Como a internet realmente funciona

Você digita um endereço.

Aperta Enter.

Alguns instantes depois, uma página aparece.

Parece simples.

Mas entre essas duas ações existe uma das maiores infraestruturas já construídas pela humanidade.

Seu dispositivo precisa descobrir onde aquele site está.

Os dados podem atravessar sua rede Wi-Fi, seu provedor de internet, roteadores, centros de dados, cabos terrestres e até cabos submarinos.

Um servidor recebe sua solicitação.

Processa alguma coisa.

Envia uma resposta.

E tudo isso pode acontecer em uma fração de segundo.

A internet funciona tão bem que quase se tornou invisível.

Por isso, vale entender o que realmente está acontecendo.

A internet não é uma nuvem

Talvez uma das imagens mais enganosas da tecnologia seja a pequena nuvem utilizada para representar a internet.

Ela faz parecer que nossos dados desaparecem em algum lugar abstrato.

Na realidade, a internet é extremamente física.

Ela depende de:

cabos;

roteadores;

antenas;

servidores;

switches;

centros de dados;

fibras ópticas;

equipamentos de telecomunicações;

energia elétrica.

Até aquilo que chamamos de cloud computing continua rodando em computadores reais instalados em lugares reais.

A “nuvem” é apenas uma forma conveniente de dizer:

computadores de outras pessoas, distribuídos em infraestrutura que você acessa através de uma rede.

O primeiro passo: seu dispositivo entra em uma rede

Quando seu celular ou computador conecta ao Wi-Fi, ele passa a fazer parte de uma rede local.

Seu roteador funciona como uma espécie de ponto de conexão entre seus dispositivos e redes externas.

Dentro de casa, você pode ter:

celular;

notebook;

televisão;

videogame;

câmeras;

assistente de voz;

eletrodomésticos inteligentes.

Todos podem compartilhar a mesma conexão externa.

O Wi-Fi não é a internet.

Ele é apenas uma maneira de conectar seu dispositivo à rede.

Você poderia fazer algo parecido utilizando um cabo Ethernet.

Seu provedor conecta você ao restante da internet

O roteador da sua casa normalmente está conectado a um provedor de internet.

Esse provedor possui sua própria infraestrutura e conexões com outras redes.

A internet não pertence a uma única empresa.

Ela é, em grande parte, uma rede de redes.

Milhares de organizações operam pedaços dessa infraestrutura.

Provedores.

Empresas de telecomunicações.

Universidades.

Governos.

Empresas de tecnologia.

Centros de dados.

Redes de distribuição de conteúdo.

Essas redes estabelecem conexões entre si para permitir que dados encontrem caminhos entre diferentes partes do mundo.

Todo dispositivo precisa de um endereço

Para redes conseguirem enviar dados ao lugar correto, dispositivos utilizam endereços.

Na internet, um dos conceitos fundamentais é o endereço IP.

IP significa Internet Protocol.

Um endereço IP ajuda a identificar um destino dentro da rede.

É semelhante à ideia de um endereço postal.

Você não precisa saber todos os detalhes para utilizar a internet.

Mas os equipamentos da rede precisam saber para onde os dados devem ir.

Existem diferentes versões do protocolo IP, principalmente IPv4 e IPv6.

O IPv6 surgiu, entre outros motivos, porque o número de dispositivos conectados tornou insuficiente o espaço disponível no sistema antigo de endereçamento.

Mas você não digita endereços IP

Imagine precisar memorizar uma sequência numérica para cada site que utiliza.

Seria inconveniente.

Por isso existe o DNS.

DNS significa Domain Name System.

Quando você digita algo como:

humanevi.com

seu dispositivo precisa descobrir qual endereço IP está associado àquele domínio.

O DNS funciona de maneira parecida com uma enorme estrutura de consulta de nomes.

Você fornece um nome.

A rede descobre onde aquele nome deve levar.

O que acontece quando você abre um site

De forma simplificada, acontece algo parecido com isto:

1. Você digita o endereço

Seu navegador recebe o domínio que deseja acessar.

2. O domínio precisa ser resolvido

O sistema procura o endereço IP correspondente através do DNS.

3. Uma conexão é criada

Seu dispositivo começa a se comunicar com o servidor responsável.

4. O navegador faz uma solicitação

Ele pode pedir:

HTML;

imagens;

arquivos CSS;

JavaScript;

dados de APIs;

fontes;

vídeos;

outros recursos.

5. O servidor responde

O servidor processa a solicitação e devolve os dados necessários.

6. O navegador monta a página

Seu navegador interpreta os arquivos recebidos e transforma tudo na interface que você enxerga.

O processo inteiro pode envolver dezenas ou centenas de solicitações diferentes.

O que é um servidor?

Um servidor não precisa ser uma máquina misteriosa e gigantesca.

Em essência, servidor é um computador ou sistema que fornece algum serviço para outros computadores.

Quando você abre um site, algum servidor precisa entregar os dados.

Quando acessa um aplicativo, servidores podem:

autenticar seu usuário;

consultar bancos de dados;

armazenar arquivos;

processar pagamentos;

executar regras;

enviar notificações;

gerar respostas.

