Internet là gì, và vì sao người ta phải làm ra nó?

Bạn mở trình duyệt, gõ một địa chỉ rồi nhấn Enter.

Một lát sau, trang web xuất hiện.

Nhìn từ màn hình, chuyện này có vẻ rất trực tiếp:

máy của bạn → website

Nhưng giữa hai đầu đó có thể là Wi-Fi trong nhà, router, mạng của nhà cung cấp Internet, nhiều mạng trung gian, cáp quang dưới biển và cuối cùng là mạng của trung tâm dữ liệu nơi website đang chạy.

Điều lạ là phần lớn những mạng ấy thuộc những tổ chức hoàn toàn khác nhau.

Không có một công ty nào sở hữu toàn bộ con đường.

Vậy tại sao dữ liệu vẫn đi được từ đầu này sang đầu kia?

Đó chính là ý tưởng quan trọng nhất của Internet.

Internet không phải một mạng khổng lồ

Giả sử nhà bạn có vài thiết bị:

• laptop
• điện thoại
• TV
• router Wi-Fi

Chúng nối với nhau thành một mạng máy tính.

Một trường đại học có mạng riêng. Một ngân hàng có mạng riêng. Google có mạng riêng. Viettel, VNPT, Telstra hay Cloudflare cũng có mạng riêng.

Internet xuất hiện khi những mạng riêng biệt ấy nối với nhau.

Vì vậy, Internet không phải một mạng máy tính khổng lồ do ai đó xây từ đầu đến cuối.

Nó là:

mạng của các mạng.

Mỗi mạng vẫn tự quản thiết bị, đường truyền và cách vận hành của mình. Chúng chỉ cần thống nhất một số quy tắc để có thể gửi dữ liệu qua lại.

số mạng đang thấy: 8

Bắt đầu từ căn nhà

Ngày nay có hàng chục nghìn mạng độc lập tham gia vào hệ thống này.

Không có một máy chủ trung tâm chứa “Internet”. Cũng không có một công tắc trung tâm mà tắt đi là toàn bộ Internet biến mất.

Muốn hiểu tại sao nó lại có hình dạng kỳ lạ như vậy, phải quay lại thời mà nối hai máy tính với nhau còn là một bài toán khó.

Khi mỗi máy tính là một thế giới riêng

Máy tính thập niên 1960 rất khác máy tính ngày nay.

Một chiếc máy có thể chiếm cả căn phòng và đắt đến mức người ta phải tìm cách cho nhiều người dùng chung.

Cách phổ biến là chia sẻ thời gian (time-sharing): máy tính lần lượt dành một khoảng thời gian rất ngắn để xử lý công việc của từng người. Nó chuyển qua lại nhanh đến mức mỗi người có cảm giác mình đang sử dụng máy riêng. Mỗi người làm việc qua một thiết bị đầu cuối (terminal) — thường chỉ có bàn phím và màn hình hoặc máy in. Thiết bị này gần như không tự tính toán; nó gửi lệnh tới máy tính lớn và nhận kết quả trả về.

Nếu người dùng ở xa, thiết bị đầu cuối có thể kết nối tới máy tính qua đường điện thoại.

Vấn đề là mỗi hệ thống gần như một thế giới riêng.

Muốn dùng máy A, bạn kết nối tới máy A.

Muốn dùng máy B, bạn kết nối tới máy B.

Hai máy không tự nhiên biết cách nói chuyện với nhau.

Tại sao không nối chúng lại?

Năm 1966, Bob Taylor làm việc tại ARPA, cơ quan tài trợ cho nhiều dự án máy tính ở Mỹ.

Trong phòng làm việc của ông có ba terminal.

Một terminal nối tới một máy ở Santa Monica.

Một cái nối tới Berkeley.

Một cái nối tới MIT.

Muốn làm việc với hệ thống nào, Taylor phải ngồi trước terminal dành riêng cho hệ thống đó.

Câu hỏi khá tự nhiên xuất hiện:

Tại sao cần ba terminal?

Tại sao không có một terminal có thể đi tới tất cả các máy?

