¿Cómo funciona Internet? Paquetes, direcciones IP y DNS explicados

Billones de personas usan Internet diariamente, pero la mecánica detrás de una carga de página simple a menudo es invisible. En su esencia, Internet no es una red, sino una malla de redes independientes que son propiedad de diferentes entidades y operadas por ellas, que se comprometen a intercambiar tráfico utilizando reglas técnicas comunes, según la Red de Desarrolladores de Mozilla (MDN).

De cables locales a una red global

Dentro de un hogar u oficina, las computadoras se conectan a través de cables físicos (Ethernet) o señales inalámbricas (Wi-Fi) a un dispositivo llamado conmutador de red, explica MDN. Cada dispositivo tiene un identificador de hardware único conocido como dirección MAC, asignado por su fabricante, y el conmutador utiliza estas direcciones para reenviar mensajes a la máquina correcta en esa red local.

Para vincular redes locales separadas entre sí, se utilizan enrutadores en lugar de conmutadores. Los enrutadores se basan en direcciones IP: etiquetas numéricas escritas como cuatro grupos de números, como 142.250.190.78, en lugar de direcciones MAC. Según MDN, las direcciones IP están estructuradas de manera que un enrutador puede reenviar tráfico para un bloque completo de direcciones que comparten el mismo prefijo, en lugar de rastrear cada dispositivo individual.

Un módem conecta una red local a la infraestructura telefónica o de cable más amplia, y un Proveedor de Servicios de Internet (ISP) opera los enrutadores que vinculan esa conexión con otras redes ISP. MDN describe Internet en sí como simplemente la suma de todas estas redes ISP interconectadas en todo el mundo.

Paquetes: los datos viajan en pequeñas piezas independientes

En lugar de enviar un archivo o página web como una corriente continua, el dispositivo de envío lo divide en pequeñas unidades llamadas paquetes. Cada paquete está etiquetado con las direcciones IP de origen y destino y puede viajar su propio camino a través de la red, con los enrutadores leyendo el destino de cada paquete y decidiendo el próximo salto en el camino.

Este enfoque, conocido como conmutación de paquetes, fue teorizado por Leonard Kleinrock en MIT en un artículo de julio de 1961, según la historia de Internet de la Sociedad de Internet. En 1965, Lawrence G. Roberts construyó una red de computadoras de área amplia temprana que conectaba computadoras a través de una línea telefónica, demostrando que la conmutación de paquetes superaba al modelo de telefonía de conmutación de circuitos tradicional para mover datos.

TCP/IP: las reglas comunes que las redes se comprometen a seguir

Para que los paquetes de diferentes redes diseñadas independientemente interoperen, se necesitaba un protocolo compartido. Robert Kahn, quien se unió a la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los EE.UU. (DARPA) en 1972, estableció principios de redes de arquitectura abierta y trabajó con Vint Cerf, entonces en la Universidad de Stanford, a partir de la primavera de 1973 para diseñar lo que se convirtió en TCP/IP, según la Sociedad de Internet. Su diseño se distribuyó como un documento de trabajo en septiembre de 1973 y se publicó en forma refinada en 1974.

Las reglas fundacionales de Kahn, como las describe la Sociedad de Internet, eran que cada red podría mantener su propio diseño interno, la comunicación ocurriría sobre una base de mejor esfuerzo sin garantías, los puertos de enlace simplemente permanecerían simples, y ninguna autoridad única ejercería control operacional global. Ese diseño descentralizado es por qué ninguna empresa ni gobierno administra Internet en su totalidad.

DNS: traducción de nombres en direcciones

Escribir un nombre de dominio como icann.org en un navegador no se comunica directamente con ninguna máquina: las computadoras necesitan la dirección IP numérica en su lugar. El Sistema de Nombres de Dominio (DNS) realiza esa traducción y es descrito por la Corporación de Internet para Nombres y Números Asignados (ICANN) como "la libreta de direcciones de Internet".

ICANN, la organización sin fines de lucro que coordina el sistema de nombres de dominio global, explica que cada dispositivo conectado a Internet tiene una dirección IP única, y DNS permite a las personas usar nombres de dominio legibles en lugar de memorizar secuencias de números. Un nombre de dominio consta de dos o más segmentos de texto separados por puntos, y cuando un navegador lo busca, DNS devuelve la dirección IP coincidente para que la conexión pueda continuar.

Cómo los datos cruzan físicamente continentes

Una vez más allá de las redes locales, el tráfico de Internet de larga distancia entre continentes viaja de manera abrumadora a través de cables de fibra óptica submarinos en lugar de satélites. El proveedor de datos de la industria TeleGeography afirma que los cables submarinos representan más del 99% del tráfico de datos intercontinental.

TeleGeography también observa una advertencia digna de atribuir con precisión: esa cifra ampliamente repetida se remonta a datos de la Comisión Federal de Comunicaciones de los EE.UU. (FCC) de 2013 que mostraban que los satélites representaban solo el 0,37% de la capacidad internacional de los EE.UU. en ese momento, y la FCC ya no requiere que los operadores de satélites reporten cifras de circuitos actualizadas. TeleGeography dice que la afirmación general sobre cables submarinos es direccionalmente precisa, pero actualmente no puede verificarse con cifras globales precisas y actualizadas.

Juntándolo todo

Cuando alguien abre una página web, un dispositivo primero consulta DNS para resolver el nombre de dominio del sitio en una dirección IP. Luego, el dispositivo envía paquetes dirigidos a esa dirección IP; los enrutadores dentro de las redes ISP reenvían cada paquete, potencialmente a través de cables submarinos si el destino está en otro continente, hasta que los paquetes llegan al servidor de destino. El servidor envía su respuesta de nuevo como paquetes, que el dispositivo original reensambla en la página que ve el usuario.