اينترنت چگونه كار می كند

اينترنت چگونه كار مي كند

اينترنت از مجموعه ای  شبکه هاي  کامپيوتری ( بزرگ ، کوچک ) تشکيل شده  است . شبکه های فوق با روش های متفاوتی به يکديگر متصل و موجوديت واحدی با نام “اينترنت ” را بوجود آورده اند. نام در نظر گرفته شده برای شبکه فوق از ترکيب واژه های ” Interconnected” و ” Network” انتخاب شده است . ( شبکه های بهم مرتبط )

اينترنت فعاليت اوليه خود را از سال 1969 و با چهار دستگاه کامپيوتر ميزبان (host) آغاز و پس از رشد باورنکردنی خود ، تعداد کامپيوترهای ميزبان در شبکه به بيش از ده ها ميليون دستگاه رسيده است . اينترنت به هيچ سازمان و يا موسسه خاصی در جهان تعلق ندارد. عدم تعلق اينترنت به يک سازمان ويا موسسه بمنزله عدم وجود سازمانها و انجمن های مربوطه برای استانداردسازی نيست .يکی از اين نوع انجمن ها، “انجمن اينترنت ” است که در سال 1992 با هدف تبين سياست ها و پروتکل های مورد نظر جهت اتصال به شبکه تاسيس شده است.

سلسله مراتب شبکه های کامپيوتری

هر کامپيوتری که به شبکه اينترنت متصل می گردد ، بخشی از شبکه تلقی می گردد. مثلا” می توان با استفاده از تلفن ( منزل ) به يک مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت (ISP) متصل و از اينترنت استفاده کرد. در چنين حالتی کامپيوتر مورد نظر بعنوان بخشی از شبکه بزرگ اينترنت محسوب خواهد شد. .برخی از کاربران در ادارات خود و با استفاده از بستر  ايجاد شده ، به اينترنت متصل می گردند. در مدل فوق ، کاربران  در ابتدا از شبکه محلی نصب شده در سازمان استفاده می نمايند. شبکه فوق  با استفاده از خطوط مخابراتی خاص و يا ساير امکانات مربوطه به يک مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت متصل شده است . مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت نيز ممکن است به يک شبکه بزرگتر متصل شده باشد. اينترنت ، شبکه ای است  که از شبکه های بيشماری تشکيل شده است ( شبکه ای از ساير شبکه ها )

کثر شرکت های مخابراتی بزرگ دارای ستون فقرات اختصاصی  برای ارتباط ناحيه های متفاوت می باشند. در هر ناحيه ، شرکت مخابراتی دارای يک ” نقطه حضور ” (POP : Point of Presence) است . POP ، مکانی است که کاربران محلی با استفاده از آن به شبکه شرکت مخابراتی متصل می گردند. ( بمنظور ارتباط با شبکه از خطوط تلفن معمولی و يا خطوط اختصاصی استفاده می گردد).در مدل فوق ، چندين  شبکه سطح بالا وجود داشته که توسط ” نقاط دستيابی شبکه ” (NAP :Network Access Points) به يکديگر مرتبط می گردند.

فرض کنيد ، شرکت A يک مرکزارائه دهنده خدمات اينترنت بزرگ باشد . در هر شهرستان اصلی ، شرکت A دارای يک POP است . هر يک از POP ها دارای امکانات گسترده ای بمنظور تماس کاربران محلی می باشند .شرکت A بمنظور اتصال POP ها بيکديگر و شرکت، از خطوط اختصاصی فيبر نوری استفاده می نمايد. .فرض کنيد شرکت B ، يک مرکز ارائه دهنده خدمات اينترنت همکار باشد.شرکت B ، ساختمانهای بزرگی را در شهرهای اصلی ايجاد و ماشين های سرويس دهنده اينترنت را در آنها مستقر نموده است . شرکت B از خطوط اختصاصی فيبر نوری برای ارتباط ساختمانهای استفاده می نمايد. در مدل فوق ، تمام مشترکين شرکت A قادر به برقراری ارتباط با يکديگر خواهند بود. وضعيت مشترکين شرکت B نيز مشابه مشترکين شرکت A است . آنها نيز قادر به برقراری ارتباط با يکديگر خواهند بود. در چنين حالتی امکان برقراری ارتباط بين مشترکين شرکت A و مشترکين شرکت B وجود ندارد. بدين منظور شرکت های A و B تصميم می گيرند از طريق  NAP در شهرهای متفاوت بيکديگر متصل گردند. ترافيک موجود بين دو شرکت از طريق شبکه های داخلی و NAP انجام خواهد شد.

