Bilhões de pessoas usam a Internet diariamente, mas a mecânica por trás de um carregamento de página simples é frequentemente invisível. Em sua essência, a Internet não é uma rede, mas uma malha de redes independentes que são possuídas e operadas separadamente e que concordam em trocar tráfego usando regras técnicas comuns, de acordo com a Mozilla Developer Network (MDN).
De cabos locais para uma rede global
Dentro de uma casa ou escritório, os computadores se conectam através de cabos físicos (Ethernet) ou sinais sem fio (Wi-Fi) a um dispositivo chamado comutador de rede, explica a MDN. Cada dispositivo possui um identificador de hardware único conhecido como endereço MAC, atribuído pelo seu fabricante, e o comutador usa esses endereços para encaminhar mensagens para a máquina correta naquela rede local.
Para vincular redes locais separadas, são usados roteadores em vez de comutadores. Os roteadores dependem de endereços IP — rótulos numéricos escritos como quatro grupos de números, como 142.250.190.78 — em vez de endereços MAC. De acordo com a MDN, os endereços IP são estruturados de forma que um roteador possa encaminhar tráfego para um bloco inteiro de endereços que compartilham o mesmo prefixo, em vez de rastrear cada dispositivo individual.
Um modem conecta uma rede local à infraestrutura telefônica ou de cabo mais ampla, e um Provedor de Serviços de Internet (ISP) opera os roteadores que vinculam essa conexão a outras redes ISP. A MDN descreve a Internet em si como simplesmente a soma de todas essas redes ISP interconectadas em todo o mundo.
Pacotes: os dados viajam em pequenas peças independentes
Em vez de enviar um arquivo ou página web como um fluxo contínuo, o dispositivo de envio o divide em pequenas unidades chamadas pacotes. Cada pacote é rotulado com endereços IP de origem e destino e pode seguir seu próprio caminho pela rede, com os roteadores lendo o destino de cada pacote e decidindo o próximo salto ao longo do caminho.
Essa abordagem, conhecida como comutação de pacotes, foi teorizada por Leonard Kleinrock no MIT em um artigo de julho de 1961, de acordo com o histórico da Internet da Internet Society. Em 1965, Lawrence G. Roberts construiu uma rede de computadores de longa distância primitiva conectando computadores por uma linha telefônica, demonstrando que a comutação de pacotes superou o modelo de telefonia de comutação de circuitos tradicional para mover dados.
TCP/IP: as regras comuns que as redes concordam em seguir
Para que pacotes de redes diferentes e projetadas independentemente interoperem, um protocolo compartilhado era necessário. Robert Kahn, que se juntou à Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA) em 1972, estabeleceu princípios de rede de arquitetura aberta e trabalhou com Vint Cerf, então na Universidade de Stanford, a partir da primavera de 1973 para projetar o que se tornou TCP/IP, segundo a Internet Society. Seu projeto foi circulado como um documento de trabalho em setembro de 1973 e publicado em forma refinada em 1974.
As regras fundacionais de Kahn, conforme descrito pela Internet Society, eram que cada rede poderia manter seu próprio design interno, a comunicação ocorreria em uma base de melhor esforço sem garantias, os gateways de conexão permaneceriam simples, e nenhuma autoridade única exerceria controle operacional global. Esse design descentralizado é por que nenhuma empresa ou governo administra a Internet como um todo.
DNS: traduzindo nomes em endereços
Digitar um nome de domínio como icann.org em um navegador não se comunica diretamente com nenhuma máquina — os computadores precisam do endereço IP numérico. O Sistema de Nomes de Domínio (DNS) realiza essa tradução e é descrito pela Corporação da Internet para Nomes e Números Atribuídos (ICANN) como "o livro de endereços da Internet".
A ICANN, a organização sem fins lucrativos que coordena o sistema global de nomes de domínio, explica que cada dispositivo conectado à Internet tem um endereço IP único, e o DNS permite que as pessoas usem nomes de domínio legíveis em vez de memorizar sequências de números. Um nome de domínio consiste em dois ou mais segmentos de texto separados por pontos, e quando um navegador o procura, o DNS retorna o endereço IP correspondente para que a conexão possa prosseguir.
Como os dados atravessam fisicamente os continentes
Uma vez além das redes locais, o tráfego de Internet de longa distância entre continentes viaja esmagadoramente através de cabos de fibra óptica submarinos em vez de satélites. O provedor de dados da indústria TeleGeography afirma que os cabos submarinos representam mais de 99% do tráfego de dados intercontinental.
A TeleGeography também nota uma ressalva digna de ser atribuída com precisão: essa figura amplamente repetida remonta aos dados da Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC) de 2013 mostrando que satélites representavam apenas 0,37% da capacidade internacional dos EUA na época, e a FCC não requer mais que os operadores de satélites relatem números de circuitos atualizados. A TeleGeography diz que a afirmação geral sobre cabos submarinos é direccionalmente precisa, mas não pode ser atualmente verificada com números globais precisos e atualizados.
Juntando tudo
Quando alguém abre uma página web, um dispositivo primeiro consulta o DNS para resolver o nome de domínio do site em um endereço IP. O dispositivo então envia pacotes endereçados a esse endereço IP; os roteadores dentro das redes ISP encaminham cada pacote, potencialmente através de cabos submarinos se o destino está em outro continente, até que os pacotes cheguem ao servidor de destino. O servidor envia sua resposta de volta como pacotes, que o dispositivo original remonta na página que o usuário vê.
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