СереднійІнформатика

Мережі та Інтернет

Як працює Інтернет, протоколи TCP/IP, DNS, HTTP. Локальні та глобальні мережі.

Як працює Інтернет?

Інтернет — це глобальна мережа комп'ютерів, що обмінюються даними за стандартними протоколами. 🌍 Цікаві факти: • Інтернет запущено в 1969 р. як ARPANET (військова мережа США) • Сьогодні підключено понад 5 мільярдів людей • Щохвилини надсилається 300 мільярдів електронних листів! • Загальна довжина підводних кабелів — 1.2 мільйони км (3 відстані до Місяця!)

Протоколи — мова Інтернету

📡 Протокол — це набір правил для обміну даними. Основні протоколи:

🌐 IP (Internet Protocol) — адресація (кожен пристрій має IP-адресу)
📦 TCP (Transmission Control Protocol) — надійна доставка пакетів
🔗 HTTP/HTTPS — передача веб-сторінок (S = Secure, зашифровано)
📧 SMTP/IMAP — електронна пошта
🗂️ FTP — передача файлів
🔐 SSH — захищений доступ до серверів

Що таке IP-адреса і DNS?

Приклад

🏠 IP-адреса — це "адреса будинку" для комп'ютера. IPv4: 192.168.1.1 (4 числа 0-255, всього ~4 млрд адрес — вже закінчились!) IPv6: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 (128 біт, ~340 ундециліонів адрес!) 📖 DNS (Domain Name System) — "телефонна книга" Інтернету. Коли ви вводите google.com: 1️⃣ Браузер питає DNS-сервер: "Яка IP-адреса google.com?" 2️⃣ DNS відповідає: "142.250.74.46" 3️⃣ Браузер підключається до цієї IP-адреси Весь процес займає < 1 мілісекунди!

Топології мереж

🔌 Як можна з'єднати комп'ютери між собою:

⭐ Зірка (Star) — всі підключені до центрального комутатора. Найпоширеніша в школах/офісах
🔄 Кільце (Ring) — кожен комп'ютер з'єднаний з двома сусідами
🚌 Шина (Bus) — всі на одному кабелі (застаріла)
🕸️ Повна сітка (Mesh) — кожен з кожним. Використовується в Інтернеті!

Wi-Fi та мобільний Інтернет

Приклад

📡 Стандарти Wi-Fi: • Wi-Fi 4 (802.11n) — до 600 Мбіт/с • Wi-Fi 5 (802.11ac) — до 3.5 Гбіт/с • Wi-Fi 6 (802.11ax) — до 9.6 Гбіт/с • Wi-Fi 7 (802.11be) — до 46 Гбіт/с! 📱 Мобільні мережі: • 3G — відео дзвінки • 4G/LTE — стрімінг HD відео • 5G — до 20 Гбіт/с, затримка < 1 мс Порівняння: 5G може завантажити фільм у 4K за 1 секунду!

💡 Цікавий факт: Як дані перетинають океан?

💡

🌊 Весь Інтернет тримається на підводних кабелях! 📊 Факти: • Понад 400 підводних кабелів з'єднують континенти • Товщина кабелю — як садовий шланг • Захищений сталевими дротами від якорів і акул (так, акули кусали кабелі!) • Один кабель може передавати 200+ Тбіт/с 🛰️ Супутниковий Інтернет (Starlink, Elon Musk): • Понад 5000 супутників на орбіті • Покриває навіть Антарктиду! • Затримка ~20-40 мс (vs 500+ мс у старих супутників)

HTTP Коди статусів: Що це означає?

Коли ви відкриваєте сайт, сервер повертає 3-значний код:

200 OK — Все чудово, сторінка завантажена.
301 Moved Permanently — Сторінка переїхала на іншу адресу.
403 Forbidden — Доступ заборонено (ви не маєте прав).
404 Not Found — Найвідоміша помилка: сторінку не знайдено.
500 Internal Server Error — Проблема на стороні сервера (сайт зламався).
418 I'm a teapot — Жартівлива помилка 1998 року: "Я чайник, я не можу зварити каву".

🕵️ Surface, Deep та Dark Web

Інтернет набагато глибший, ніж здається:

Surface Web (Видима мережа): ~4% інтернету. Це сайти, які індексуються Google (Вікіпедія, YouTube, новини).
Deep Web (Глибока мережа): ~90%. Дані, приховані паролем або платним доступом: ваша пошта, банківські акаунти, корпоративні бази даних, платний Netflix.
Dark Web (Темна мережа): ~6%. Прихована зашифрована частина інтернету (доступ через браузер Tor). Використовується для анонімності, журналістами під час цензури, але також і злочинцями на тіньових ринках.

📖 DNS: Телефонна книга Інтернету

Як ваш комп'ютер знає, де знаходиться Google? Кожен сайт має свою IP-адресу (наприклад, 142.250.190.46), але людям важко запам'ятовувати цифри. Тому існує DNS (Domain Name System). Коли ви вводите "google.com", ваш браузер звертається до DNS-сервера: "Дай мені IP-адресу для google.com". DNS відповідає цифрами, і лише тоді відбувається підключення.

Команда Ping (від підводних човнів)

💡

Ping — це найпопулярніша команда для перевірки мережі. Програміст Майк Муусс створив її у 1983 році та назвав на честь звуку, який видає сонар (радар) на підводних човнах. Комп'ютер надсилає крихітний пакет даних ("пінг") на інший сервер і чекає на відповідь ("понг"). Час очікування показує, наскільки "повільна" мережа.

IP-адреса vs MAC-адреса

Кожен пристрій в мережі має дві важливі адреси:

MAC-адреса (Media Access Control): Це фізична адреса пристрою, яка видається на заводі і ні-ко-ли не змінюється (як відбиток пальця). Вона потрібна для мереж Wi-Fi.
IP-адреса (Internet Protocol): Це логічна адреса. Вона змінюється залежно від того, до якої мережі ви підключені (як поштова адреса вашого будинку).