Rewolucja w dziedzinie sieci komputerowych rozpoczęła się wiele dekad temu, jeszcze zanim komputery trafiły do naszych domów. Może słyszeliście o kodzie Morse'a i telegrafie? Kod Morse'a był jednym z pierwszych powszechnych "protokołów", "standardem" stworzonym do komunikacji na odległość w czasach telegrafu.
W ten sam sposób protokoły sieci komputerowych ewoluowały stopniowo od czasów ARPANETu, poprzednika Internetu, do naszego obecnego Internetu. Przeszliśmy od ograniczonej interoperacyjności i ogromnej różnorodności konkurujących ze sobą języków komunikacyjnych do naszych obecnych, dobrze zdefiniowanych i ustrukturyzowanych protokołów (takich jak protokoły warstwowe) i ich standardów. Obecnie mamy model odniesienia OSI (Open Systems Interconnection) ramy, które wspierają nas w projektowaniu standardowych protokołów i usług, które są zgodne ze specyfikacjami różnych warstw.
Zasadniczo Internet jest wynikiem wysiłków standaryzacyjnych, dążących do wspólnych protokołów dla wspólnych podejść komunikacyjnych.
Coraz większa łączność
W miarę jak coraz więcej sieci łączyło się ze sobą i stawało się częścią całego Internetu, wymiana danych i kodu również się rozrastała. Internet służył nie tylko do komunikacji za pomocą poczty elektronicznej i forów dyskusyjnych, ale coraz częściej był wykorzystywany jako cyfrowa infrastruktura komunikacyjna, w której można było wymieniać dane i kod. Wraz z rozprzestrzenianiem się sieci, narzędzia opracowane w jednym miejscu mogły być szybko promowane, udostępniane i wdrażane w innych miejscach. Ponieważ ceny technologii przechowywania danych spadły, a moc obliczeniowa wzrosła, administratorzy systemów byli w stanie zapewnić dodatkową pamięć masową, aby hostować zasoby, do których można było mieć globalny dostęp i świadczyć usługi na odległość.
W międzyczasie naukowcy z CERN (Europejska Organizacja Badań Jądrowych), w tym Tim Berners-Lee, o którym wspominaliśmy w rozdziale 1, stworzyli w 1990 roku system przechowywania dokumentów i publikowania ich w Internecie, który nazwano World Wide Web (WWW). Wkrótce stało się jasne, że pełny potencjał sieci można osiągnąć tylko wtedy, gdy będzie ona publicznie dostępna, dlatego w 1993 r. CERN udostępnił kod źródłowy World Wide Web bez opłat licencyjnych.
Adres pierwszej na świecie strony internetowej i serwera sieciowego, działającego w CERN, to info.cern.ch. Pierwszy adres strony internetowej to http://info.cern.ch/hypertext/WWW/TheProject.html. Strona ta zawierała odnośniki do informacji o samym projekcie WWW, w tym opis hipertekstu, szczegóły techniczne dotyczące tworzenia serwera WWW oraz odnośniki do innych serwerów WWW w miarę ich udostępniania.
Internet i WWW: czy są to te same pojęcia?
Większość z nas używa słów sieć i internet wymiennie, ale w rzeczywistości są to zupełnie różne rzeczy. WWW - lub po prostu sieć - to strony, które widzisz na swoim urządzeniu, gdy jesteś online. Z drugiej strony, Internet jest siecią połączonych komputerów, na których funkcjonuje sieć, ale także przez którą podróżują e-maile i pliki. Pomyśl o Internecie jako o drogach w mieście, podczas gdy domy wzdłuż drogi reprezentują sieć. Samochody to dane, które poruszają się między stronami internetowymi lub przenoszą nasze e-maile i pliki, oddzielone od sieci.
