اینترنت چیست و چگونه کار می‌کند؟
جواب کوتاه
اینترنت شبکه‌ای از شبکه‌هاست: میلیون‌ها شبکه‌ی کوچک و بزرگ، از شبکه‌ی خانه‌ی شما تا شبکه‌ی دیتاسنترها، که با یک زبان مشترک به نام TCP/IP به هم وصل شده‌اند. وقتی سایتی را باز می‌کنید، درخواست شما تکه‌تکه، دست به دست از چند شبکه و مسیریاب، تا سرور آن سایت می‌رود و جواب از همین راه‌ها برمی‌گردد.
اینترنت یعنی شبکه‌ای از شبکه‌ها
در درس قبل دیدیم که شبکه یعنی چند دستگاه که به هم وصل‌اند تا با هم حرف بزنند. گوشی و لپ‌تاپ و مودم خانه‌ی شما یک شبکه‌اند. حالا تصور کنید این شبکه‌ی کوچک به شبکه‌ی بزرگ‌تری وصل شود، آن شبکه به شبکه‌های دیگر، و همین‌طور تا آن سوی دنیا.
اینترنت همین است: یک شبکه‌ی بزرگ نیست که کسی یک‌جا ساخته باشد؛ میلیون‌ها شبکه است که هر کدام صاحب خودش را دارد و همه به هم وصل‌اند. نامش هم از همین آمده: internet، یعنی میان‌شبکه، به‌هم‌پیوستن شبکه‌ها (تاریخچه‌ی اینترنت، Internet Society).
چیزی که این‌ها را یکی می‌کند، سیم یا شرکت مشترک نیست؛ زبان مشترک است. هر شبکه هر جور سیم و دستگاهی داشته باشد، اگر این زبان را بلد باشد، به بقیه وصل می‌شود. مرحله به مرحله بسازیدش:
از گوشی شما تا یک سایت
وقتی برای خانه یا گوشی‌تان اینترنت می‌خرید، در واقع وصل شدن به شبکه‌ی یک شرکت را می‌خرید. به این شرکت ISP می‌گویند، مخفف Internet Service Provider، یعنی «فراهم‌کننده‌ی خدمت اینترنت». شرکت مخابرات یا اپراتور موبایل شما همین نقش را دارد. شبکه‌ی ISP دروازه‌ی شما به همه‌ی شبکه‌های دیگر است.
حالا فرض کنید روی گوشی نشانی سایتی را می‌زنید. درخواست شما، مثل همه‌ی داده‌ها، تکه‌تکه می‌رود؛ به هر تکه «بسته» می‌گویند (در درس قبل دیدید پیام چطور تکه‌تکه می‌رود). یکی از این بسته‌ها را دنبال کنید، ایستگاه به ایستگاه:
ایستگاه ۱ از ۸، گوشی شما: درخواست شما («این صفحه را بده») در گوشی چند بسته می‌شود. روی هر بسته نشانی سرور سایت نوشته شده است؛ گوشی این نشانی را پیش‌تر با DNS پیدا کرده است.
برای باز شدن یک صفحه، این سفر برای بسته‌های زیادی تکرار می‌شود، رفت و برگشت. هر کدام ممکن است از راه کمی متفاوتی برود؛ در مقصد همه به ترتیب کنار هم چیده می‌شوند.
بسته‌ها و مسیریاب (روتر)
فرض کنید نامهای به شهر دیگری می‌فرستید. اداره‌ی پست محله‌ی شما راه کامل را نمی‌داند؛ فقط می‌داند نامه را باید به مرکز شهر بدهد. مرکز شهر می‌داند به کدام شهر بفرستد، و آنجا می‌دانند به کدام محله. هر کس فقط قدم بعد را می‌داند، و نامه می‌رسد.
اینترنت هم همین‌طور کار می‌کند. در هر چهارراه شبکه دستگاهی هست به نام مسیریاب یا روتر (router). مسیریاب نشانی مقصد را روی بسته می‌خواند و آن را به مسیریاب بعدی می‌دهد. به هر بار دست به دست شدن «یک پرش» می‌گویند. مودم خانه‌ی شما هم یک مسیریاب کوچک است.
بسته‌ها کوچک‌اند. روی کابل شبکه، هر بسته حداکثر ۱۵۰۰ بایت است (RFC 894)؛ پس یک عکس ۳ مگابایتی حدود ۲۰۰۰ بسته می‌شود. هر بسته هم یک شمارنده دارد به نام «زمان زنده ماندن» که در هر پرش کم می‌شود؛ اگر به صفر برسد، بسته دور ریخته می‌شود (RFC 791). چرا؟ تا بسته‌ای که راهش را گم کرده، تا ابد در شبکه دور خودش نچرخد.
