Jak funguje internet: co se stane mezi stiskem Enteru a načtenou stránkou

Když do prohlížeče napíšete adresu a zmáčknete Enter, rozběhne se cesta, která trvá zlomek vteřiny. Vaše adresa se nejdřív přeloží na číslo, podle kterého síť pozná, kam se má obrátit. Požadavek pak proletí přes vašeho poskytovatele a páteřní sítě až k počítači, na kterém stránka bydlí – k serveru. Ten pošle stránku po malých kouscích zpátky a prohlížeč ji složí a vykreslí. Celou tu cestu si tady projdeme krok za krokem, srozumitelně a bez žargonu.

Co se stane, když zmáčknete Enter

Představte si, že do prohlížeče napíšete uvtnet.cz a stisknete Enter. V tu chvíli prohlížeč netuší, kde ta stránka je – zná jen její jméno. Proto se musí nejdřív zeptat, kam se vlastně obrátit. Celá cesta má pár kroků a proběhne většinou rychleji, než stačíte mrknout.

Nejdřív překlad. Jméno webu se přeloží na číslo, kterému rozumí síť (o tom je hned další část). Pak hledání cesty. Váš požadavek putuje od vašeho routeru k poskytovateli a odtud přes hlavní tahy k počítači, na kterém stránka bydlí. Nakonec odpověď. Server pošle stránku zpátky – ne najednou, ale po malých kouscích – a prohlížeč z nich stránku složí a vykreslí. A protože jedna stránka se skládá z mnoha částí (text, obrázky, styly), proběhne tahle výměna klidně mnohokrát za sebou.

Nic z toho nemusíte řešit – děje se to samo. Ale když víte, co se pod pokličkou odehrává, líp pochopíte, proč se občas něco nenačte a kde může být zádrhel.

Proč je to tak rychlé? Kromě toho, že data letí sítí velice rychle, si prohlížeč spoustu věcí pamatuje. Když se na stránku vrátíte, část z ní má uloženou u sebe (v takzvané mezipaměti) a nemusí ji stahovat znovu z druhého konce cesty. Proto se známé weby otevírají svižněji než ty, které vidíte poprvé.

Proč má každé zařízení své číslo

Aby si dvě zařízení v síti mohla poslat data, musí se navzájem najít. K tomu slouží IP adresa – číslo, které funguje podobně jako poštovní adresa. Bez něj by síť nevěděla, komu má balíček dat doručit. Každý telefon, notebook i server takové číslo má.

Je dobré vědět, že veřejná a domácí adresa nejsou totéž. Uvnitř vaší domácnosti mají zařízení svoje soukromá čísla, která platí jen mezi nimi. Navenek do internetu ale celá domácnost vystupuje obvykle jednou veřejnou adresou, kterou jí přidělí poskytovatel. Je to trochu jako číslo popisné domu: uvnitř bytů si říkáte křestními jmény, ale pošťák najde dům podle jediné adresy.

Těch veřejných čísel starého typu (říká se jim IPv4) je na světě omezené množství a v některých místech už žádná nová nejsou. Proto se svět postupně stěhuje na novější a mnohem prostornější adresování IPv6. Pro vás se přitom nemění nic – je to spíš jako rozšíření číslování ulic, když staré čísla dojdou.

Kdo vám domácí čísla přiděluje? Váš router. Ve chvíli, kdy k němu připojíte nový telefon nebo notebook, router mu sám přidělí volné domácí číslo tak, aby se s ostatními nepřekrývalo. Vy nemusíte nastavovat nic – proto stačí zařízení „přihlásit k Wi-Fi“ a rovnou funguje.

DNS: internetový seznam jmen

Lidé si pamatují jména, síť pracuje s čísly. DNS je služba, která mezi tím překládá – funguje jako internetový telefonní seznam. Napíšete jméno (uvtnet.cz), DNS k němu najde číslo serveru a teprve podle něj se připojení vydá na cestu. Bez DNS byste si museli pamatovat dlouhá čísla místo jmen webů.

Když DNS nefunguje, projeví se to typicky tak, že se stránka vůbec nenačte, přestože „internet jede“ – jen se nemá kam obrátit. Právě proto na kvalitě a bezpečnosti překladu záleží; věnovali jsme mu samostatný článek o DNS resolveru, kde se dočtete, jak může chytrý překlad zároveň chránit před podvodnými weby.

Kde se překlad odehrává? Vaše zařízení se zeptá DNS serveru – často toho, který provozuje váš poskytovatel, ale může to být i jiný. Odpověď si síť na chvíli zapamatuje, aby se na totéž jméno nemusela ptát pořád dokola. I proto se stejný web podruhé načte o kousek rychleji.

Proč se data posílají po kouscích

Tohle je možná nejhezčí „aha“ moment celého internetu. Data se totiž neposílají vcelku, ale rozdělená na malé kousky – pakety. Každý paket dostane pořadové číslo a adresu cíle, vydá se na cestu samostatně a na druhé straně se z paketů složí původní celek ve správném pořadí. O tohle rozdělování a skládání se stará rodina pravidel, které se říká TCP/IP – dohodnutý „jazyk“, kterým spolu sítě mluví.

