میلیاردها نفر روزانه از اینترنت استفاده میکنند، اما مکانیزم‌های پشت بارگذاری یک صفحه ساده اغلب نامرئی است. در اصل، اینترنت یک شبکه نیست بلکه یک شبکه از شبکه‌هایی است که مالکیت و بهره‌برداری مستقل دارند و موافق هستند با استفاده از قوانین تکنیکی مشترک، ترافیک را تبادل کنند، طبق گفته شبکه توسعه‌دهندگان Mozilla (MDN).
از کابلهای محلی تا یک شبکه جهانی
درون خانه یا دفتر، رایانه‌ها از طریق کابلهای فیزیکی (اترنت) یا سیگنال‌های بی‌سیم (Wi-Fi) به دستگاهی به نام سوئیچ شبکه متصل می‌شوند، طبق MDN. هر دستگاه یک شناسه سخت‌افزاری منحصربه‌فرد به نام آدرس MAC دارد که توسط سازنده اختصاص داده شده است، و سوئیچ از این آدرس‌ها برای ارسال پیام‌ها به دستگاه صحیح در آن شبکه محلی استفاده میکند.
برای پیوند دادن شبکههای محلی جداگانه، به جای سوئیچ‌ها از روترها استفاده میشود. روترها به آدرسهای IP - برچسب‌های عددی نوشته شده به عنوان چهار گروه عدد، مثل 142.250.190.78 - بجای آدرسهای MAC تکیه میکنند. طبق MDN، آدرسهای IP به گونهای ساختار یافته‌اند که یک روتر می‌تواند ترافیک را برای کل بلوک آدرس‌هایی که از پیشوند یکسانی برخوردار هستند ارسال کند، به جای ردیابی هر دستگاه فردی.
یک مودم یک شبکه محلی را به زیرساخت گسترده‌تر تلفن یا کابل متصل میکند، و یک ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) روترهایی را اپریشن میکند که آن اتصال را به شبکههای ISP دیگر پیوند می‌دهند. MDN خود اینترنت را به سادگی مجموع تمام این شبکههای ISP متصل شده در سراسر جهان توصیف میکند.
بسته‌ها: داده‌ها در قطعات کوچک و مستقل حرکت میکنند
به جای ارسال یک فایل یا صفحه وب به عنوان یک جریان مستمر، دستگاه فرستنده آن را به واحدهای کوچکی به نام بسته تقسیم میکند. هر بسته با آدرسهای IP منبع و مقصد برچسبگذاری شده است و می‌تواند مسیر خود را در سراسر شبکه طی کند، با روترهایی که مقصد هر بسته را می‌خوانند و تصمیم می‌گیرند که پرش بعدی در مسیر چیست.
این روش، معروف به تبدیل بسته، توسط Leonard Kleinrock در MIT در یک مقاله ژوئیه 1961 تئوری شد، طبق تاریخ اینترنت توسط Internet Society. در سال 1965، Lawrence G. Roberts یک شبکه کامپیوتری گسترده اولیه را ساخت که رایانه‌ها را در یک خط تلفنی متصل می‌کرد، نشان میدهد که تبدیل بسته عملکرد بهتری از مدل تلفن مبادله مدار سنتی برای انتقال داده‌ها دارد.
TCP/IP: قوانین مشترکی که شبکه‌ها موافق هستند پیروی کنند
برای اینکه بسته‌های ناشی از شبکههای مختلف و طراحی‌شده مستقلانه بتوانند کار کنند، یک پروتکل مشترک لازم بود. Robert Kahn، که در سال 1972 به آژانس دفاع تحقیقات پیشرفته (DARPA) پیوست، اصول شبکه سازی معماری باز را تعیین کرد و با Vint Cerf، که در آن زمان در دانشگاه Stanford بود، از بهار 1973 آغاز به طراحی کردند که آن را TCP/IP نام گذاشتند، طبق Internet Society. طراحی آنها به عنوان یک مقاله کاری در سپتامبر 1973 منتشر شد و به شکل تصحیح‌شده در سال 1974 منتشر شد.
