ما هو الإنترنت ؟

قبل أن نتطرق لماهية الإنترنت ، يجب أن نحدد ماهية “الشبكة”. الشبكة هي مجموعة من أجهزة الكمبيوتر المتصلة التي يمكنها إرسال البيانات إلى بعضها البعض.

تشبه شبكة الكمبيوتر إلى حد كبير دائرة اجتماعية ، وهي مجموعة من الأشخاص الذين يعرفون بعضهم البعض ويتبادلون المعلومات بانتظام وينسقون الأنشطة معًا.

الإنترنت عبارة عن مجموعة واسعة من الشبكات التي تتصل ببعضها البعض. في الواقع ، تأتي كلمة “الإنترنت” من هذا المفهوم: الشبكات المترابطة.

نظرا لأن أجهزة الكمبيوتر متصلة ببعضها البعض داخل الشبكات وجميع هذه الشبكات أيضا متصلة ببعضها البعض ، يمكن لجهاز كمبيوتر واحد التحدث إلى جهاز كمبيوتر آخر في شبكة بعيدة بفضل الإنترنت. وهذا يجعل من الممكن تبادل المعلومات بسرعة بين أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم.

تتصل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض و الإنترنت من خلال الأسلاك , الكابلات  , الموجات اللاسلكية وأنواع أخرى من البنية التحتية للشبكات.

يتم ترجمة جميع البيانات المرسلة عبر الإنترنت إلى نبضات من الضوء أو الكهرباء ، وتسمى أيضا بتات ” bits” ، ثم يتم تفسيرها بواسطة الكمبيوتر المتلقي. تقوم الأسلاك والكابلات والموجات اللاسلكية بنقل هذه البتات بسرعة الضوء.

كلما زاد عدد البتات التي يمكنها تمرير هذه الأسلاك والكابلات مرة واحدة ، زادت سرعة عمل الإنترنت.

ما هي الشبكات الموزعة ، و لماذا هذا المفهوم مهم في الإنترنت؟

لا يوجد مركز تحكم للإنترنت. بدلا من ذلك ، فهو نظام شبكات موزع ، مما يعني أنه لا يعتمد على أي جهاز فردي. يمكن لأي كمبيوتر أو جهاز يمكنه إرسال البيانات واستلامها بالطريقة الصحيحة (على سبيل المثال ، استخدام بروتوكولات الشبكات الصحيحة) أن يكون جزءا من الإنترنت.

الطبيعة الموزعة للإنترنت تجعلها مرنة. تتصل أجهزة الكمبيوتر ، والخوادم ، وغيرها من أجهزة شبكة الاتصال بالإنترنت وتقطع الاتصال بها طوال الوقت دون التأثير على كيفية عمل الإنترنت – على عكس جهاز الكمبيوتر ، الذي قد لا يعمل على الإطلاق إذا كان يفتقد أحد المكونات.

ينطبق هذا حتى على نطاق واسع: إذا تعطل الخادم ، أو مركز بيانات كامل ، أو منطقة كاملة من مراكز البيانات ، يمكن أن تعمل بقية الإنترنت (إذا كان ذلك أبطأ).
كيف يعمل الإنترنت؟

هناك مفهومان رئيسيان أساسيان لطريقة عمل الإنترنت : الحزم و البروتوكولات.

الحزم

في الشبكات ، الحزمة هي جزء صغير من رسالة أكبر. تحتوي كل حزمة على بيانات ومعلومات حول تلك البيانات. تُعرف المعلومات المتعلقة بمحتويات الحزمة باسم “الرأس” ، وتذهب في مقدمة الحزمة حتى يعرف جهاز الاستقبال ما يجب فعله مع الحزمة. لفهم الغرض من رأس الحزمة ، فكر في كيفية إمداد بعض المنتجات الاستهلاكية بتعليمات التجميع.

