات ومعلومات حول تلك البيانات. تُعرف المعلومات المتعلقة بمحتويات الحزمة باسم "الرأس" ، وهي تظهر في مقدمة الحزمة حتى يعرف الجهاز المستلم ما يجب فعله بالحزمة. لفهم الغرض من ترويسة الحزمة ، فكر في كيفية تقديم بعض المنتجات الاستهلاكية مع تعليمات التجميع.
عندما يتم إرسال البيانات عبر الإنترنت ، يتم تقسيمها أولاً إلى حزم أصغر ، والتي تُترجم بعد ذلك إلى وحدات بت. يتم توجيه الحزم إلى وجهتها عن طريق العديد من أجهزة الشبكات مثل أجهزة التوجيه والمحولات. عندما تصل الحزم إلى وجهتها ، يقوم جهاز الاستقبال بإعادة تجميع الحزم بالترتيب ويمكن بعد ذلك استخدام البيانات أو عرضها.
قارن هذه العملية بالطريقة التي تم بها بناء تمثال الحرية في الولايات المتحدة. تم تصميم وبناء تمثال الحرية لأول مرة في فرنسا. ومع ذلك ، كانت كبيرة جدًا بحيث لا يمكن وضعها في السفينة ، لذلك تم شحنها إلى الولايات المتحدة على شكل قطع ، جنبًا إلى جنب مع إرشادات حول مكان كل قطعة. أعاد العمال الذين استلموا القطع تجميعها في التمثال الذي يقف اليوم في نيويورك.
بينما استغرق هذا وقتًا طويلاً لتمثال الحرية ، فإن إرسال المعلومات الرقمية في أجزاء أصغر سريع للغاية عبر الإنترنت. على سبيل المثال ، يمكن لصورة تمثال الحرية المخزنة على خادم ويب السفر عبر العالم حزمة واحدة في كل مرة وتحميلها على جهاز كمبيوتر شخص ما في غضون أجزاء من الثانية.
يتم إرسال الحزم عبر الإنترنت باستخدام تقنية تسمى تبديل الحزمة. أجهزة التوجيه والمحولات الوسيطة قادرة على معالجة الحزم بشكل مستقل عن بعضها البعض ، دون حساب مصدرها أو وجهتها. هذا حسب التصميم بحيث لا يسيطر أي اتصال على الشبكة. إذا تم إرسال البيانات بين أجهزة الكمبيوتر دفعة واحدة دون تبديل الحزمة ، يمكن أن يشغل الاتصال بين جهازي كمبيوتر كبلات وأجهزة توجيه ومفاتيح متعددة لدقائق في المرة الواحدة. بشكل أساسي ، سيكون بإمكان شخصين فقط استخدام الإنترنت في وقت واحد - بدلاً من عدد غير محدود تقريبًا من الأشخاص ، كما هو الحال في الواقع.
البروتوكولات
يعد توصيل جهازي كمبيوتر ، قد يستخدم كلاهما أجهزة مختلفة وتشغيل برامج مختلفة ، أحد التحديات الرئيسية التي كان على مبتكري الإنترنت حلها. إنه يتطلب استخدام تقنيات اتصال مفهومة من قبل جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة ، تمامًا كما قد يحتاج شخصان نشأوا في أجزاء مختلفة من العالم إلى التحدث بلغة مشتركة لفهم بعضهما البعض.
تم حل هذه المشكلة ببروتوكولات موحدة. في الشبكات ، يعد البروتوكول طريقة معيارية للقيام بإجراءات معينة وتنسيق البيانات حتى يتمكن جهازان أو أكثر من التواصل مع بعضهما البعض وفهمهما.
توجد بروتوكولات لإرسال الحزم بين الأجهزة على نفس الشبكة (Ethernet) ، ولإرسال الحزم من شبكة إلى شبكة (IP) ، ولضمان وصول تلك الحزم بنجاح بالترتيب (TCP) ، ولتنسيق البيانات لمواقع الويب والتطبيقات (HTTP) . بالإضافة إلى هذه البروتوكولات التأسيسية ، هناك أيضًا بروتوكولات للتوجيه والاختبار والتشفير. وهناك بدائل للبروتوكولات المذكورة أعلاه لأنواع مختلفة من المحتوى - على سبيل المثال ، غالبًا ما يستخدم دفق الفيديو UDP بدلاً من TCP.