Proč takhle komplikovaně? Protože to dělá internet odolným. Když se jeden paket cestou ztratí, pošle se znovu jen ten jeden, ne celý soubor. A když někde vypadne kus cesty, pakety si najdou jinou – síť má mezi body spoustu propojení.

Díky tomu spojení přežije i poruchu, o které často ani nevíte. Když se vám na chvíli „zasekne“ video a pak zase naskočí, většinou jste právě viděli tenhle mechanismus v akci: pár paketů dorazilo se zpožděním nebo jinou cestou.

Aby nic nechybělo, síť si doručené kousky odškrtává. Když nějaký nedorazí, druhá strana si ho vyžádá znovu – a teprve až jsou všechny, složí se z nich úplný celek. Právě tahle kontrola je důvod, proč vám i na pomalém připojení dorazí e-mail celý a nikdy jen z poloviny; síť radši chvíli počká, než by poslala půlku.

Od vás až k páteřní síti

Cesta dat má vrstvy, které do sebe zapadají jako matrjošky. Nejblíž vám je vaše domácí síť – router a k němu připojený notebook, mobil nebo televize. Ta se napojuje na síť poskytovatele, který připojení přivádí až k vám. A ta se dál napojuje na páteřní síť – hlavní tahy, které spojují poskytovatele a celé země mezi sebou.

Srdcem vaší domácí vrstvy je router. Na tom, jaký router k jakému připojení potřebujete a proč na něm záleží víc, než se zdá, jsme se podívali v článku jaký router potřebujete podle připojení. Pro tenhle výklad stačí vědět, že router je branou mezi vaší domácí sítí a zbytkem světa.

Kudy internet fyzicky vede

„Mrak“ zní vzdušně, ale realita je velmi hmatatelná. Internet vede po fyzické infrastruktuře: kabelech v zemi, optických vláknech, bezdrátových spojích a satelitech. Když si pustíte web, data reálně proletí kusem skla nebo mědi – nikam do „mraku“ se neztrácejí.

Nejmodernější páteří dneška jsou optická vlákna – tenká skleněná vlákna, kterými se místo elektřiny posílá světlo. Unesou obrovské množství dat a jsou základ toho, čemu se říká rychlý internet; víc o nich píšeme v článku o optickém internetu. Mezi kontinenty pak data putují po podmořských kabelech položených na dně oceánů – ano, drtivá většina mezikontinentálního provozu jde po dně moře, ne přes satelity. Tam, kde se kabel nevyplatí, nastupují bezdrátové spoje a v odlehlých místech satelity.

A samotné weby? Ty „bydlí“ na serverech – výkonných počítačích, které běží ve velkých datových centrech. To jsou skutečné budovy plné techniky, chlazení a záložního napájení. Když otevřete stránku, spojíte se ve výsledku právě s takovým počítačem – jen může stát klidně na druhém konci světa.

Kdo internet vlastní

Nikdo. Neexistuje žádný majitel ani ústředí, které by internet vlastnilo nebo zapínalo. Internet je síť sítí – desetitisíce samostatných sítí, které se dobrovolně propojily, protože se jim to vyplatí. Každý poskytovatel provozuje svoji síť a s ostatními se domlouvá, že si navzájem pustí provoz. Tomuhle propojování se říká peering a děje se často na společných propojovacích bodech; ten hlavní český se jmenuje NIX (Neutral Internet Exchange) a potkávají se na něm sítě tuzemských operátorů.

Aby to celé drželo pohromadě, existuje pár nadnárodních organizací, které se starají o pravidla, standardy a evidence – třeba o to, aby se čísla adres nikde nepřekrývala. Nikdo z nich ale internet neřídí; spíš dohlížejí na společně dohodnutá pravidla. Jedním z poskytovatelů, kteří takové sítě u nás budují a propojují, jsme i my v ÚVT. Jak internet v Česku vyrostl od nadšenců po dnešní podobu, mimochodem hezky mapuje článek historie internetu v Česku.

Právě tahle otevřenost je celé kouzlo internetu: protože se všichni drží stejných dohodnutých pravidel (protokolů), může se do sítě zapojit kdokoli nový a hned mluvit se všemi ostatními. Nikoho se nemusí ptát na svolení – stačí dodržet pravidla. Díky tomu internet roste dál, aniž by ho musel někdo řídit z jednoho místa.

Wi-Fi není totéž co internet

Tohle je nejčastější laický omyl vůbec, a stojí za to si ho vyjasnit. Wi-Fi je jen bezdrátové spojení posledních pár metrů mezi vaším zařízením a routerem – nahrazuje kabel po bytě. Internet je celá síť za routerem, ta obrovská cesta, kterou jsme si popsali výše. Proto může Wi-Fi fungovat perfektně, a internet přesto „nejde“ – třeba když má výpadek poskytovatel. A naopak: připojit se jde i kabelem úplně bez Wi-Fi.

Když se v tom chcete zorientovat víc – jaké druhy bezdrátových sítí existují a čím se liší – rozebrali jsme to v článku co je vlastně Wi-Fi.

Časté dotazy