قوانین بنیادی Kahn، همانطور که توسط Internet Society توصیف شده است، این بود که هر شبکه می‌تواند طراحی داخلی خود را حفظ کند، ارتباط بر اساس تلاش بهترین بدون تضمین انجام میشود، دروازههای متصل‌کننده ساده باقی می‌مانند، و هیچ یک از اقتدار کنترل عملیاتی جهانی را ارزش نمی‌دهد. این طراحی غیرمتمرکز است که چرا هیچ شرکت یا دولت واحد اینترنت را در کل اداره نمی‌کند.
DNS: ترجمه نام‌ها به آدرس‌ها
نوشتن یک نام دامنه مانند icann.org در یک مرورگر به طور مستقیم با هیچ دستگاهی ارتباط نمی‌گیرد - رایانه‌ها به جای آن به آدرس IP عددی نیاز دارند. سیستم نام دامنه (DNS) این ترجمه را انجام میدهد و توسط شرکت اینترنت برای نام‌های و شماره‌های تخصیص یافته (ICANN) به عنوان 'دفتر تلفن اینترنت' توصیف شده است.
ICANN، سازمان غیرانتفاعی که سیستم نام دامنه جهانی را هماهنگ میکند، توضیح میدهد که هر دستگاه متصل به اینترنت یک آدرس IP منحصربه‌فرد دارد، و DNS اجازه میدهد که مردم به جای به خاطر سپردن دنباله‌های عددی، از نام‌های دامنه قابل خواندن استفاده کنند. یک نام دامنه از دو یا بیشتر بخش‌های متن جدا شده توسط نقطه تشکیل شده است، و وقتی مرورگر یکی را جستجو میکند، DNS آدرس IP متطابق را برمیگرداند تا اتصال بتواند ادامه یابد.
چگونه داده‌ها در واقع قاره‌ها را عبور میکنند
پس از گذر از شبکههای محلی، ترافیک اینترنت مسافت طولانی بین قاره‌ها بیشتر از همه از طریق کابلهای فیبر نوری زیرآبی حرکت میکند تا ماهوارهها. TeleGeography، ارائه‌دهنده دادههای صنعتی، بیان میکند که کابلهای زیرآبی بیش از 99٪ از ترافیک داده بینقارهای را تشکیل می‌دهند.
TeleGeography همچنین یک نکته‌ای دارد که شایسته‌ی انتساب دقیق است: این رقم تکرار شده‌ای به دادههای کمیسیون ارتباطات فدرالی ایالات متحده (FCC) از سال 2013 برمی‌گردد که نشان میدهد ماهوارهها تنها 0.37٪ از ظرفیت بینالملل ایالات متحده را در آن زمان تشکیل می‌دادند، و FCC دیگر از اپریشن‌کنندگان ماهواره‌ای الزام نمی‌کند که ارقام مدار به‌روز شده را گزارش دهند. TeleGeography می‌گوید که ادعای عام در مورد کابلهای زیرآبی جهت‌دار از نظر درست است اما در حال حاضر نمی‌توان با ارقام عددی دقیق و روزبه‌روز جهانی تأیید شود.
جمعآوری تمام آنها با هم
وقتی کسی یک صفحه وب باز میکند، ابتدا یک دستگاه DNS را پرس‌وجو میکند تا نام دامنه سایت را به یک آدرس IP حل کند. سپس دستگاه بسته‌هایی به آن آدرس IP ارسال میکند؛ روترهای درون شبکههای ISP هر بسته را ارسال میکنند، احتمالاً در طول کابلهای زیرآبی اگر مقصد در قاره‌ای دیگر باشد، تا زمانی که بسته‌ها به سرور مقصد برسند. سرور پاسخ خود را دوباره به صورت بسته‌ها ارسال میکند، که دستگاه اصلی آنها را در صفحه‌ای که کاربر می‌بیند مجدداً جمعآوری میکند.