Aplicações modernas podem utilizar muitos servidores diferentes trabalhando juntos.

Frontend e backend

Quando você utiliza um site ou aplicativo, costuma existir uma divisão importante.

O frontend é aquilo com que você interage diretamente.

Botões.

Textos.

Imagens.

Formulários.

Menus.

O backend executa grande parte da lógica que acontece por trás.

Imagine uma loja virtual.

O frontend mostra o produto.

Quando você compra, o backend pode:

verificar estoque;

validar sua conta;

registrar o pedido;

processar pagamento;

calcular frete;

atualizar o banco de dados.

O usuário enxerga poucos segundos de interação.

Nos bastidores, muitos sistemas podem estar trabalhando.

Onde ficam os dados?

Muitas aplicações utilizam bancos de dados.

Um banco de dados organiza informações para que sistemas consigam consultar e alterar dados.

Pode armazenar:

usuários;

produtos;

pedidos;

mensagens;

publicações;

configurações;

históricos.

Quando você entra em uma rede social, por exemplo, o aplicativo não contém permanentemente todas as informações de todos os usuários dentro do seu celular.

Ele solicita dados aos sistemas da empresa conforme necessário.

Como os dados viajam

Informações enviadas pela internet normalmente não viajam como um bloco gigantesco.

Elas podem ser divididas em unidades menores chamadas pacotes.

Esses pacotes atravessam diferentes equipamentos e caminhos até o destino.

Roteadores ajudam a decidir para onde os dados devem seguir.

Imagine uma encomenda passando por diferentes centros de distribuição até chegar ao endereço final.

A comparação não é perfeita.

Mas ajuda a visualizar.

A rota nem sempre é direta

Quando você acessa um servidor em outro país, seus dados não necessariamente seguem o caminho geográfico mais curto.

A rota depende da maneira como as redes estão conectadas.

Acordos entre provedores.

Capacidade disponível.

Falhas.

Congestionamento.

Arquitetura da infraestrutura.

Por isso, duas pessoas em lugares próximos podem eventualmente utilizar rotas diferentes até o mesmo serviço.

A internet atravessa oceanos

Grande parte do tráfego internacional passa por cabos submarinos de fibra óptica.

Eles atravessam oceanos conectando continentes.

Satélites também podem fornecer acesso à internet, principalmente em determinadas regiões ou situações.

Mas a infraestrutura terrestre e submarina continua sendo fundamental para a internet global.

A internet pode parecer sem fio quando você utiliza Wi-Fi.

Mas grande parte da jornada dos seus dados acontece através de cabos.

O que é fibra óptica?

Fibra óptica transmite informações utilizando luz.

Ela consegue transportar enormes quantidades de dados por grandes distâncias.

Isso permitiu aumentar significativamente a capacidade das redes modernas.

Quando uma operadora vende “internet de fibra”, significa que a infraestrutura utiliza fibra óptica em parte relevante do caminho até o usuário.

Por que um site às vezes demora?

Muitos fatores podem influenciar.

Sua conexão.

Seu Wi-Fi.

Distância até o servidor.

Congestionamento.

Servidor sobrecarregado.

Quantidade de conteúdo.

Problemas de DNS.

Rota da rede.

Código mal otimizado.

Imagens muito grandes.

Scripts excessivos.

Por isso, “minha internet está lenta” pode significar coisas diferentes.

Às vezes o problema nem está na conexão com seu provedor.

O que é latência?

Velocidade e latência não são exatamente a mesma coisa.

Uma conexão pode conseguir transportar muitos dados e ainda apresentar algum atraso entre uma solicitação e a resposta.

Esse atraso é chamado de latência.

Para baixar um arquivo grande, capacidade de transferência importa muito.

Para jogos online, videoconferências ou sistemas interativos, latência pode ser extremamente importante.

É por isso que apenas olhar para “quantos megas” uma conexão possui não conta toda a história.

Por que existem servidores perto dos usuários?

Empresas tentam reduzir a distância entre conteúdo e usuários.

Uma técnica comum é utilizar CDNs — Content Delivery Networks.

Uma CDN mantém cópias ou partes do conteúdo distribuídas por diferentes regiões.

Imagine que um site americano possui milhões de usuários no Brasil.

Em vez de cada imagem precisar atravessar o continente toda vez, parte desse conteúdo pode ser entregue a partir de infraestrutura localizada muito mais perto do usuário.

Isso pode melhorar velocidade e disponibilidade.

HTTPS e a conexão segura

Você provavelmente já viu:

https://

O HTTPS adiciona uma camada de proteção à comunicação entre navegador e servidor.

Ele utiliza criptografia para dificultar que terceiros consigam ler ou modificar os dados durante a transmissão.

Isso é particularmente importante quando você envia:

senhas;

dados pessoais;

informações de pagamento;

mensagens.

O cadeado do navegador não significa que um site seja necessariamente confiável em tudo.

Ele indica principalmente que aquela conexão está utilizando mecanismos de proteção de transporte.

O que acontece quando a internet cai?

Existe uma cadeia inteira entre você e o serviço.

