Trong khi đa số người dùng cuối không quan tâm đến Internet là gì? Internet hoạt động như thế nào, một số bạn có thể tò mò muốn hiểu những điều cơ bản về nguyên tắc hoạt động của internet!
Bài viết này, chúng tôi sẽ cố gắng loại bỏ lớp đầu tiên về chủ đề này để hiểu cách Internet hoạt động bằng cách xây dựng hành trình của gói dữ liệu từ nguồn đến đích trên Internet. Từ quan điểm này, chúng tôi sẽ cố gắng giữ nội dung của bài viết này khá cơ bản.
Trước khi tiếp tục, hãy cho phép nhanh chóng và nhanh chóng hiểu các khái niệm về DHCP và DNS.
Nguyên tắc hoạt động của Internet
DHCP
Bạn đã bao giờ nghĩ rằng máy tính của bạn có được một địa chỉ IP không? Vâng, điều quan trọng là phải biết rằng có hai cách mà máy tính nhận được một địa chỉ IP. Một là tĩnh trong khi cái kia là động.
Phương thức tĩnh là phương thức mà quản trị viên máy tính đặt thủ công địa chỉ IP cho máy. Nếu máy của bạn được kết nối với mạng như LAN thì một điều cần lưu ý là địa chỉ IP được đặt không nên giống địa chỉ IP của bất kỳ máy nào khác trên cùng một mạng vì điều này có thể dẫn đến xung đột địa chỉ IP và không ai trong số hai máy sẽ có thể truy cập internet.
Phương thức động là phương thức mà máy tính (khởi động trên hệ thống) yêu cầu một máy chủ gán một địa chỉ IP cho nó. Giao thức được sử dụng cho quá trình này được gọi là Giao thức điều khiển máy chủ động (DHCP). Máy chủ được tham chiếu ở đây là máy chủ DHCP đã biết. Máy chủ này chịu trách nhiệm gán địa chỉ IP cho tất cả các máy tính trên mạng. Đó là trách nhiệm của máy chủ DHCP để đảm bảo rằng không có xung đột địa chỉ IP. Nếu một trong các máy bị hỏng và sau đó lại khởi động lại thì một yêu cầu DHCP mới sẽ được gửi đến máy chủ có thể gán cùng một địa chỉ IP khác.
DNS – Nguyên tắc hoạt động của Internet
Hầu hết chúng ta sẽ sử dụng google.com để tìm kiếm trên internet nhưng bạn có bao giờ nghĩ đến việc nó được đảm bảo rằng gõ google.com trong trình duyệt web của chúng ta sẽ thực sự liên lạc với máy chủ đúng không? Vâng, để hiểu điều này, chúng ta cần hiểu khái niệm về tên miền máy chủ (DNS).
Trong cuộc sống thực như mọi người được xác định bởi tên của họ, tương tự như trong mạng máy tính, máy tính cá nhân được xác định thông qua địa chỉ IP.
Địa chỉ IP có thể thuộc hai loại: công khai và riêng tư. Thông thường các máy chủ sử dụng IP công cộng khi chúng được liên lạc bởi hàng triệu máy tính trên toàn thế giới. Trong khi máy tính của bạn được kết nối phía sau router thường được gán IP riêng. Vì có một số lượng giới hạn các IP công cộng có sẵn nên khái niệm về IP riêng trong mạng (đằng sau một bộ định tuyến với IP công cộng) đã phát triển phổ biến và thành công. Khái niệm mức độ rộng hơn được sử dụng cho điều này được gọi là NAT hoặc dịch địa chỉ mạng.
Ghi nhớ địa chỉ IP là một nhiệm vụ khó khăn cho con người vì vậy mỗi máy chủ cũng có một tên (như google.com). Vì vậy, người dùng cuối chỉ cần nhớ tên và nhập tên trong trình duyệt web của họ và nhấn enter. Bây giờ, cho phép đến câu chuyện về những gì sẽ xảy ra khi người dùng truy cập nhập sau khi nhập tên trong trình duyệt web. Điều đầu tiên được yêu cầu là chuyển đổi tên miền thành IP tương ứng. Để thực hiện điều này, một yêu cầu được gửi đến cổng mặc định (trong hầu hết các trường hợp là bộ định tuyến) để liên lạc với máy chủ DNS. Bộ định tuyến có IP máy chủ DNS được định cấu hình mà yêu cầu này được gửi.
Các máy chủ DNS được sử dụng để chuyển đổi tên miền thành địa chỉ IP. Khi một máy chủ DNS nhận được yêu cầu, nó sẽ kiểm tra xem nó có thông tin cần thiết hay không. Nếu thông tin chuyển đổi này không có thì máy chủ DNS chuyển tiếp yêu cầu này đến máy chủ DNS khác. Bằng cách này, tên miền để chuyển đổi địa chỉ IP được thực hiện và được gửi lại.
Khi IP được biết thì yêu cầu HTTP GET bình thường cho IP cụ thể đó được thực hiện và mọi thứ sẽ tiếp tục.
Đăng DNS, mọi thứ diễn ra như thế nào?
Để hiểu được giải thích sau, người ta phải có kiến thức cơ bản về các lớp bộ giao thức TCP / IP . Tuy nhiên, chúng tôi sẽ cố gắng giữ lời giải thích cơ bản ở đây.