عندما يتم إرسال البيانات عبر الإنترنت ، يتم تقسيمها أولاً إلى حزم أصغر ، ثم يتم ترجمتها إلى بتات. يتم توجيه الحزم إلى وجهتها عن طريق أجهزة الشبكات المختلفة مثل أجهزة التوجيه والمحولات.

عندما تصل الحزم إلى وجهتها ، يعيد جهاز الاستقبال تجميع الحزم بالترتيب ويمكنه بعد ذلك استخدام البيانات أو عرضها.

كيف ذلك ؟

قارن هذه العملية بالطريقة التي تم بها بناء تمثال الحرية للولايات المتحدة. تم تصميم وبناء تمثال الحرية لأول مرة في فرنسا. ومع ذلك ، كانت كبيرة جدًا بحيث لا يمكن وضعها على السفينة ، لذلك تم شحنها إلى الولايات المتحدة على شكل قطع ، إلى جانب تعليمات حول مكان كل قطعة. أعاد العمال الذين حصلوا على القطع تجميعها في التمثال الذي يقف اليوم في نيويورك.

على الرغم من أن تمثال الحرية استغرق وقتًا طويلاً ، إلا أن إرسال المعلومات الرقمية في أجزاء أصغر سريع للغاية عبر الإنترنت. على سبيل المثال ، يمكن لصورة تمثال الحرية المخزنة على خادم الويب السفر عبر العالم حزمة واحدة في كل مرة وتحميلها على جهاز كمبيوتر شخص ما في غضون مللي ثانية.

يتم إرسال الحزم عبر الإنترنت باستخدام تقنية تسمى تبديل الحزم. أجهزة التوجيه والمحولات الوسيطة قادرة على معالجة الحزم بشكل مستقل عن بعضها البعض ، دون احتساب مصدرها أو وجهتها. هذا حسب التصميم بحيث لا يهيمن اتصال واحد على الشبكة. إذا تم إرسال البيانات بين أجهزة الكمبيوتر مرة واحدة بدون تبديل حزم ، فقد يشغل الاتصال بين جهازي كبلات وموجهات ومفاتيح تحويل متعددة لعدة دقائق في كل مرة. بشكل أساسي ، سيتمكن شخصان فقط من استخدام الإنترنت في وقت واحد – بدلا من عدد غير محدود تقريبًا من الأشخاص ، كما هو الحال في الواقع.

البروتوكولات

يعد توصيل جهازي كمبيوتر ، وكلاهما قد يستخدم أجهزة مختلفة وتشغيل برامج مختلفة ، أحد التحديات الرئيسية التي كان على منشئي الإنترنت حلها. يتطلب استخدام تقنيات اتصالات مفهومة من قبل جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة ، تمامًا كما قد يحتاج شخصان نشأوا في أجزاء مختلفة من العالم إلى التحدث بلغة مشتركة لفهم بعضهم البعض.

يتم حل هذه المشكلة باستخدام البروتوكولات الموحدة. في الشبكات ، يعد البروتوكول طريقة قياسية للقيام ببعض الإجراءات وتنسيق البيانات حتى يتمكن جهازان أو أكثر من الاتصال ببعضهما البعض وفهمهما.

توجد بروتوكولات لإرسال الحزم بين الأجهزة على نفس الشبكة (Ethernet) ، لإرسال الحزم من شبكة إلى أخرى (IP) ، لضمان وصول هذه الحزم بالترتيب (TCP) بنجاح ، ولتنسيق البيانات لمواقع الويب والتطبيقات (HTTP) . بالإضافة إلى هذه البروتوكولات التأسيسية ، هناك أيضًا بروتوكولات للتوجيه والاختبار والتشفير. وهناك بدائل للبروتوكولات المذكورة أعلاه لأنواع مختلفة من المحتوى – على سبيل المثال ، غالبًا ما يستخدم دفق الفيديو UDP بدلاً من TCP.