Web 1.0
Gdy ludzie zaczęli coraz bardziej oswajać się z internetem, zaczęli pisać dokumenty specjalnie do publikacji w sieci - czyli strony internetowe. Rozpoczęło to erę tego, co określa się mianem Web 1.0, czyli "sieci tylko do odczytu". Użytkownik mógł jedynie odczytać informacje zawarte na stronie internetowej, bez możliwości komunikacji zwrotnej lub współtworzenia stron internetowych. Przykładami Web 1.0 są statyczne strony internetowe i strony osobiste. Podobnie jak reklamy w gazetach, firmy mogły dostarczać katalogi lub broszury, aby zaprezentować swoje produkty w sieci, a ludzie mogli je czytać i kontaktować się z firmami. Główna różnica polegała na tym, że sieć zapewniała widoczność - usuwając bariery geograficzne, informacje były dostępne dla każdego w dowolnym momencie. Technologia została udoskonalona, aby sprostać nowym potrzebom, z bezpieczeństwem i narzędziami do handlu elektronicznego jako głównymi funkcjami, które wkrótce zostały dodane.
Co równie ważne, do przeglądania i interakcji z siecią użytkownicy potrzebowali specjalnego oprogramowania zwanego przeglądarką, która pobierała informacje z sieci. Podczas gdy WWW funkcjonowała jako pierwsza przeglądarka internetowa, nie była ona zbyt przyjazna dla użytkownika. Dzięki lepszemu interfejsowi graficznemu i metodzie obsługi "wskaż i kliknij", Mosaic - wprowadzony w 1993 roku - szybko stał się bardzo popularną przeglądarką internetową, ponieważ była ona łatwa w użyciu, a przez to łatwiej dostępna dla przeciętnego użytkownika. Istnienie niezawodnych, przyjaznych dla użytkownika przeglądarek na popularnych wówczas komputerach miało natychmiastowy wpływ na rozpowszechnienie się sieci WWW.
Ale jak właściwie działa sieć?
Pierwszym krokiem do zrozumienia, jak działa sieć, poza tym, co widzimy jako strony internetowe na naszych komputerach, jest relacja klient-serwer, o której wspomnieliśmy w poprzedniej części. Pamiętajmy, że klienci to komputery użytkowników podłączone do Internetu, natomiast serwery to komputery, na których przechowywane są strony internetowe, witryny lub aplikacje. Dodatkowo, następujące elementy umożliwiają komunikację pomiędzy klientem a serwerem:
Przeglądarka sieciowa: Oprogramowanie użytkowe na komputerze kliencie używane do żądania dostępu i odczytywania informacji za pośrednictwem sieci WWW.
HTTP: Protokół przesyłania hipertekstu jest protokołem aplikacji, która tworzy wspólny język dla klientów i serwerów, dzięki któremu mogą porozumiewać się ze sobą. Podobnie HTTPS jest protokołem, w którym zaszyfrowane dane HTTP są przesyłane przez bezpieczne połączenie.
URL: Jednolity lokalizator zasobów (uniform resource locator) to unikalny adres używany do identyfikacji strony internetowej.
DNS: Serwery nazw domen (domain name servers) są jak książka adresowa dla stron internetowych, lokalizująca zasoby w Internecie. Aby uzyskać dostęp do danej usługi internetowej, użytkownik musi użyć prawidłowej nazwy domeny.
TCP/IP: TCP jest protokołem komunikacyjnym przesyłanym pomiędzy programem użytkowym a protokołem internetowym lub IP, o którym wspominaliśmy w poprzedniej części. TCP umożliwia przesyłanie informacji w obu kierunkach, co oznacza, że systemy komputerowe używające TCP do komunikacji mogą wysyłać i odbierać dane w tym samym czasie, tak jak w przypadku rozmowy telefonicznej.
Poruszanie się po sieci - co nazywamy przeglądaniem - rozpoczyna się, gdy wprowadzamy do przeglądarki internetowej adres URL, na przykład https://minnalearn.com/. Następnie przeglądarka przechodzi do serwera DNS, aby znaleźć adres IP serwera, na którym znajduje się dana strona internetowa.
Przeglądarka wysyła do serwera wiadomość z żądaniem HTTP lub HTTPS, prosząc o przesłanie kopii strony do klienta. Wiadomość ta, jak również wszystkie inne dane przesyłane między klientem a serwerem, są przesyłane przez połączenie internetowe za pomocą protokołu TCP/IP.