Um problema pode ocorrer:

no seu dispositivo;

no Wi-Fi;

no roteador;

na conexão da operadora;

em uma rota entre redes;

no DNS;

no servidor;

no centro de dados;

na aplicação.

É por isso que às vezes:

um site funciona e outro não;

o Wi-Fi aparece conectado, mas não existe internet;

um aplicativo fica fora do ar para milhões de pessoas;

a conexão funciona no celular, mas não no computador.

“Internet caiu” pode representar falhas muito diferentes.

A internet não é a mesma coisa que a Web

Esses dois conceitos são frequentemente utilizados como se fossem iguais.

Mas não são.

A internet é a infraestrutura e o conjunto de redes que permitem a comunicação.

A Web, ou World Wide Web, é um dos serviços construídos sobre essa infraestrutura.

E-mail também utiliza a internet.

Jogos online utilizam a internet.

Mensagens utilizam a internet.

Streaming utiliza a internet.

A Web é uma parte extremamente importante da internet.

Mas não é a internet inteira.

O navegador é muito mais sofisticado do que parece

Chrome, Safari, Firefox, Edge e outros navegadores realizam uma quantidade enorme de trabalho.

Eles precisam:

interpretar HTML;

aplicar CSS;

executar JavaScript;

carregar imagens;

gerenciar conexões;

proteger sessões;

armazenar dados locais;

aplicar regras de segurança;

renderizar interfaces.

Um navegador moderno é praticamente uma plataforma computacional inteira.

É por isso que aplicações extremamente complexas conseguem funcionar diretamente dentro dele.

E os aplicativos?

Aplicativos de celular também se comunicam com servidores através da internet.

Eles normalmente utilizam APIs para pedir ou enviar informações.

Quando você abre um aplicativo de clima, por exemplo, ele pode consultar um serviço remoto para obter os dados mais recentes.

Quando envia uma mensagem, o aplicativo transmite essa informação para sistemas responsáveis por entregá-la.

A interface está no telefone.

Grande parte da inteligência do serviço pode estar distribuída em outros lugares.

A internet foi construída em camadas

Uma das razões pelas quais a internet conseguiu crescer tanto é que diferentes partes do sistema conseguem evoluir sem exigir que tudo seja reconstruído ao mesmo tempo.

Existem protocolos para diferentes responsabilidades.

Endereçamento.

Transporte.

Nomes.

Web.

E-mail.

Segurança.

Essa arquitetura em camadas permite que tecnologias diferentes cooperem através de padrões compartilhados.

Você pode usar um telefone de uma fabricante, um roteador de outra, uma operadora diferente e acessar um servidor do outro lado do planeta.

Isso funciona porque todos concordam com determinados protocolos.

Protocolos são acordos

Um protocolo é um conjunto de regras sobre como sistemas devem se comunicar.

Imagine duas pessoas que não falam o mesmo idioma.

Sem algum padrão compartilhado, a comunicação fica impossível.

Na internet, protocolos definem como os dados devem ser organizados, enviados, recebidos e interpretados.

Alguns nomes conhecidos incluem:

IP;

TCP;

UDP;

HTTP;

HTTPS;

DNS.

Você não precisa conhecer todos para usar a internet.

Mas eles trabalham silenciosamente praticamente toda vez que você se conecta.

A internet não possui um único botão de desligar

Como é formada por muitas redes independentes interconectadas, a internet não possui um único servidor central controlando tudo.

Isso ajuda a explicar parte de sua resiliência.

Uma rota pode falhar enquanto outras continuam funcionando.

Um serviço pode ficar indisponível enquanto o restante da internet continua normal.

Uma região pode enfrentar problemas sem que o planeta inteiro fique offline.

Ao mesmo tempo, existem pontos de infraestrutura extremamente importantes cuja falha pode causar impactos significativos.

Distribuição não significa invulnerabilidade.

Tudo isso acontece em segundos

Talvez essa seja a parte mais impressionante.

Você toca em um link.

Seu dispositivo encontra uma rede.

Consulta um sistema de nomes.

Descobre um endereço.

Estabelece conexões.

Pacotes atravessam equipamentos.

Um servidor processa sua solicitação.

Dados voltam.

Seu navegador interpreta tudo.

E uma página aparece.

Para você, parece:

clicou → abriu.

Por baixo, existe uma enorme cadeia de engenharia.

Entender tecnologia muda a forma de utilizá-la

Você não precisa ser engenheiro de redes para utilizar a internet.

Assim como não precisa ser mecânico para dirigir um carro.

Mas compreender os fundamentos muda sua relação com a tecnologia.

Você consegue interpretar melhor problemas.

Entender notícias.

Tomar decisões sobre privacidade e segurança.

Compreender aquilo que empresas de tecnologia realmente fazem.

E perceber que grande parte daquilo que chamamos de “digital” continua dependendo de um mundo extremamente físico.

Cabos.

Prédios.

Energia.

Máquinas.

Pessoas.

Protocolos.

A próxima vez que uma página abrir em menos de um segundo, talvez pareça um pouco menos mágica.

E, ao mesmo tempo, muito mais impressionante.