نظرًا لأن جميع أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى المتصلة بالإنترنت يمكنها تفسير هذه البروتوكولات وفهمها ، فإن الإنترنت يعمل بغض النظر عمن يتصل به أو يتصل به.
ما هي البنية التحتية المادية التي تجعل الإنترنت يعمل؟
تستخدم أنواع مختلفة من الأجهزة والبنية التحتية في جعل الإنترنت يعمل للجميع. ومن أهم الأنواع ما يلي:
- تقوم أجهزة التوجيه بإعادة توجيه الحزم إلى شبكات كمبيوتر مختلفة بناءً على وجهتها. تشبه أجهزة التوجيه رجال شرطة المرور على الإنترنت ، فهي تتأكد من أن حركة المرور على الإنترنت تنتقل إلى الشبكات الصحيحة.
- تقوم المحولات بتوصيل الأجهزة التي تشترك في شبكة واحدة. يستخدمون تحويل الحزم لإعادة توجيه الحزم إلى الأجهزة الصحيحة. كما أنهم يتلقون حزمًا صادرة من تلك الأجهزة ويمررونها إلى الوجهة الصحيحة.
- خوادم الويب هي أجهزة كمبيوتر متخصصة عالية القدرة تقوم بتخزين المحتوى وتقديمه (صفحات الويب والصور ومقاطع الفيديو) للمستخدمين ، بالإضافة إلى استضافة التطبيقات وقواعد البيانات. تستجيب الخوادم أيضًا لاستفسارات DNS وتؤدي مهام أخرى مهمة للحفاظ على تشغيل الإنترنت. يتم الاحتفاظ بمعظم الخوادم في مراكز بيانات كبيرة منتشرة في جميع أنحاء العالم.
كيف ترتبط هذه المفاهيم بمواقع الويب والتطبيقات التي يصل المستخدمون إليها عبر الإنترنت؟
ضع في اعتبارك هذا المقال. لكي تراه ، تم إرساله عبر الإنترنت قطعة قطعة في شكل عدة آلاف من حزم البيانات. تنتقل هذه الحزم عبر الكابلات وموجات الراديو وعبر أجهزة التوجيه والمفاتيح من خادم الويب الخاص بنا إلى جهاز الكمبيوتر أو الجهاز الخاص بك. تلقى جهاز الكمبيوتر أو الهاتف الذكي الخاص بك هذه الحزم ومررها إلى متصفح جهازك ، وقام متصفحك بتفسير البيانات الموجودة داخل الحزم لعرض النص الذي تقرأه الآن.
قد يفيدك: كيف تختار أفضل وأسرع متصفح لك يناسب احتياجاتك
الخطوات المحددة المتضمنة في هذه العملية هي:
- استعلام DNS: عندما بدأ متصفحك في تحميل صفحة الويب هذه ، من المحتمل أن يكون قد قام أولاً باستعلام DNS لمعرفة عنوان IP الخاص بموقعنا www.boumane.computer.
- مصافحة TCP: فتح المستعرض الخاص بك اتصالاً بعنوان IP هذا.
- مصافحة TLS: يقوم المستعرض الخاص بك أيضًا بإعداد التشفير بين خادم ويب Cloudflare وجهازك حتى لا يتمكن المهاجمون من قراءة حزم البيانات التي تنتقل بين نقطتي النهاية هاتين.
- طلب HTTP: طلب المستعرض الخاص بك المحتوى الذي يظهر على صفحة الويب هذه.
- استجابة HTTP: قام خادم boumane.computer بنقل المحتوى في شكل كود HTML و CSS وجافا سكريبت ، مقسمًا إلى سلسلة من حزم البيانات. بمجرد أن يتلقى جهازك الحزم والتحقق من استلامها جميعًا ، فسّر متصفحك شفرة HTML و CSS وجافا سكريبت الموجودة في الحزم لعرض هذه المقالة حول كيفية عمل الإنترنت. استغرقت العملية برمتها ثانية أو ثانيتين فقط.
كما ترى ، يتم تضمين العديد من العمليات والبروتوكولات المختلفة في تحميل صفحة ويب واحدة.
- DNS
- TCP
- TLS
- HTTP