Jeśli serwer zaakceptuje żądanie, zaczyna wysyłać pliki strony do przeglądarki jako serię małych pakietów informacji zwanych pakietami danych. Przeglądarka następnie składa te pakiety w kompletną stronę internetową i wyświetla ją użytkownikowi.
Co należy wiedzieć o przeglądarkach internetowych?
Większość przeglądarek używa wewnętrznej pamięci podręcznej cache (wymawianej jako "kasz"), aby poprawić czas ładowania przy kolejnych wizytach na tej samej stronie. Pamięć podręczna to specjalne miejsce do przechowywania plików tymczasowych, dzięki któremu urządzenie, przeglądarka lub aplikacja działają szybciej i wydajniej.
Podczas przeglądania stron internetowych pliki cookie historii przeglądania pochodzące z różnych stron internetowych są przechowywane przez przeglądarkę. Cookies to małe kawałki danych, które zawierają informacje przydatne dla strony internetowej - takie jak hasło, preferencje, przeglądarka, adres IP, data i godzina odwiedzin, itp. Za każdym razem, gdy użytkownik ładuje stronę internetową, przeglądarka wysyła plik cookie z powrotem do serwera, aby powiadomić stronę o poprzedniej aktywności użytkownika. Chociaż cookies i cache są dwoma sposobami przechowywania danych na komputerze klienta, główna różnica polega na tym, że cookies są używane do przechowywania informacji w celu śledzenia różnych cech związanych z użytkownikiem, podczas gdy cache służą do przyspieszania ładowania stron internetowych.
Nie należy jednak mylić przeglądarek z wyszukiwarkami! To są zupełnie różne rzeczy. Wyszukiwarka to program komputerowy, który wyszukuje informacje w Internecie na podstawie słów kluczowych wpisywanych przez użytkownika. Używasz przeglądarki, aby uzyskać dostęp do informacji w Internecie, natomiast wyszukiwarki używasz po to, aby wskazała Ci właściwy kierunek do strony internetowej, która odnosi się do słów, które wpisujesz. Możesz wybierać spośród wielu przeglądarek, ale najczęściej używane obecnie to Google Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge i Apple Safari. Aby dostać się do wyszukiwarki, musisz użyć przeglądarki. Przykładami wyszukiwarek są Google, Bing, Yahoo, Baidu, Duckduckgo i wiele innych.
Jak działa wyszukiwarka internetowa?
Wyszukiwarki używają zautomatyzowanych programów komputerowych, zwanych "web crawlerami" lub "pająkami", które przeglądają Internet, aby stworzyć kopię wszystkich stron internetowych, na których były. Gdy pająk odwiedzi, zeskanuje i skategoryzuje stronę, wyszukiwarka może indeksować strony, tworząc listy stron, które ułatwiają szybsze wyszukiwanie. Pająk będzie kontynuował indeksowanie od jednej strony do następnej, co oznacza, że indeks wyszukiwarki staje się bardziej wszechstronny i solidny. Użytkownik wpisuje słowo kluczowe do wyszukiwarki, a ona następnie sortuje miliony stron w swojej bazie danych, aby znaleźć dopasowanie do tego konkretnego słowa kluczowego. Następnie wyszukiwarka wyświetla wyniki dla danego słowa kluczowego w kolejności zależnej od trafności.
Ulepszenia różnych technologii stosowanych w sieci sprawiły, że stała się ona coraz prostsza w użyciu i wkrótce stała się popularna, szybko przyciągając wielu użytkowników do sieci. Lata 90. to początek handlu w sieci - pierwsza sprzedaż na "Echo Bay" - późniejszym eBay - miała miejsce w 1995 roku, a Amazon.com wystartował w 1995 roku. Dostawcy usług internetowych pojawiali się szybko, aby sprostać ogromnemu zapotrzebowaniu na serwery łączące ludzi z Internetem.
