Tarmoq nima va u qayerdan kelgan?

Brauzerga softromeda.com deb yozib Enter bosasiz. Yarim soniya o'tmay sahifa ochiladi. Shu yarim soniya ichida o'nlab protokol ishga tushadi, ma'lumot mingdan ortiq kilometr yo'l bosadi va o'nlab qurilmadan o'tadi.

Bu darslik o'sha yo'lni bosqichma-bosqich ochib beradi.

Tarmoq - bu kelishuv #

Ikki kompyuterni sim bilan ulash - bu hali tarmoq emas. Ular bir-birini tushunishi kerak: kim qachon gapiradi, xabar qayerda boshlanib qayerda tugaydi, xato bo'lsa nima qilinadi.

Shu kelishuvlar to'plami protokol deb ataladi.

Asosiy g'oya: paket kommutatsiyasi #

1960-yillargacha aloqa kanal kommutatsiyasi ustiga qurilgan edi: telefon qilganingizda sizga butun suhbat davomida alohida sim ajratilardi. Gaplashmasangiz ham sim band turardi.

Tarmoqlar uchun boshqa yo'l tanlandi: xabar bo'laklarga bo'linadi, har bo'lak alohida yo'l bilan ketadi va manzilda qayta yig'iladi.

xabar = "Salom Husanboy, bugun soat 14:00 da uchrashamiz."

# Xabar bo'laklarga - paketlarga - bo'linadi
OLCHAM = 12
paketlar = []
for i in range(0, len(xabar), OLCHAM):
    paketlar.append({"raqam": len(paketlar), "matn": xabar[i:i + OLCHAM]})

print("paketlar soni:", len(paketlar))
for p in paketlar:
    print(f"  #{p['raqam']}  [{p['matn']}]")

paketlar soni: 4
  #0  [Salom Husanb]
  #1  [oy, bugun so]
  #2  [at 14:00 da ]
  #3  [uchrashamiz.]

E'tibor bering: har paketda raqami bor. Aynan shu raqam butun g'oyani ishlaydigan qiladi.

Tartibsiz kelsa nima bo'ladi? #

Paketlar turli yo'ldan ketgani uchun ular jo'natilgan tartibda yetib kelishi shart emas. Raqam bo'lgani uchun bu muammo emas:

xabar = "Salom Husanboy, bugun soat 14:00 da uchrashamiz."

OLCHAM = 12
paketlar = []
for i in range(0, len(xabar), OLCHAM):
    paketlar.append({"raqam": len(paketlar), "matn": xabar[i:i + OLCHAM]})

# Paketlar turli yo'llardan ketdi va TARTIBSIZ yetib keldi.
# Aynan shu tartibda kelgan deb faraz qilamiz:
kelish_tartibi = [3, 1, 0, 2]
kelgan = [paketlar[n] for n in kelish_tartibi]

print("--- qabul qiluvchiga yetib kelgan tartib")
for p in kelgan:
    print(f"  #{p['raqam']}  [{p['matn']}]")

# Har paketda raqami bor ekan, tartibni tiklash oson
tartibli = sorted(kelgan, key=lambda p: p["raqam"])
tiklangan = "".join(p["matn"] for p in tartibli)

print("--- tiklangan xabar")
print(" ", tiklangan)
print("asl bilan bir xilmi:", "ha" if tiklangan == xabar else "yoq")

--- qabul qiluvchiga yetib kelgan tartib
  #3  [uchrashamiz.]
  #1  [oy, bugun so]
  #0  [Salom Husanb]
  #2  [at 14:00 da ]
--- tiklangan xabar
  Salom Husanboy, bugun soat 14:00 da uchrashamiz.
asl bilan bir xilmi: ha

Qisqacha tarix #

Paket g'oyasini ikki odam bir-biridan mustaqil ravishda o'ylab topdi: AQShda Pol Baran (1964) va Britaniyada Donald Devis (1965). Bugun ishlatiladigan "paket" so'zini aynan Devis tanlagan - u kichik, ixcham jo'natmani anglatgani uchun.

1969-yil 29-oktabrda ARPANET da birinchi xabar jo'natildi. UCLA dan Stenfordga LOGIN so'zi yozilishi kerak edi, lekin tizim LO dan keyin qulab tushdi. Internet tarixidagi birinchi xabar shunday qisqa chiqdi.

TCP/IP ni kim yaratgan? #

Serf va Kanning maqolasida boshida bitta protokol - TCP - tasvirlangan edi. 1978-yilda u ikkiga bo'lindi:

Bu ajratish naqadar to'g'ri bo'lganini vaqt ko'rsatdi: bugun video uzatish uchun TCP o'rniga UDP ishlatiladi, lekin IP o'zgarishsiz qolaveradi.

Birinchi tarmoq dasturi #

Nazariya yetar. Quyida ikkita dastur bir-biri bilan gaplashadi - biri server, ikkinchisi mijoz:

import socket
import threading

MANZIL = ("127.0.0.1", 0)   # 0 - portni tizim o'zi tanlaydi


def server(tayyor, port_qutisi):
    s = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
    s.bind(MANZIL)
    s.listen(1)
    port_qutisi.append(s.getsockname()[1])
    tayyor.set()

    ulanish, kim = s.accept()
    with ulanish:
        malumot = ulanish.recv(1024)
        print("server qabul qildi:", malumot.decode())
        ulanish.sendall(malumot.upper())
    s.close()


tayyor = threading.Event()
port_qutisi = []
threading.Thread(target=server, args=(tayyor, port_qutisi)).start()
tayyor.wait()

mijoz = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
mijoz.connect(("127.0.0.1", port_qutisi[0]))
mijoz.sendall("salom tarmoq".encode())
javob = mijoz.recv(1024)
mijoz.close()

print("mijoz javob oldi: ", javob.decode())

server qabul qildi: salom tarmoq
mijoz javob oldi:  SALOM TARMOQ

Hozircha har bir qatorni tushunish shart emas. Muhimi shuki, butun internet aynan shu ikki tomondan iborat: kimdir kutadi, kimdir ulanadi.

Tarmoqlar qanday o'lchamda bo'ladi? #

Chegara qat'iy emas, lekin farqi muhim: LAN ichida qurilmalar bir-birini to'g'ridan-to'g'ri topa oladi, WAN da esa orada marshrutizatorlar turadi.

Xulosa #

• Tarmoq - bu simlar emas, avvalo kelishuvlar (protokollar) to'plami.
• Paket kommutatsiyasi: xabar bo'laklarga bo'linadi, har bo'lak o'z yo'lini topadi.
• Har paketda raqam bor - shuning uchun tartibsiz kelsa ham qayta yig'iladi.
• G'oyani Pol Baran (1964) va Donald Devis (1965) mustaqil o'ylab topgan.
• Birinchi xabar 1969-yilda ARPANET da jo'natilgan va LO da uzilib qolgan.
• Vint Serf va Bob Kan 1974-yilda TCP ni ta'riflagan; 1978-yilda u TCP va IP ga bo'lindi.
• Bugungi internet 1983-yil 1-yanvarda, TCP/IP ga o'tish kuni boshlanadi.
• "Internet" - internetworking dan qisqargan: tarmoqlar tarmog'i.
• Har tarmoq dasturida ikki tomon bor: kutuvchi (server) va ulanuvchi (mijoz).
• Tarmoq ishonchsiz: paket yo'qolishi, kechikishi va takrorlanishi normal hol.

Keyingi bo'limda bu murakkablik qanday qilib qatlamlarga bo'linganini ko'ramiz - OSI va TCP/IP modellari.