اگر راهی خراب شود چه؟ مسیریاب‌ها به هم خبر می‌دهند و راه دیگری انتخاب می‌شود. امتحان کنید:
یک راه را ببندید یا باز کنید:
زبان مشترک: TCP/IP چیست
دیدیم که شبکه‌ها با یک زبان مشترک به هم وصل‌اند. این زبان دو بخش اصلی دارد، و نام هر دو در نامش هست: TCP/IP.
IP نشانی است. هر دستگاه در اینترنت یک نشانی IP دارد و روی هر بسته نشانی فرستنده و گیرنده نوشته می‌شود. IP بسته را «تا جای ممکن» می‌رساند؛ قول نمی‌دهد که برسد یا به ترتیب برسد (RFC 791). درس IP چیست آن را کامل باز می‌کند.
TCP آن قول را می‌دهد. تکه‌ها را شماره می‌زند، در مقصد به ترتیب کنار هم می‌گذارد، و اگر تکه‌ای نرسید، دوباره آن را می‌خواهد (RFC 9293).
مثل نامه‌ی ده‌صفحه‌ای که در ده پاکت جدا پست می‌کنید: روی هر پاکت نشانی (IP)، و روی هر صفحه شماره‌ی صفحه (TCP). اگر پاکت سوم نرسید، گیرنده می‌داند کدام را دوباره بخواهد. هر پاکت هم برای اینکه روی سیم یا موج برود، یک بسته‌بندی دیگر می‌گیرد؛ پاکت در پاکت:
اینترنت از کجا می‌آید: فیبر، کابل زیردریایی، دیتاسنتر
خیلی‌ها فکر می‌کنند اینترنت در هوا است، یا از ماهواره می‌آید. ولی اینترنت بیشتر روی سیم است. در گوشی، فقط از گوشی تا نزدیک‌ترین دکل بی‌سیم است؛ از آنجا داده روی فیبر نوری می‌رود، روی زمین و زیر دریا. در خانه هم وای‌فای فقط چند متر تا مودم است. سهم ماهواره در ترافیک میان کشورها بسیار کم است (پرسش‌های کابل زیردریایی، TeleGeography).
فیبر نوری رشته‌ی شیشه‌ای نازکی است که داده را با نور می‌برد. زیر خیابان‌ها، کنار جاده‌ها و میان شهرها کشیده شده است. وقتی دو سوی راه دریاست، فیبر از کابل زیردریایی می‌گذرد: در دریای عمیق، کابل به کلفتی یک شلنگ باغچه روی کف دریا خوابیده است، و رشته‌های فیبر داخلش به نازکی یک تار مو‌اند. نزدیک ساحل، کابل زره بیشتری دارد و زیر خاک دفن می‌شود.
طبق TeleGeography، در سال ۲۰۲۶ بیش از ۶۰۰ کابل زیردریایی فعال یا در دست ساخت هست و طول کابل‌های فعال از ۱٫۵ میلیون کیلومتر بیشتر است. هر سال به‌طور میانگین حدود ۲۰۰ بار کابلی آسیب می‌بیند؛ دو سوم این‌ها از کشتی‌های ماهیگیری و لنگرهایی است که روی کف دریا کشیده می‌شوند. برای همین شبکه‌ها ظرفیتشان را میان چند کابل پخش می‌کنند، تا اگر یکی آسیب دید، داده از بقیه برود و کابل آسیب‌دیده تعمیر شود.
دیتاسنتر (مرکز داده) ساختمانی است پر از سرور: کامپیوترهایی که شب و روز روشن‌اند و سایت‌ها و برنامه‌ها روی آن‌ها هستند. وقتی سایتی را باز می‌کنید، در آخر راه به سروری در یکی از همین ساختمان‌ها می‌رسید. «ابر» هم که می‌شنوید، همین سرورها در دیتاسنترهاست، نه چیزی در آسمان.
نقطه‌ی تبادل اینترنت (IXP) جایی است که شبکه‌های مختلف در آن به هم می‌رسند و ترافیک را با هم رد و بدل می‌کنند. فایده‌اش این است که داده‌ای که از یک محله به محله‌ی دیگر می‌رود، لازم نیست از راه دور، از کشور یا قاره‌ی دیگر، دور بزند. راه کوتاه‌تر یعنی سریع‌تر و ارزان‌تر (نقطه‌های تبادل، Internet Society).