در اينترنت ، هزاران مرکز ارائه دهنده سرويس اينترنت بزرگ از طريق NAP در شهرهای متفاوت بيکديگر متصل می گردند. در نقاط فوق (NAP) روزانه ميلياردها بايت اطلاعات جابجا می گردد. اينترنت ، مجموعه ای از شبکه های بسيار بزرگ بوده که تمام آنها از طريق NAPP بيکديگر مرتبط می گردند. در چنين حالتی هر کامپيوتر موجود در اينترنت قادر به ارتباط با ساير کامپيوترهای موجود در شبکه خواهد بود.

تمام شبکه های کامپيوتری از طريق  NAP  ، ستون فقرات ايجاد شده و روتر قادر به ارتباط بايکديگر خواهند بود. پيام ارسالی توسط يک کاربر اينترنت از چندين شبکه متفاوت عبور تا به کامپيوتر مورد نظر برسد. فرآيند فوق در کمتر از يک ثانيه انجام خواهد شد.

روتر، مسيريک بسته اطلاعاتی ارسالی توسط يک کامپيوتر برای کامپيوتر ديگر را تعيين می کند. روترها کامپيوترهای خاصی می باشند که پيام های ارسال شده توسط کاربران اينترنت با وجود هزاران مسير موجود را مسيريابی و در اختيار دريافت کنندگان مربوطه قرار خواهد داد. روتر دو کار اساسی را در شبکه انجام می دهد :

• ايجاد اطمينان در رابطه با عدم ارسال اطلاعات به مکانهائی که به آنها نياز نمی باشد.
• اطمينان از ارسال صجيح اطلاعات به مقصد مورد نظر

روترها بمنظور انجام عمليات فوق ، می بايست دو شبکه مجزا را بيکديگر متصل نمايند. روتر باعث ارسال اطلاعات يک شبکه به شبکه ديگر  ،  حفاظت شبکه ها از يکديگر و پيشگيری از ترافيک می گردد. با توجه به اينکه اينترنت از هزاران شبکه کوچکتر تشکيل شده است ، استفاده از روتر يک ضرورت است .

در سال 1987 موسسه NSF ، اولين شبکه با ستون فقرات پر سرعت را ايجاد کرد. شبکه فوق NSFNET ناميده شد. در اين شبکه از يک خط اختصاصی T1 استفاده و  170 شبکه کوچکتر بيکديگر متصل می گرديدند. سرعت شبکه فوق 1.544 مگابيت در ثانيه بود. در ادامه شرکت های IBM ، MCI و Merit ، شبکه فوق را توسعه و ستون فقرات آن را به  T3   تبديل کردند( 45 مگابيت در ثانيه ) . برای ستون فقرات شبکه از خطوط فيبرنوری  (fiber optic trunk)  استفاده  گرديد.هر trunk از چندين کابل فيبرر نوری تشکيل می گردد( بمنظور افزايش ظرفيت) .

پروتکل اينترنت

هر ماشين موجود در اينترنت دارای يک شماره شناسائی منحصر بفرد است.  اين شماره شناسائی ، آدرس IP)Internet Protocol)  ناميده می گردد.  پروتکل فوق مشابه يک زبان ارتباطی مشترک برای گفتگوی کامپيوترهای موجود در اينترنت است .  پروتکل ، به مجموعه قوانينی اطلاق می گردد که با استناد به آن گفتگو و تبادل اطلاعاتی  بين دو کامپيوتر ميسر خواهد شد. IP دارای فرمتی بصورت :211.27.65.138 است . بخاطر سپردن آدرس های IP بمنظور دستيابی به کامپيوتر مورد نطر، مشکل است . بدين منظور هر  کامپيوتر دارای  نام انحصاری خود شده و از طريق سيستمی ديگر ، آدرس IP به نام درنظر گرفته شده برای  کامپيوتر ، نسبت داده می شود.

