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互联网是怎么工作的

 这篇文章讨论什么是互联网和它是怎么工作的.

前提: 无,但是鼓励先去阅读 关于设定项目目标的文章
目标: 你将会学习到网络的基础技术,和它与互联网的区别.

概述

互联网是网络的支柱,以这种技术为基础使网络成为可能。作为基础,互联网是把电脑互相连接起来的一个巨大网络。

互联网的历史有些模糊不清。它始于1960年美国军方资助的研究项目。1980年在许多公共大学和公司的支持下,它演变为一种公共基础设施。随着时间的变化,各种各样的技术支持着互联网的发展,但是它的工作方式却没有改变多少:互联网确保所有的电脑之间的连接,无论发生什么他们依旧保持连接。

自主学习

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一个简单的网络

当两台电脑需要通信的时候,你必须要连接他们,无论通过有线方式(通常是网线) 还是无线方式(比如 WiFi 或 蓝牙 )。所有现代电脑都支持这些连接。

提示: 剩下的文章,我们只谈论有线连接, 但是无线连接原理相同.

Two computers linked together

通常一个网络不仅限于两台电脑。你可以尽你所想地连接电脑,但是情况立刻变得复杂了。如果你尝试连接,比如说十台电脑,每台电脑有九个插头,总共需要45条网线。

Ten computers all together

为了解决这个问题,每台电脑需要链接到一个台叫做路由器(router)的特殊小电脑。路由器只有一个任务:它就像火车站的信号员,它要确保一台电脑的一条信息可以到达正确的电脑。为了把信息发送给电脑B,电脑A必须把信息发送给路由器,用来转发信息给电脑B,并且确保信息不会发送给电脑C。

一旦我们把路由器加入到这个系统,我们的网络中便只需要十条网线:一台电脑一个插口,一个路由器是个插口。

Ten computers with a router

网络中的网

越来越好. 但是我们要连接成百上千,上亿台电脑呢? 当然一台路由器覆盖不了这么远, 但是,如果你阅读比较认真,我们说路由器像其他电脑一样,所以是什么连接着两个路由器? 没有, 所以让我们这样做。

Two routers linked together

我们把电脑连接路由器, 接着路由器连接路由器,我们就会有无穷的规模.

Routers linked to routers

这样网络越来越接近我们所说的互联网 ,但是我们遗漏了一些东西——我们建立网络的目的。另一种网络出现了:你的朋友,你的邻居,任何拥有自己网络的电脑。但是这些网线不可能连接你家和世界的其他地方,所以我们怎么处理?已经有线链接你的电脑,比如,电线和电话线。基础的电话已经可以把你家连接到世界的任何人,所以他就是我们需要的线。为了连接电话这种网络我们需要一种基础设备叫做 "猫"(modem),"猫" 可以很容易的把信息通过电话设施来通过网络来互相传递。

A router linked to a modem

所以我们已经通过基础的电话把我们联系起来。下一步我们就要把信息从我们的网络发送到我们想要送到的地方。为了做这些,我们需要把我们的网络连接到互联网服务商(ISP)。ISP是家可以管理一些特殊的路由器的公司,这些路由器连接其他ISP的路由器. 你的网络的消息可以被ISP捕获到并发送到相应的网络。互联网就是由这些所有的网络设施所组成的。

Full Internet stack

寻找电脑

如果你想给一台电脑发送一条信息,那你必须指明它是哪台电脑。因此,任何连接到网络中的电脑都需要有个地址来标记它,叫做 "IP 地址" (IP代表网络协议)。这个地址由四部分被点分隔的数字序列组成,比如:192.168.2.10。

对于电脑这样已经很好了,但是对于人们来说很难去记忆这一串地址. 为了简单处理, 我们给IP地址取一个容易阅读的别名:域名。比如,google.com 被用于IP地址 173.194.121.32。这样我们通过这些域名可以很容易的通过网络连接到电脑.

Show how a domain name can alias an IP address

互联网和网络

你可能注意到了, 当我们通过浏览器上网的时候,我们通常是用域名去到达一个网站。这是否意味着互联网和网络是一样的?事实并非这么简单。正如向我们所见,互联网是一种基础的技术,它允许我们把成千上万的电脑连接在一起。在这些电脑中,有 一些电脑(我们称之为网络服务器)可以发送一些浏览器可以理解的信息。互联网是基础设施,网络是是建立在这种基础设施之上的服务。值得注意的是,一些其他服务运行在互联网之上,比如邮箱和IRC.

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