Co je to internet a jak funguje? Odhalte technologické zázemí celosvětové sítě a zjistíte, co se stane, když do prohlížeče zadáte www.zive.cz.
Internet není to „modré éčko“, vlastně vůbec není ve vašem počítači, pokoji, či kanceláři, ba dokonce se nedá říci, že by fyzicky a kompletně „byl“ na určitém místě, ale nedá se popřít, že opravdu existuje. Trošku sarkasticky mě napadá, že nějak podobně si lidé představují boha. Ne, nebudeme se rouhat. Raději si řekneme o technologiích, pomocí kterých Internet funguje.
Sedmivrstvý internet
Abychom si představili, jak je realizace počítačové sítě ve vašem počítači složitou záležitostí, popíšeme si ve velmi zjednodušené formě model OSI (Open Systems Interconnection) , který je její základem. Je sice pravda, že jeden z klíčových autorů Internetu Vint Cerf tento model neměl nijak v lásce a prohlašoval, že je to jen spousta keců neřešící skutečnou problematiku, ale pro naše pochopení se hodí velmi dobře.
Síťová komunikace pracuje dle tohoto modelu v sedmi vrstvách: fyzické, spojovací, síťové, transportní, relační, prezentační a aplikační.
Fyzická vrstva – týká se technických norem zajišťujících, že si spolu síťové karty budou moci povídat. Její starostí jsou ryze fyzické hardwarové vlastnosti síťové komunikace, tedy napěťové úrovně, časování přenosu dat, mechanismy vzájemného potvrzování a pravidla pro komunikaci, která slouží k vytvoření spojení. Poloduplexní či duplexní režim přenosu dat, typy konektorů, rozhraní – to jsou všechno záležitosti fyzické vrstvy. Je třeba zdůraznit, že fyzická vrstva pracuje na úrovni bitů, tedy jedniček a nul, které ale pro ni nemají žádný význam. Jen je přenáší.
Spojovací vrstva – z fyzické vrstvy k nám doputují nějaké jedničky a nuly, ovšem je třeba je nějak zorganizovat do rámců, aby mohly být přeneseny. Je třeba v tom shluku dat udělat nějakou primární organizaci, například přidat základní řídící informace, jako jsou značky pro začátek a konec zprávy. To dělá spojová vrstva a její starostí je i prvotní kontrola chyb uvnitř paketů.
Síťová vrstva – ta se zabývá oním stěžejním základem celého Internetu - přepojováním paketů. Je tudíž schopná vytvořit virtuální spojení na celé trase mezi dvěma počítači, vzít zprávu z vyšší transportní vrstvy a rozsekat ji na pakety. Síťová vrstva je tím skutečným základním kamenem celé komunikace na Internetu.
Transportní vrstva – její nejdůležitější funkcí je hledání chyb v datech, jejich oprava (pokud je to možné), přerovnávání paketů do správného pořadí a multiplexování zpráv do jednoho spoje a vytváření hlavičky takto multiplexovaných zpráv, aby je v cíli bylo možné opět rozdělit. Rozdíl mezi síťovou a transportní vrstvou je v tom, že zatímco síťová vrstva data na pakety rozseká a ty následně odesílá, transportní vrstva je zodpovědná za korektní složení paketů do původní zprávy.
Relační vrstva – věnuje se řízení sítě. Hesla, přihlašování, odhlašování, dohlížení nad sítí a přípojeními (relacemi), rozlišení uživatelů – no někdo to přece dělat musí! Nikdo jiný o to zájem neprojevil, tak se musela obětovat relační vrstva.
Prezentační vrstva – věnuje se bezpečnosti sítě a především přenosu souborů a formátování dat pro tento přenos. Pokud chceme posílat data formátovaná jako ASCII nebo binárně, tak toto pro nás zprostředkuje právě prezentační vrstva. Pochopitelně, dnes aby se „uživila“, musí znát mnohem více formátů, než jen tyto dva základní.
Aplikační vrstva – heuréka, konečně jsme se dostali k důvěrně známému. Aplikační vrstva, to je například elektronická pošta, nebo ono důvěrně známé modré éčko, ohnivá liška, barevný balonek a jiné známé symboly, které mnozí omylem zaměňují za celý Internet.
Každý se svou adresou
Snad každý i méně počítačově gramotný uživatel Internetu ví, že identifikace daného počítače v síti se provádí pomocí takzvané IP adresy. Jedná se 32bitové číslo, tvořené celkem čtyřmi byty. Umožňuje současné síťové zapojení celkem 4 294 967 296 počítačů. To nám sice může připadat jako obrovské, ba gigantické množství. Ale ve skutečnosti je to poněkud nedostatečné, a proto se už léta mluví o protokolu IPv6, který nabízí ještě daleko větší množství unikátních IP adres a umožní provoz internetu v dalších desetiletích.
Internet by už dávno zkolaboval pro nedostatek adres, kdyby základní internetový protokol TCP/IP neuměl rozdělit celistvou síť na spoustu malých sítí, které jsou od vnějšího světa odděleny routerem (či kombinací modemu a routeru). Navenek to tedy vypadá, jako by například místo vaší firemní sítě s několika počítači existovala jen jediná IP adresa s jediným adresátem. V situaci, kdy vaše sekretářka hledá na Internetu nějaké nejnovější recepty, zatímco vy se kocháte obrázky polooblečených krásek, tak v této ukázkové situaci směřuje veškerý provoz na jedinou IP adresu vašeho modemu. Pro vzdálené servery, které vám poskytují příslušná data dle vašich chutí a požadavků, to vypadá, jako by komunikovaly s jediným počítačem.
Router zajistí správné směrování v lokální síti
Bylo by ovšem velmi hloupé, kdyby se vaší sekretářce na monitoru objevila místo nějakého moučníku polonahá slečna, která je sice též k nakousnutí, ale sekretářka o její kypré vnady nestojí. Stejně problematickou variantou je, aby vy jste spatřili onen moučník, když ve skutečnosti toužíte po úplně něčem jiném a sekretářka vás neustále přesvědčuje, jak tvrdě zpracovává nejnovější podklady. Jak vidno, ani jedna strana o podobné faux pas nestojí. Aby k tomu nedocházelo, máme k dispozici chytré zařízení – router. Ten sleduje veškerý síťový provoz a zajišťuje přesměrování dat tak, aby se každý mohl kochat tím, co si vyžádal.
Tlumočník z řeči čísel
Další naprosto nezbytnou technologií, kterou považujeme za samozřejmou a významně nám ulehčuje orientaci na Internetu, je tak zvaný překlad adres, nerozlučně spojený se zkratkou DNS (Domain Name System). Dokud se v počátcích internetu síť skládala ze čtyř počítačů, nebylo nic takového zapotřebí. Ovšem dnes s milióny různých serverů by znamenalo jistý problém pamatovat si, že například IP adresa Seznamu je 77.75.72.3. Mnohem lepší je naťukat www.seznam.cz.
Problém ovšem je, že váš počítač netuší, jakou IP adresu Seznam ve skutečnosti má. Obrátí se proto na tzv. DNS server, který obsahuje rozsáhlou databázi IP adres na internetu, a ten mu ji sdělí – jestliže ji snad ani DNS server nezná, zjistí si ji od kolegy na Internetu. Pokud si chcete ověřit, jak toto celé funguje, zadejte ve Windows v příkazovém řádku (na Macu v terminálu) nslookup a adresu serveru (například nslookup www.seznam.cz) a objeví se vám celá síťová komunikace, která nejprve vedla přes váš DNS server a posléze onen dotazovaný www server.