پس اینترنت چیزی نیست که جایی «تولید» شود. اینترنت راه است: سیم‌ها و فیبرها و مسیریاب‌هایی که شبکه‌ها را به هم وصل کرده‌اند.
اینترنت مال کیست
جواب کوتاه: مال هیچ‌کس به تنهایی. هر شبکه صاحب خودش را دارد: شبکه‌ی خانه مال شماست، شبکه‌ی ISP مال همان شرکت، کابل زیردریایی مال شرکت‌هایی که آن را ساخته‌اند، دیتاسنتر مال صاحبش. این صاحبان با هم قرار می‌گذارند که شبکه‌هایشان را به هم وصل کنند. اینترنت «از اساس غیرمتمرکز» طراحی شده است (IANA).
ولی چند چیز باید برای همه یکی باشد، وگرنه شبکه‌ها حرف هم را نمی‌فهمند: زبان مشترک، نشانی‌هایی که دوتا نشوند، و نام‌هایی که دوتا نشوند. برای همین چند چیز، چند گروه هستند:
- IETF: زبان مشترک را می‌نویسد
- از ۱۹۸۶. استانداردهای اینترنت، مثل TCP و IP، را می‌نویسد و با نام RFC منتشر می‌کند. عضویت ندارد؛ هر کسی می‌تواند در گروه‌های کاری‌اش شرکت کند، و استانداردهایش داوطلبانه است (IETF).
- IANA: فهرست‌های مشترک را نگه می‌دارد
- فهرست عمومی نشانی‌های IP، شماره‌ها و ریشه‌ی نام‌ها. از دفترچه‌ای شروع شد که جان پاستل از حدود ۱۹۷۲ در آن شماره‌ها را ثبت می‌کرد (ICANN).
- ICANN: نامهای دامنه را هماهنگ می‌کند
- از ۱۹۹۸؛ سازمانی غیرانتفاعی که مدیریت فنی و هماهنگی نامهای دامنه (DNS) را بر عهده دارد. امروز کار IANA را هم یک وابسته‌ی ICANN انجام می‌دهد.
- پنج ثبت‌کننده‌ی منطقه‌ای (RIR): نشانی‌ها را پخش می‌کنند
- نشانی‌های IP را در منطقه‌ی خودشان به شرکت‌ها و شبکه‌ها می‌دهند. برای اروپا، خاورمیانه و بخشی از آسیای میانه، این کار با RIPE NCC است (NRO).
- شرکت‌های اینترنت و صاحبان شبکه‌ها: راه را می‌سازند
- سیم و فیبر و مسیریاب را می‌کشند و نگه می‌دارند، و به هم وصل می‌شوند.
تاریخچه‌ی اینترنت، و مخترع آن
اینترنت یک مخترع ندارد. گروه بزرگی از دانشمندان و مهندس‌ها، در سال‌های زیاد، آن را تکه به تکه ساختند؛ نام‌هایی مثل لئونارد کلاینراک، وینت سرف، رابرت کان و جان پاستل فقط چند نفر از آن‌ها هستند (Internet Society). مهم‌ترین قدم‌ها، با تاریخ:
پیش از وب
- ۱۹۶۹اولین پیام آرپانت، از دانشگاه UCLA به مؤسسه‌ی SRI: فقط دو حرف «LO» رسید، چون سیستم بعد از دو حرف از کار افتاد. حدود یک ساعت بعد، کل پیام رسید.
- حدود ۱۹۷۲جان پاستل شماره‌های مشترک شبکه را در یک دفترچه ثبت می‌کرد؛ کاری که بعدها IANA شد.
- ۱۹۷۴وینت سرف و همکارانش مشخصات TCP را نوشتند؛ سندی که کلمه‌ی Internet در عنوانش آمده است (RFC 675).
- ۱۹۸۳از ۱ ژانویه، همه‌ی آرپانت یک‌باره روی TCP/IP رفت؛ همان زبانی که اینترنت امروز با آن کار می‌کند.
- ۱۹۸۵NSFNET، شبکه‌ی دانشگاه‌ها در آمریکا، ساخته شد و بسیاری از شبکه‌ها به آن پیوستند.
- ۱۹۸۶IETF ساخته شد؛ جایی که استانداردهای اینترنت نوشته می‌شود.
با وب
- ۱۹۸۹تیم برنرز لی در CERN اولین پیشنهاد وب را نوشت؛ بیست سال بعد از پیام اول آرپانت.
