インターネットとは何でしょうか？ そしてWebとは何でしょうか？
いろいろなことを勉強していると、自然と知っていたことも混乱する時があります。そこで今回はインターネットとは何かを調べて整理しようと思います。
インターネット#
インターネットは、世界中のコンピュータネットワークを接続する巨大なシステムです。
インターネットとは、コンピュータ同士を接続してTCP/IPという通信プロトコルを用いて情報をやり取りするコンピュータネットワークであり、ネットワークとデバイス間の通信を目的として相互接続された「グローバルコンピュータネットワークシステム」だとWikipediaで説明されています。
インターネットを通じて、誰かが作ったサイトにアクセスできます。メールを送ったり、ファイルを共有したり、他の人とゲームをしたりもできます。
自分のコンピュータから他の人が作ったWebサイトにアクセスして多くの情報を見ることができるのはなぜでしょうか？
- URL入力: Webブラウザのアドレスバーに目的のWebサイトの固有アドレスを入力します。
- DNS問い合わせ: ドメイン名をIPアドレスに変換するためにDNS（Domain Name System）サーバーに問い合わせます。DNSサーバーはドメイン名とIPアドレスをマッチングする役割を担っています。
- TCP接続の確立: WebブラウザはサーバーのIPアドレスを使用してTCP（Transmission Control Protocol）接続を確立します。
- HTTPリクエスト: WebブラウザはサーバーにHTTP（Hypertext Transfer Protocol）リクエストメッセージを送ります。HTTPリクエストメッセージにはリクエストするWebページのアドレスやその他の情報が含まれます。
- HTTPレスポンス: サーバーはWebブラウザのリクエストを受け取り、HTTPレスポンスメッセージを返します。HTTPレスポンスメッセージにはリクエストされたWebページのHTMLコード、CSSコード、JavaScriptコード、画像などが含まれます。
サーバーはWebブラウザがリクエストした情報を見つけてHTTPレスポンスメッセージに載せて送ります。 - Webページの表示: Webブラウザは受け取ったHTTPレスポンスメッセージを解釈してWebページを画面に表示します。HTMLコードはWebページの構造を定義し、CSSコードはWebページのデザインを定義し、JavaScriptコードはWebページの動的な機能を実装します。
YouTubeにアクセスして面白い動画を見たり、Instagramにアクセスして人々の生活を見たりできるのは、どのように接続されているのでしょうか？
- インターネット接続方式: 有線接続（LANケーブル、電話線など）や無線接続（Wi-Fi、モバイルデータなど）でインターネットに接続します。
- インターネットサービスプロバイダ（ISP）: ISPはユーザーにインターネット接続サービスを提供する会社です。モデム、ルーターなどの機器を提供し、接続速度やデータ使用量などのプランを提供しています。
- Webブラウザ: Webブラウザはインターネットに接続してWebサイトを表示し、ユーザーのリクエストを処理するプログラムです。
Webブラウザを使ってアドレスバーに目的のWebサイトのURLを入力すると、URLをDNSにリクエストしてIPアドレスを取得します。するとTCP/IPを使ってWebサーバーと接続されます。接続後、HTTPリクエストメッセージを送ってWebサイトのデータをリクエストし、WebサーバーはHTTPレスポンスメッセージを通じてデータを送信します。Webブラウザは HTTPレスポンスメッセージを解釈してWebページを画面に表示します。
以前は、Webサーバーのアドレスを識別するためにホスト名の前にwwwを使用していました。例）https://www.google.com しかし現在はホスト名だけでアクセスできるように設定されています。また、Webブラウザはユーザーがwwwを入力しなくても自動的にwwwを付加してWebサーバーに接続します。
インターネットとは何か、接続の仕組みは分かりましたが、実際にどのように接続されているのか気になりました。世界中が巨大なネットワークで接続されているというのに、何で接続されているのか知りたくなりました。
ISPがその役割を担っています。ケーブル接続と無線接続のためのインフラを提供しています。全通信の99%は海底ケーブルを使用してデータをやり取りしています。人工衛星方式はデータ転送速度が遅いため、あまり使われていないそうです。海底ケーブルは光ファイバーを利用してデータを伝送します。
光ファイバーケーブルの仕組みを知りたい方はこのYouTube動画をおすすめします！ 光ファイバーケーブル、どのように機能するのか？
光ファイバーケーブルのデータ伝送プロセスは、大きく情報変換、光信号伝送、光信号変換で構成されています。
- 情報変換: 光ファイバーケーブルは光を利用してデータを伝送します。電気信号を光信号に変換する必要があります。変換作業は光トランシーバー（optical transceiver）という装置を通じて行われます。
- 光信号伝送: 光トランシーバーで変換された光信号は光ファイバーのコアを通じて伝達されます。コア内部で反射しながら目的の方向に伝達されます。
- 光信号変換: 光信号が受信装置に到着すると、光トランシーバーを通じて再び電気信号に変換されます。変換された電気信号はコンピュータやその他の電子機器で解釈され、テキスト、画像、動画、音楽などの情報として認識できるようになります。
Just because something doesn't do what you planned it to do doesn't mean it's useless.
— Thomas Edison