در آغاز شکل گيری اينترنت ، تعداد کامپيوترهای موجود در شبکه بسيار کم بود و هر کاربر که قصد استفاده از شبکه را داشت ، پس از اتصال به شبکه از آدرس IP کامپيوتر مورد نظر برای برقراری ارتباط استفاده می کرد. روش فوق ماداميکه تعداد کامپيوترهای ميزبان کم بودند، مفيد واقع گرديد ولی همزمان با افزايش تعداد کامپيوترهای ميزبان در شبکه اينترنت ، کارآئی روش فوق بشدت افت و غيرقابل استفاده گرديد. بمنظور حل مشکل فوق از يک فايل ساده متنی که توسط ” مرکز اطلاعات شبکه ” (NIC) پشتيبانی می گرديد ، استفاده گرديد.بموازات رشد اينترنت و ورود کامپيوترهای ميزبان بيشتر در شبکه ، حجم فايل فوق افزايش و بدليل ساير مسائل جانبی ، عملا” استفاده از روش فوق برای برطرف مشکل ” تبديل نام به آدرس ” فاقد کارآئی لازم بود. درسال 1983 ، سيستم DNS(Domain Name System) ارائه گرديد. سيستم فوق  مسئول تطبيق نام به آدرس، بصورت اتوماتيک است . بدين ترتيب کاربران اينترنت بمنظور اتصال به يک کامپيوتر ميزبان ، صرفا” می تواتند نام آن را مشخص کرده و با استفاده از DNS ، آدرس IP مربوطه آن مشخص تا زمينه برقراری ارتباط فراهم گردد.

منظور از ” نام” چيست ؟

در زمان استفاده از وب و يا ارسال يک E-Mail از يک “نام حوزه” استفاده می گردد. مثلا” URL)Uniform Resource Locator) مربوط به http://www.oursite.com  شامل ” نام حوزه ” oursite.com است . در زمان استفاده از  “نام حوزه ” ، می بايست از سرويس دهندگان DNS بمنظور ترجمه نام به آدرس  استفاده شود.  سرويس دهندگان DNS درخواست هائی را از برنامه ها و يا ساير سرويس دهندگان DNS بمنظور تبديل نام به آدرس دريافت می نمايند.  سرويس دهنده DNS در زمان دريافت يک درخواست ، بر اساس يکی از روش های زير با آن برخورد خواهد کرد :

• قادر به پاسخ دادن به درخواست است. IP مورد نظر برای نام درخواست شده را می داند .
• قادر به ارتباط با يک سرويس دهنده DNS ديگر بمنظور يافتن آدرس IP نام درخواست شده است.( عمليات فوق ممکن است تکرارگردد)
• اعلام ” عدم آگاهی از آدرس IP درخواست شده ” و مشخص کردن آدرس IP  يک سرويس دهنده DNS ديگر که آگاهی بيشتری دارد.
• ارائه يک پيام خطاء در رابطه با عدم يافتن آدرس برای نام درخواست شده

فرض نمائيد ، آدرس http://www.oursite.com  در برنامه مرورگر ( IE)  تايپ شده باشد.  مرورگر با يک سرويس دهنده DNS بمنظور دريافت آدرس IP ارتباط برقرار می نمايد. سرويس دهنده DNS عمليات جستجو برای يافتن آدرس IP را از يکی از سرويس دهندگان DNS سطح ريشه ، آغاز می نمايد. سرويس دهندگان ريشه، از آدرس های IP تمام سرويس دهندگان DNS  که شامل بالاترين سطح نامگذاری حوزه ها ( COM ، NET ،ORG و …)  آگاهی دارند. سرويس دهنده DNS ، درخواست آدرس http://www.oursite.com  را نموده و سرويس دهنده ريشه  اعلام می نمايد که ” من آدرس فوق را نمی دانم ولی آدرس IP مربوط به سرويس دهنده COM اين است “. در ادامه سرويس دهنده DNS شما با سرويس دهنده DNS مربوط به حوزه COM ارتباط و درخواست آدرس IP سايت مورد نظر را می نمايد .سرويس دهنده فوق آدرس های IP مربوط به سرويس دهنده ای که قادر به در اختيار گذاشتن آدرس IP سايت مورد نظر است را در اختيار سرويس دهنده DNS شما قرار خواهد داد. در ادامه سرويس دهنده DNS با سرويس دهنده DNS مربوطه تماس و درخواست آدرس IP سايت مورد نطر را  می نمايد ، سرويس دهنده DNS  آدرس IP سايت درخواست شده را در اختيار سرويس دهنده DNS شما قرار خواهد داد. با مشخص شده آدرس IP سايت مورد نظر ، امکان اتصال به سايت فراهم خواهد شد.

از نکات قابل توجه سيستم فوق ، وجود چندين سرويس دهنده هم سطح DNS است .بنابراين در صورتيکه يکی از آنها با اشکال مواجه گردد ، از ساير سرويس دهندگان بمنظور ترجمه نام به آدرس استفاده می گردد. يکی ديگر از ويژگی های سيستم فوق ، امکان Cacheing است. زمانيکه يک سرويس دهنده DNS به يک درخواست پاسخ لازم را داد ، آدرس IP مربوطه ای را Cache خواهد کرد. در ادامه زمانيکه درخواستی برای يکی از حوزه های COM واصل گردد ، سرويس دهنده DNS از آدرس Cache شده استفاده  خواهد کرد.