Podczas gdy większość osób pracujących na komputerach osobistych używała połączeń dial-up do łączenia się z Internetem, które wymagały linii telefonicznej do działania - co oznacza, że nie można było jednocześnie łączyć się z Internetem i dzwonić do kogoś - połączenia te były powolne, pobieranie pliku było często czasochłonnym procesem, a strumieniowe przesyłanie muzyki lub wideo nie było możliwe.
Korzyści wynikające z zastosowania łączy szerokopasmowych i bezprzewodowych
Dopiero pojawienie się technologii szerokopasmowych zmieniło dotychczasowy sposób przeglądania stron internetowych. Łącza szerokopasmowe, czyli "szerokie pasmo” (“broad bandwidth”), zapewniały szybsze, "zawsze włączone" dwukierunkowe połączenie o dużej przepustowości między użytkownikiem końcowym a połączeniem dostawcy sieci dostępu. Pojawienie się sieci szerokopasmowych oznaczało, że ludzie mogli pobierać pliki, piosenki, programy telewizyjne i filmy z większą prędkością. Stworzyło to zupełnie nowy świat mediów online. Na początku XXI wieku miliony domów i biur były podłączone do sieci szerokopasmowej przez dwadzieścia cztery godziny na dobę.
W tym samym czasie został wprowadzony Internet bezprzewodowy, który szybko stał się normą, zastępując kable Ethernet, które musiały być fizycznie podłączone do komputera, aby działać. Internet bezprzewodowy szybko przyjął się w wielu miejscach, takich jak kawiarnie, sklepy detaliczne i biura.
Mobilne łącza szerokopasmowe
Równolegle do wzrostu popularności telefonów komórkowych nastąpił postęp w dziedzinie mobilnych technologii szerokopasmowych umożliwiających uzyskanie większych prędkości Internetu.
Pierwsze bezprzewodowe połączenie z Internetem stało się dostępne w 1991 r. jako część technologii telefonii komórkowej drugiej generacji (2G).
W 2001 i 2006 r., wraz z pojawieniem się trzeciej generacji (3G), możliwe stało się osiągnięcie większych prędkości. Zmieniło to kierunek rozwoju systemów komunikacji bezprzewodowej, ponieważ oprócz telefonii głosowej i usług SMS wzrosły możliwości przesyłania danych, co doprowadziło do powstania nowych usług, takich jak wideokonferencje, strumieniowe przesyłanie wideo i przesyłanie głosu przez IP (np. Skype). Następnie na rynku telefonii komórkowej nastąpił rozkwit smartfonów, co przyciągnęło większą liczbę klientów do korzystania z Internetu.
W 2009 r. wprowadzono technologię szerokopasmowej sieci komórkowej czwartej generacji (4G). Oferowała ona szybki mobilny dostęp do sieci, umożliwiając korzystanie z usług gier, mobilnej telewizji o wysokiej rozdzielczości, wideokonferencji, a nawet telewizji 3D.
Oczekuje się, że następna generacja technologii sieci komórkowej, 5G, zmieni sposób, w jaki ludzie żyją i pracują. Będzie ona szybsza i zdolna do obsługi większej liczby podłączonych urządzeń niż istniejąca sieć 4G oraz zapewni ulepszenia, które umożliwią falę nowych rodzajów produktów technologicznych. Sieci 5G zostały wdrożone w 2018 roku w różnych regionach na całym świecie i wciąż są na wczesnym etapie rozwoju.
Dzięki dostępnym technologiom umożliwiającym wysoką przepustowość i szybsze połączenia Internet szybko przekształcił się z ogólnokrajowej sieci infrastrukturalnej w zjawisko międzynarodowe. Jednak kluczowym aspektem umożliwiającym rewolucję internetową jest dostępność.
Dostępność odnosi się do dostępności technologii, które umożliwiają użytkownikom łączenie się z Internetem. Z jednej strony dostępność jest określana przez zasięg geograficzny infrastruktury technicznej zapewniającej łączność sieciową, z drugiej zaś na dostęp użytkowników do Internetu wpływają potrzebne zasoby - finansowe oraz wiedza.
W następnej części przeanalizujemy, w jaki sposób zbieg okoliczności związanych z dostępnością internetu i sieci ukształtował świat, w którym dziś żyjemy.