Nhưng để làm được điều đó, trước tiên những máy tính ở xa phải có một mạng chung để chuyển dữ liệu cho nhau.

Đó là một trong những động lực dẫn tới ARPANET.

Bài toán đầu tiên: đưa dữ liệu từ A sang B

ARPANET bắt đầu hoạt động năm 1969.

Tối 29/10/1969, một máy tại UCLA thử đăng nhập từ xa vào máy ở Stanford Research Institute. Người vận hành định gõ:

login

Nhưng mới gửi được hai chữ lo thì hệ thống sập.

Khoảng một giờ sau, họ sửa xong và đăng nhập thành công. Hai chữ lo vì thế thường được nhắc đến như thông điệp đầu tiên được gửi qua ARPANET.

Cuối năm đó, ARPANET có bốn nút.

Nhưng đây vẫn chưa phải Internet. ARPANET mới chỉ là một mạng.

Nếu các mạng khác nhau thì sao?

ARPANET chỉ là một mạng. Sau đó xuất hiện thêm mạng dùng sóng vô tuyến, vệ tinh và nhiều công nghệ khác.

Vấn đề là chúng hoạt động khác nhau. Muốn nối tất cả lại, cần một cách để chúng hiểu nhau mà không phải thay đổi cách hoạt động bên trong.

Năm 1974, Vint Cerf và Bob Kahn đề xuất một giải pháp: các mạng chỉ cần cùng tuân theo một bộ quy tắc chung khi trao đổi dữ liệu.

Bộ quy tắc như vậy gọi là giao thức (protocol).

Ý tưởng này sau đó phát triển thành TCP/IP.

Mạng A ─── Mạng B ─── Mạng C

Mạng A, B và C có thể được xây bằng những công nghệ khác nhau. Nhưng nếu cùng dùng TCP/IP, chúng vẫn có thể chuyển dữ liệu cho nhau.

Ngày 1/1/1983, ARPANET chuyển sang TCP/IP. Từ đó, ngày càng nhiều mạng có thể nối với nhau mà không cần thuộc về cùng một tổ chức.

Internet dần trở thành đúng như tên gọi của nó: mạng của các mạng.

Thế còn Web?

Internet lúc này đã cho phép các máy tính trao đổi dữ liệu, nhưng vẫn chưa có Web.

Năm 1989, Tim Berners-Lee tại CERN đề xuất một cách liên kết các tài liệu nằm trên nhiều máy tính khác nhau.

Từ đó ra đời World Wide Web.

Cuối năm 1990, trình duyệt và máy chủ web đầu tiên đã hoạt động. Năm 1993, CERN cho phép mọi người sử dụng công nghệ Web miễn phí.

Web sau đó phát triển rất nhanh.

Nhưng Web không phải Internet.

Internet là mạng giúp các máy tính trao đổi dữ liệu. Web chỉ là một trong những thứ chạy trên đó, giống như email, game online hay gọi video.

Internet tới Việt Nam

Đầu những năm 1990, Việt Nam bắt đầu thử kết nối máy tính với nước ngoài qua đường điện thoại.

Năm 1991, Rob Hurle tại Đại học Quốc gia Australia và ông Trần Bá Thái tại Viện Công nghệ thông tin ở Hà Nội bắt đầu những thử nghiệm kết nối giữa hai nước.

Ngày 19/11/1997, Việt Nam chính thức kết nối với Internet toàn cầu.

Từ những kết nối ban đầu đó, Internet ở Việt Nam dần trở thành một phần của mạng lưới khổng lồ nối các máy tính và mạng máy tính trên khắp thế giới.

Nhưng Internet dù lớn đến đâu cũng bắt đầu từ một việc rất cơ bản:

một máy tính gửi dữ liệu sang một máy tính khác.

Muốn hiểu Internet hoạt động thế nào, ta sẽ bắt đầu ngay từ đó.

Nối hai máy tính bằng một sợi dây. Máy thứ nhất muốn gửi bit 0 và 1 sang máy thứ hai.

Nó gửi những bit đó qua sợi dây bằng cách nào?