سرويس دهندگان DNS روزانه به ميلياردها درخواست پاسخ می دهند. سيستم فوق از يک بانک اطلاعاتی توزيع شده بمنظور ارائه خدمات به متقاضيان استفاده می نمايد.

سرويس دهندگان وب

امکانات و سرويس های موجود بر روی اينترنت از طريق سرويس دهندگان اينترنت انجام می گيرد. تمام ماشين های موجود در اينترنت سرويس دهنده و يا سرويس گيرنده می باشند. ماشين هائی که برای ساير ماشين ها ، خدماتی را ارائه می نمايند ، سرويس دهنده ناميده می شوند. ماشين هائی که از خدمات فوق استفاده می نمايند ، سرويس گيرنده  می باشند. اينترنت شامل سرويس دهندگان متعددی نظير سرويس دهنده وب ، سرويس دهنده پست الکترونيکی و … بمنظور پاسخگوئی به نيازهای متعدد کاربران اينترنت می باشد.

زمانيکه به يک وب سايت متصل و درخواست يک صفحه اطلاعات می شود ، کامپيوتر درخواست کننده بمنزله يک سرويس گيرنده تلقی می گردد. در اين حالت درخواست شما ( بعنوان سرويس گيرنده ) در اختيار سرويس دهنده وب گذاشته می شود. سرويس دهنده صفحه درخواستی را پيدا و آن را برای متقاضی ارسال خواهد داشت . در مدل فوق کاربران  و سرويس گيرندگان از يک مرورگر وب برای اعلام درخواست خود استفاده و سرويس دهندگان وب مسئول دريافت درخواست و ارسال اطلاعات مورد نظر برای سرويس گيرندگان می باشند.

يک سرويس دهنده دارای يک آدرس IP ايستا ( ثابت ) بوده که تغيير نخواهد کرد. کامپيوتری که با استفاده از آن به اينترنت متصل می گرديد ، دارای يک IP متغير بوده که توسط ISP مربوطه  به شما  اختصاص داده می شود. آدرسIP تخصيص يافته در طول مدت اتصال به اينترنت ( يک جلسه کاری ) ثابت بوده و تغيير نخواهد کرد. آدرس IP نسبت داده به شما در آينده و تماس مجدد با ISP ممکن است تغيير نمايد.  مراکز ISP برای هر يک از پورت های خود يک IP ايستا را نسبت می دهند. بديهی است در آينده  با توجه به پورت مورد نظر که در اختيار شما قرار داده می شود، ممکن است آدرس IP  نسبت به قبل متفاوت باشد.

هر يک از سرويس دهندگان ، سرويس های خود را از طريق پورت های مشخصی انجام می دهند. مثلا” در صورتيکه بر روی يک ماشين ، سرويس دهندگان وب و FTP مستقر شده باشند ، سرويس  دهنده وب معمولا” از پورت  80 و سرويس دهنده FTP از پورت 21 استفاده می نمايند.  در چنين حالتی سرويس گيرندگان از خدمات يک سرويس خاص که دارای يک آدرس IP و يک شماره پورت منخصر بفرد است ، استفاده می نمايند.  زمانيکه سرويس گيرنده ، از طريق  يک پورت خاص به يک سرويس متصل می گردد ، بمنظور استفاده از سرويس مورد نظر، از يک پروتکل خاص استفاده خواهد شد.. پروتکل ها اغلب بصورت متنی بوده و نحوه مکالمه بين سرويس گيرنده و سرويس دهنده را تبين می نمايند. سرويس گيرنده وب و سرويس دهنده وب از پروتکل HTTP)Hypertext Transfer Protocol) برای برقراری مکالمه اطلاعاتی  بين خود، استفاده می نمايند.

شبکه ها ، روترها ، NAPs ، ISPs ، سرويس دهندگان DNS  و سرويس دهندگان قدرتمند، همگی سهمی در شکل گيری و سرويس دهی بزرگترين شبکه موجود در سطح جهان ( اينترنت ) را برعهده دارند. عناصر فوق در زندگی مدرن امروزی جايگاهی ويژه دارند. بدون وجود آنها ، اينترنتی وجود نخواهد داشت و بدون وجود اينترنت ، زندگی امروز بشريت را تعريفی ديگر لازم است