Internet Chapter 4 : How the Internet Works?

Chapter 4 : How the Internet Works?

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1. Introduction to the Internet

The internet is a global network of interconnected computers that communicate using a standardized protocol called TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).
It allows users to share and access information, send messages, and connect with others worldwide.

2. Key Components of the Internet

Clients: Devices (computers, smartphones, tablets) that request information or services from servers.
Servers: Powerful computers that store websites, applications, and databases, responding to client requests.
Routers: Devices that direct data packets between networks to ensure information reaches the correct destination.
Switches: Network devices that manage data traffic within a local network.
Protocols: Set of rules that define how data is transmitted and received over the internet.

3. Role of IP Address and DNS

IP Address (Internet Protocol Address): A unique numerical label assigned to each device connected to the internet (e.g., IPv4: 192.168.1.1 or IPv6: 2001:0db8::1).
DNS (Domain Name System):
- Converts human-readable domain names (like www.google.com) into IP addresses.
- Acts like a phonebook of the internet.

4. How Data Travels Across the Internet

Step 1: User Request – When a user types a URL or clicks a link, the browser sends a request to the DNS server.
Step 2: DNS Resolution – The DNS server translates the domain name into an IP address.
Step 3: Data Routing – Routers and switches direct the request to the appropriate web server.
Step 4: Server Response – The web server processes the request and sends the requested data back to the client.
Step 5: Page Rendering – The browser interprets the received data (HTML, CSS, JavaScript) and displays the content to the user.

5. Protocols Used in Internet Communication

HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol / Secure): Transfers web pages from servers to browsers. HTTPS adds encryption for secure communication.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Governs how data is divided into packets, transmitted, and reassembled at the destination.
FTP (File Transfer Protocol): Used for transferring files between clients and servers.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Used for sending emails.
POP/IMAP (Post Office Protocol/Internet Message Access Protocol): Used for retrieving emails.

6. Packet Switching and Data Transmission

Packet Switching: Data is broken into smaller packets before being transmitted. Each packet travels independently and is reassembled at the destination.
Role of Routers and Switches:
- Routers determine the best path for data packets.
- Switches manage packet traffic within the local network.

7. Web Browsers and Search Engines

Web Browsers: Software applications (Chrome, Firefox, Safari) that retrieve and display information from the internet.
Search Engines: Platforms (Google, Bing) that index websites and provide search results based on keywords.

8. Internet Service Providers (ISPs)

ISP Role: Provide internet access to users through wired, wireless, or fiber-optic connections.
Types of Connections:
- DSL (Digital Subscriber Line)
- Cable Internet
- Fiber Optic
- Satellite Internet

9. Cloud Computing and Data Centers

Cloud Computing: Delivery of computing services (storage, servers, databases) over the internet.
Data Centers: Facilities housing servers that store and manage digital data.

10. Security and Encryption on the Internet

SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security): Protocols that encrypt data during transmission to protect it from hackers.
Firewalls: Security systems that monitor and control incoming and outgoing network traffic.

11. How Email Works

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Sends emails from client to server.
POP/IMAP: Retrieves emails from the server to the client.
Email Routing: Emails pass through multiple servers before reaching the recipient.

API (Application Programming Interface): Allows apps to communicate with servers and retrieve content.
Real-time Communication: Platforms use WebSockets for instant message updates.

13. How Video Streaming Works

Content Delivery Networks (CDNs): Distribute content to servers across different regions to reduce latency.
Buffering and Compression: Ensures smooth playback by preloading portions of video content.

14. Internet of Things (IoT) and Its Functioning

IoT Devices: Connect and communicate over the internet, sending data to cloud servers.
Protocols: MQTT and CoAP enable communication between IoT devices.

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अध्याय 4: इंटरनेट कैसे काम करता है?

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1. इंटरनेट का परिचय

इंटरनेट दुनिया भर के कंप्यूटरों का एक वैश्विक नेटवर्क है जो TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) प्रोटोकॉल का उपयोग करके आपस में संचार करते हैं।
यह उपयोगकर्ताओं को जानकारी साझा करने, संदेश भेजने और दूसरों से जुड़ने की सुविधा देता है।

2. इंटरनेट के प्रमुख घटक

क्लाइंट (Clients): वे उपकरण (कंप्यूटर, मोबाइल, टैबलेट) जो सर्वर से जानकारी या सेवाएं मांगते हैं।
सर्वर (Servers): शक्तिशाली कंप्यूटर जो वेबसाइट, एप्लिकेशन और डेटाबेस को स्टोर करते हैं और क्लाइंट की अनुरोधों का जवाब देते हैं।
राउटर (Routers): ऐसे उपकरण जो नेटवर्क के बीच डेटा पैकेट को सही गंतव्य तक पहुंचाने का काम करते हैं।
स्विच (Switches): नेटवर्क के भीतर डेटा ट्रैफिक को नियंत्रित करने वाले उपकरण।
प्रोटोकॉल (Protocols): डेटा के इंटरनेट पर स्थानांतरण और रिसीविंग के नियम निर्धारित करने वाले मानक।

3. IP एड्रेस और DNS की भूमिका

IP एड्रेस (Internet Protocol Address): हर डिवाइस को इंटरनेट से जोड़ने के लिए एक विशिष्ट संख्या (जैसे IPv4: 192.168.1.1 या IPv6: 2001:0db8::1) दी जाती है।
DNS (Domain Name System):
- डोमेन नाम (जैसे www.google.com) को IP एड्रेस में परिवर्तित करता है।
- यह इंटरनेट की फोनबुक की तरह कार्य करता है।

4. डेटा इंटरनेट पर कैसे यात्रा करता है?

