Internet hoạt động như thế nào?

Hãy cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của internet bằng việc khám phá hành trình kỳ thú của dữ liệu. Bài báo mà bạn đang xem hiện được lưu trữ bên trong một trung tâm dữ liệu, có thể cách bạn hàng ngàn kilomet. Vậy làm thế nào dữ liệu này đến được điện thoại di động hoặc laptop của bạn? Một cách đơn giản để đạt được mục tiêu này là sử dụng vệ tinh. Từ trung tâm dữ liệu, tín hiệu có thể được gửi tới vệ tinh thông qua ăng-ten, và sau đó từ vệ tinh, tín hiệu có thể được gửi tới điện thoại di động của bạn thông qua một ăng-ten khác gần bạn.

Tuy nhiên, cách truyền tín hiệu này không phải là ý tưởng hay. Lý do là gì? Vệ tinh được đặt cách đường xích đạo của Trái Đất gần 35.400 km, vì vậy để truyền dữ liệu thành công, dữ liệu sẽ phải đi tổng cộng 70.800 km. Khoảng cách truyền tải quá xa như vậy sẽ gây ra độ trễ đáng kể khi nhận tín hiệu. Cụ thể hơn, nó gây ra độ trễ lớn, không thể chấp nhận được đối với hầu hết các ứng dụng internet. Vì vậy, nếu bài báo này không đến được bạn qua vệ tinh thì nó thực sự đến bằng cách nào? Thực hiện được điều này là nhờ một mạng lưới phức tạp gồm các cáp quang, kết nối giữa trung tâm dữ liệu và thiết bị của bạn. Điện thoại của bạn có thể được kết nối internet thông qua dữ liệu di động hoặc bất kỳ bộ định tuyến Wi-Fi nào, nhưng cuối cùng ở một điểm nào đó, điện thoại của bạn sẽ được kết nối với mạng lưới cáp quang này.

Như chúng ta đã thấy ở phần đầu, bài báo bạn đang xem hiện được lưu trữ bên trong một trung tâm dữ liệu. Cụ thể hơn, nó được lưu trữ trong một thiết bị trạng thái rắn (SSD) bên trong trung tâm dữ liệu. Ổ cứng SSD này hoạt động như bộ nhớ trong của một máy chủ. Máy chủ đơn giản là một máy tính mạnh mẽ có nhiệm vụ cung cấp cho bạn bài báo hoặc nội dung được lưu trữ khác khi bạn yêu cầu. Bây giờ, thách thức là làm thế nào để truyền dữ liệu được lưu trữ trong trung tâm dữ liệu cụ thể đến thiết bị của bạn thông qua mạng lưới cáp quang phức tạp. Hãy xem cách thực hiện điều này. Trước khi đi tiếp, trước tiên chúng ta cần hiểu một khái niệm quan trọng, đó là khái niệm về địa chỉ IP. Mọi thiết bị được kết nối với internet, cho dù đó là máy chủ, máy tính hay điện thoại di động, đều được xác định duy nhất bằng một chuỗi số gọi là địa chỉ IP. Bạn có thể coi địa chỉ IP tương tự như địa chỉ nhà của bạn, đó là địa chỉ xác định duy nhất ngôi nhà của bạn. Bất kỳ lá thư nào được gửi đến bạn đều đến được với bạn chính xác nhờ địa chỉ nhà của bạn. Tương tự như vậy, trong thế giới internet, địa chỉ IP hoạt động như một địa chỉ giao hàng, thông qua đó tất cả thông tin đều đến đích. Nhà cung cấp dịch vụ internet của bạn sẽ quyết định địa chỉ IP của thiết bị của bạn và bạn có thể xem địa chỉ IP mà nhà cung cấp dịch vụ internet đã cấp cho điện thoại di động hoặc laptop của mình. Máy chủ trong trung tâm dữ liệu cũng có địa chỉ IP. Máy chủ lưu trữ một trang web, vì vậy bạn có thể truy cập bất kỳ trang web nào chỉ bằng cách biết địa chỉ IP của máy chủ. Tuy nhiên, việc ghi nhớ quá nhiều địa chỉ IP là điều khó khăn đối với một người.

Vì vậy, để giải quyết vấn đề này, các tên miền như youtube.com, facebook.com, v.v. được sử dụng tương ứng với các địa chỉ IP, dễ nhớ hơn đối với chúng ta so với chuỗi số dài. Một điều cần lưu ý ở đây là một máy chủ có khả năng lưu trữ nhiều trang web và nếu máy chủ bao gồm nhiều trang web thì tất cả các trang web đều không thể truy cập được bằng địa chỉ IP của máy chủ. Trong những trường hợp như vậy, các thông tin bổ sung, tiêu đề máy chủ được sử dụng để xác định duy nhất trang web. Đối với các trang web khổng lồ như Facebook.com hay YouTube.com, toàn bộ cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu sẽ được dành riêng để lưu trữ trang web đó. Để truy cập internet, chúng ta luôn sử dụng tên miền thay vì các dãy số địa chỉ IP phức tạp. Vậy, internet lấy địa chỉ IP tương ứng với các yêu cầu tên miền của chúng ta ở đâu?