- ۱۹۹۰آرپانت کنار گذاشته شد. تا این سال، TCP/IP زبان بیشتر شبکه‌های بزرگ دنیا شده بود.
- ۱۹۹۱نرم‌افزار وب منتشر شد و در اوت همان سال در گروه‌های خبری اینترنت معرفی شد.
- ۱۹۹۳از ۳۰ آوریل، CERN نرم‌افزار وب را برای همه رایگان کرد.
- ۱۹۹۵بودجه‌ی ستون اصلی NSFNET تمام شد و شبکه‌های خصوصی و تجاری ستون اینترنت شدند. اینترنت در آن زمان بیش از ۵۰ هزار شبکه داشت.
- ۱۹۹۸ICANN ساخته شد، سازمانی غیرانتفاعی برای مدیریت نامهای دامنه (DNS).
منبع‌ها: کلاینراک، UCLA، ICANN، RFC 675، RFC 801، Internet Society، IETF، CERN.
تفاوت اینترنت و وب
اینترنت جاده است؛ وب یکی از چیزهایی است که روی این جاده می‌رود. وب یعنی سایت‌ها و صفحه‌هایی که با مرورگر باز می‌کنید. پیام‌رسان، ایمیل، تماس تصویری و بازی آنلاین هم روی همین جاده می‌روند، ولی وب نیستند.
برای همین وب بیست سال بعد از اولین پیام آرپانت پیشنهاد شد: جاده از قبل بود (CERN). درس بعد، تفاوت اینترنت و وب، این را کامل می‌گوید.
پنج اشتباه رایج
- «اینترنت جایی تولید می‌شود.»
- اینترنت مثل برق نیست که نیروگاهی داشته باشد. اینترنت راه است: شبکه‌هایی که به هم وصل‌اند. آنچه شما می‌خرید، وصل شدن به شبکه‌ی یک ISP است، و حجمی که حساب می‌شود، مقدار داده‌ای است که از این راه رد کرده‌اید.
- «اینترنت از ماهواره می‌آید.»
- بیشتر داده‌ی میان کشورها از کابل‌های فیبر، روی زمین و زیر دریا، می‌رود. ماهواره برای جاهایی است که فیبر نرسیده است، و سهمش کم است.
- «اینترنت بی‌سیم است.»
- فقط چند متر آخر بی‌سیم است: از گوشی تا مودم، یا تا دکل موبایل. بقیه‌ی راه، هزاران کیلومتر، سیم و فیبر است.
- «اینترنت یک مرکز یا یک صاحب دارد.»
- اینترنت مرکز ندارد؛ هر شبکه صاحب خودش را دارد و راه‌ها را از همسایه‌هایش یاد می‌گیرد. فقط چند فهرست مشترک، مثل نشانی‌ها و نام‌ها، هماهنگ می‌شود.
- «اینترنت را یک نفر اختراع کرد.»
- اینترنت کار گروهی بزرگ، در چند دهه بود. وب را یک نفر پیشنهاد داد، تیم برنرز لی؛ ولی وب، اینترنت نیست.
جمع‌بندی. آنچه از این درس با خودتان می‌برید.
- اینترنت یک چیز نیست؛ میلیون‌ها شبکه است که به هم وصل‌اند: خانه‌ها، شرکت‌های اینترنت، شبکه‌های میان کشورها و دیتاسنترها.
- شرکت اینترنت شما (ISP) دروازه‌ی شما به این شبکه‌هاست؛ آنچه می‌خرید، وصل شدن به شبکه‌ی اوست.
- داده تکه‌تکه، در بسته‌ها، می‌رود. هر مسیریاب فقط قدم بعد را انتخاب می‌کند، و اگر راهی بسته شود، راه دیگری پیدا می‌شود.
- زبان مشترک همه، TCP/IP است: IP بسته را به نشانی می‌رساند و TCP مطمئن می‌شود همه‌ی تکه‌ها، به ترتیب، رسیده‌اند.
- اینترنت بیشتر روی سیم است: فیبر زیر خیابان‌ها و کابل‌های زیر دریا؛ بی‌سیم فقط چند متر آخر است.
- اینترنت صاحب واحد ندارد؛ هر شبکه صاحب خودش را دارد و فقط چند چیز مشترک (استانداردها، نام‌ها و نشانی‌ها) با هم هماهنگ می‌شود.
خودتان را بسنجید ۸ پرسش، اختیاری؛ نتیجه فقط برای خود شماست.