चरण 1: उपयोगकर्ता का अनुरोध – जब उपयोगकर्ता URL टाइप करता है या लिंक पर क्लिक करता है, तो ब्राउज़र DNS सर्वर को अनुरोध भेजता है।
चरण 2: DNS समाधान – DNS सर्वर डोमेन नाम को IP एड्रेस में बदलता है।
चरण 3: डेटा रूटिंग – राउटर और स्विच अनुरोध को सही वेब सर्वर तक पहुंचाते हैं।
चरण 4: सर्वर प्रतिक्रिया – वेब सर्वर अनुरोध को संसाधित करता है और आवश्यक डेटा क्लाइंट को भेजता है।
चरण 5: पेज रेंडरिंग – ब्राउज़र प्राप्त डेटा (HTML, CSS, JavaScript) को इंटरप्रेट करके उपयोगकर्ता को प्रदर्शित करता है।

5. इंटरनेट पर संचार में उपयोग होने वाले प्रोटोकॉल

HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol / Secure): वेब पेज को सर्वर से ब्राउज़र तक ट्रांसफर करता है। HTTPS डेटा एन्क्रिप्शन के साथ सुरक्षित संचार सुनिश्चित करता है।
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): डेटा को पैकेट में विभाजित करता है, ट्रांसमिट करता है और गंतव्य पर पुनः संयोजित करता है।
FTP (File Transfer Protocol): क्लाइंट और सर्वर के बीच फाइल ट्रांसफर के लिए उपयोग किया जाता है।
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): ईमेल भेजने के लिए उपयोग किया जाता है।
POP/IMAP (Post Office Protocol/Internet Message Access Protocol): ईमेल को सर्वर से प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

6. पैकेट स्विचिंग और डेटा ट्रांसमिशन

पैकेट स्विचिंग: डेटा को छोटे पैकेट में विभाजित किया जाता है और स्वतंत्र रूप से भेजा जाता है। पैकेट गंतव्य पर पुनः संयोजित होते हैं।
राउटर और स्विच की भूमिका:
- राउटर डेटा पैकेट के लिए सबसे अच्छा मार्ग तय करता है।
- स्विच लोकल नेटवर्क के भीतर ट्रैफिक को नियंत्रित करता है।

7. वेब ब्राउज़र और सर्च इंजन

वेब ब्राउज़र: (जैसे Chrome, Firefox, Safari) – वेब से जानकारी प्राप्त करके उपयोगकर्ता को दिखाने वाले सॉफ़्टवेयर।
सर्च इंजन: (जैसे Google, Bing) – वेबसाइटों को इंडेक्स करके कीवर्ड आधारित परिणाम प्रदान करने वाले प्लेटफॉर्म।

8. इंटरनेट सेवा प्रदाता (ISP)

ISP की भूमिका: उपयोगकर्ताओं को वायर्ड, वायरलेस या फाइबर-ऑप्टिक कनेक्शन के माध्यम से इंटरनेट सेवाएं प्रदान करना।
कनेक्शन के प्रकार:
- DSL (Digital Subscriber Line)
- केबल इंटरनेट (Cable Internet)
- फाइबर ऑप्टिक (Fiber Optic)
- सैटेलाइट इंटरनेट (Satellite Internet)

9. क्लाउड कंप्यूटिंग और डेटा सेंटर

क्लाउड कंप्यूटिंग: इंटरनेट पर स्टोरेज, सर्वर और डेटाबेस जैसी सेवाएं प्रदान करना।
डेटा सेंटर: सर्वर को स्टोर और प्रबंधित करने वाली सुविधाएं जहां डिजिटल डेटा संग्रहीत होता है।

10. इंटरनेट पर सुरक्षा और एन्क्रिप्शन

SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security): डेटा ट्रांसमिशन के दौरान एन्क्रिप्शन प्रदान करने वाले प्रोटोकॉल।
फ़ायरवॉल (Firewalls): इनबाउंड और आउटबाउंड नेटवर्क ट्रैफिक को नियंत्रित करने वाली सुरक्षा प्रणाली।

11. ईमेल कैसे काम करता है?

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): ईमेल को क्लाइंट से सर्वर तक भेजने के लिए उपयोग किया जाता है।
POP/IMAP: ईमेल को सर्वर से क्लाइंट तक लाने के लिए उपयोग किया जाता है।
ईमेल रूटिंग: ईमेल कई सर्वरों से होते हुए प्राप्तकर्ता तक पहुंचता है।

12. सोशल मीडिया प्लेटफॉर्म कैसे काम करते हैं?

API (Application Programming Interface): एप्लिकेशन और सर्वर के बीच संवाद करके सामग्री को पुनः प्राप्त करता है।
रीयल-टाइम कम्युनिकेशन: इंस्टेंट मैसेज अपडेट के लिए प्लेटफॉर्म WebSockets का उपयोग करते हैं।

13. वीडियो स्ट्रीमिंग कैसे काम करती है?

Content Delivery Networks (CDNs): सामग्री को विभिन्न क्षेत्रों के सर्वरों में वितरित करके विलंबता (Latency) को कम करते हैं।
बफरिंग और कम्प्रेशन: वीडियो को पहले से लोड करके और संपीड़ित करके सुचारू प्लेबैक सुनिश्चित करते हैं।

14. इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) और इसकी कार्यप्रणाली

IoT डिवाइस: इंटरनेट से जुड़े उपकरण जो क्लाउड सर्वर को डेटा भेजते हैं।
प्रोटोकॉल: MQTT और CoAP जैसे प्रोटोकॉल IoT डिवाइस के बीच संचार को सक्षम करते हैं।