نظرًا لأن جميع أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالإنترنت والأجهزة الأخرى يمكنها تفسير هذه البروتوكولات وفهمها ، فإن الإنترنت يعمل بغض النظر عمن يتصل بها أو ما يتصل بها.

ما هي البنية التحتية المادية التي تجعل الإنترنت يعمل؟

هناك الكثير من الأنواع المختلفة من الأجهزة والبنية التحتية المتدخلة في جعل الإنترنت يعمل للجميع. تشمل بعض الأنواع الأكثر أهمية ما يلي:

تقوم أجهزة التوجيه بإعادة توجيه الحزم إلى شبكات أجهزة الكمبيوتر المختلفة بناء على وجهتها. أجهزة التوجيه تشبه شرطة المرور على الإنترنت للتأكد من أن حركة الإنترنت تذهب إلى الشبكات الصحيحة.
تقوم المحولات بتوصيل الأجهزة التي تشترك في شبكة واحدة. يستخدمون تبديل الحزم لإعادة توجيه الحزم إلى الأجهزة الصحيحة. كما يتلقون حزمًا صادرة من تلك الأجهزة و يمررونها إلى الوجهة الصحيحة.
خوادم الويب هي أجهزة كمبيوتر متخصصة عالية الطاقة تقوم بتخزين وتقديم المحتوى (صفحات الويب والصور ومقاطع الفيديو) للمستخدمين ، بالإضافة إلى استضافة التطبيقات وقواعد البيانات. تستجيب الخوادم أيضًا لاستعلامات DNS وتؤدي مهامًا مهمة أخرى للحفاظ على عمل الإنترنت وتشغيله. يتم الاحتفاظ بمعظم الخوادم في مراكز البيانات الكبيرة الموجودة في جميع أنحاء العالم.

كيف ترتبط هذه المفاهيم بمواقع الويب والتطبيقات التي يصل إليها المستخدمون عبر الإنترنت ؟

تحميل الموقع

تأمل هذه المقالة. من أجل قراءتها ، تم إرسالها عبر الإنترنت قطعة بقطعة في شكل عدة آلاف من حزم البيانات. تنتقل هذه الحزم عبر الكابلات والموجات اللاسلكية ومن خلال أجهزة التوجيه والمبدلات من خادم الويب الخاص بنا إلى جهاز الكمبيوتر أو الجهاز الخاص بك. تلقى الكمبيوتر أو الهاتف الذكي هذه الحزم ومررها إلى متصفح جهازك ، وقام المستعرض بتفسير البيانات الموجودة داخل الحزم لعرض النص الذي تقرأه الآن.

الخطوات المحددة المتضمنة في هذه العملية هي:

استعلام DNS: عندما بدأ المستعرض الخاص بك في تحميل صفحة الويب هذه ، من المحتمل أنه قام أولاً باستعلام DNS لمعرفة عنوان IP لموقع Taaryf.com.
 اتصال TCP: فتح متصفحك اتصالاً بعنوان IP هذا.
اتصال TLS: يقوم متصفحك أيضًا بإعداد التشفير بين خادم الويب Taaryf.com وجهازك حتى لا يتمكن المهاجمون من قراءة حزم البيانات التي تنتقل بين نقطتي النهاية هاتين.
طلب HTTP: طلب متصفحك المحتوى الذي يظهر على صفحة الويب هذه.
استجابة HTTP: نقل خادم Taaryf.com المحتوى في شكل HTML و CSS وشفرة JavaScript ، مقسما إلى سلسلة من حزم البيانات. بمجرد أن يستقبل جهازك الحزم ويتحقق من استلامها جميعًا ، فسّر متصفحك شفرة HTML و CSS وجافا سكريبت المضمنة في الحزم لتقديم هذه المقالة حول كيفية عمل الإنترنت. استغرقت العملية بأكملها ثانية أو اثنتين فقط.

كما ترى ، هناك العديد من العمليات والبروتوكولات المختلفة في تحميل صفحة الويب.