- Khi địa chỉ IP được biết thông qua quá trình DNS, yêu cầu HTTP GET được chuẩn bị ở lớp ứng dụng. Yêu cầu này sau đó được chuyển tiếp đến lớp Transport.
- Có hai giao thức (TCP và UDP) được sử dụng chủ yếu ở lớp này. Đó là ở lớp này các yêu cầu được đóng gói dưới dạng các gói lớp vận chuyển. Nếu TCP đang được sử dụng thì nó cũng đảm bảo rằng kích thước gói không được vượt quá MTU thấp nhất trong đường dẫn giữa nguồn và đích. Điều này được thực hiện để tránh sự phân mảnh của gói tin ở đâu đó giữa cuộc hành trình của nó. Mặt khác nếu UDP đang được sử dụng thì việc chăm sóc đặc biệt này không được thực hiện và kết quả là các gói có thể bị phân mảnh.
- Một khi gói được hình thành ở tầng vận chuyển, nó được đẩy lên lớp IP. Lớp này bổ sung thông tin liên quan đến địa chỉ IP nguồn và đích và một số thông tin quan trọng khác như TTL (Time to live), thông tin phân mảnh vv. Tất cả thông tin này được yêu cầu trong khi gói đang trên đường đến đích.
- Sau khi gói này đi vào lớp liên kết dữ liệu, nơi thông tin liên quan đến địa chỉ MAC được thêm vào và sau đó gói được đẩy vào lớp vật lý. Vì vậy, một dòng của 0 và 1 được gửi ra khỏi NIC của bạn lên các phương tiện vật lý.
Nếu đích của gói tin không được kết nối trực tiếp với máy tính nguồn thì thông qua thông tin định tuyến hiện tại trên máy tính nguồn, gói tin được truyền đến nút máy tính có liên quan gần nhất. Mỗi thực thể có tầm quan trọng riêng của nó giống như một bộ định tuyến được sử dụng để chuyển tiếp gói, một cây cầu được sử dụng để kết nối các mạng bằng cách sử dụng cùng một giao thức trong khi các cổng được sử dụng để kết nối mạng với các giao thức khác nhau.
Nếu chúng ta xem xét một mạng cơ bản thì các router là các tác nhân chính đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp gói tin từ nguồn đến đích. Khi gói tin đầu tiên rời khỏi máy tính nguồn thì địa chỉ mac của bộ định tuyến có liên quan (mà gói đang được truyền) được sử dụng làm địa chỉ mac đích của nó.
Khi gói tin đến được router đó, router sẽ thực hiện hành động sau:
- Nó làm giảm giá trị TTL và tính toán tổng kiểm tra của gói.
- Router tìm kiếm bảng thông tin định tuyến của nó cho địa chỉ host hoàn chỉnh như được chỉ định bởi địa chỉ IP đích của gói tin. Nếu tìm thấy thì router sẽ thực hiện hành động để chuyển tiếp gói tin đến máy chủ có liên quan.
- Nếu không tìm thấy mục nhập như vậy thì bảng sẽ được tìm kiếm cho địa chỉ mạng có nguồn gốc từ IP đích. Nếu tìm thấy thì router chuyển tiếp gói tin đến mạng cụ thể đó.
- Nếu trên hai kiểm tra thất bại thì gói tin được chuyển đến router mặc định như được lấy từ mục mặc định trong bảng thông tin định tuyến của nó.
Trong bất kỳ trường hợp nào ở trên, bất cứ khi nào gói được chuyển bởi bộ định tuyến tới một số bộ định tuyến khác hoặc đến đích, địa chỉ mac đích của gói được thay đổi thành bộ định tuyến hoặc đích đến ngay lập tức mà nó đang được gửi. Theo cách này, thông tin địa chỉ IP trong gói vẫn giữ nguyên nhưng địa chỉ mac đích thay đổi từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác. Vì vậy, theo cách này, gói tin chuyển từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác cho đến khi nó đến đích.
Bây giờ, tại điểm đến:
- Gói tin đầu tiên được nhận tại tầng vật lý, đưa ra một IRQ tới CPU để chỉ ra rằng một số dữ liệu được gửi đến và đang chờ xử lý.
- Sau này dữ liệu được gửi đến lớp liên kết dữ liệu, nơi lớp MAC được kiểm tra để xem liệu gói này có thực sự chỉ dành cho máy tính này hay không.
- Nếu kiểm tra trên được thông qua sau đó gói này được chuyển đến lớp IP, nơi một số kiểm tra địa chỉ IP và kiểm tra tổng kiểm tra được thực hiện và sau đó nó được chuyển vào giao thức lớp vận chuyển có liên quan.
- Khi điều này được thực hiện, sau đó từ kiến thức về các cổng thông tin (hoặc yêu cầu HTTP GET trong trường hợp của chúng ta) được truyền vào ứng dụng đang lắng nghe trên cổng đó.
- Bằng cách này, yêu cầu đến máy chủ web của google
Trên đây là cách thức nguyên lí hoạt động của Internet, cùng một số kiến thức chuyên sâu, hy vọng đã giúp ích được bạn trong quá trình nghiên cứu học hỏi!
