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🌐 Como a internet funciona?

A internet é a maior e mais popular rede de computadores do mundo. Tudo começou com uma pesquisa acadêmica em 1969 e se tornou uma rede comercial global na década de 90.

A internet é notável por sua descentralização. Não há dono ou quem possa controlá-la. Em vez disso, milhares de organizações diferentes operam suas próprias redes e negociam acordos voluntários de interconexão.

A maioria das pessoas confundem web e internet, achando que são sinônimos. Mas, na realidade, a web é apenas uma das muitas aplicações da internet.

Como a Internet foi inventada?

A Internet não foi realmente inventada por si mesma. Em vez disso, ela foi formada a partir da culminação de diferentes tipos de tecnologia de comunicação por computador, desenvolvida por vários grupos científicos. Várias internets diferentes começaram a se conectar ao longo do tempo, formando a Internet que conhecemos hoje.

Como a internet chega em nossas casas?

Para que possamos usar a internet, são necessários 3 passos:

  1. Os backbones distribuem a informação pela rede usando o protocolo TCP/IP para determinar onde os dados devem ir.
  2. A internet, assim, chega aos provedores de acesso, que contratam a conexão com os backbones e distribuem para os provedores de serviço.
  3. Os provedores de serviço distribuem a conexão para os usuários finais.

Quem comanda a internet?

Ninguém comanda a internet, justamente por ser uma rede descentralizada. O que temos então é uma série de organizações, empresas, universidades e governos que operam suas próprias redes e trocam tráfego entre si com base em acordos voluntários de interconexão.


Um pouco de história

ARPANET e TCP/IP

Na época em que os computadores ocupavam uma sala inteira, os cientistas estavam constantemente procurando novas maneiras de fazê-los processar mais informações em velocidades mais rápidas.

Esse desejo por velocidade e eficiência levou os cientistas a desenvolverem o ARPANET, um sistema de comunicação por computador criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos para pesquisas do governo. A primeira transferência de dados demonstrando uma rede conectada de quatro vias ocorreu na Universidade de Stanford, na Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, UCLA e na Universidade de Utah.

Na década de 1970, essa conexão de quatro vias foi a primeira conexão à Internet no mundo. Cientistas em muitos outros países desenvolveram as suas próprias redes nos anos seguintes, mas a comunicação entre as diferentes redes era difícil, pois cada conexão usava sua própria linguagem para enviar e receber dados.

Em 1982, Vinton Cerf, gerente da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), juntou-se à equipe de pesquisa de Bob Kahn e, juntos, trabalharam nas primeiras versões do Transmission Control Protocol (TCP) e do Internet Protocol (IP). O TCP/IP se tornou a linguagem universal da Internet, permitindo que todos os computadores enviem e encaminhem de maneira confiável as informações que estão sendo transmitidas ao seu destino.

A invenção da World Wide Web e do e-mail

O e-mail foi inventado em 1971 por Ray Tomlinson como um método de comunicação pela ARPANET. No entanto, foi somente no início da década de 1990 que o e-mail começou a ser usado por pessoas comuns, tornando-se uma das forças motrizes por trás da crescente popularidade da Internet.

O cientista britânico da computação, Tim Berners-Lee, foi o criador de outra invenção de vital importância – a World Wide Web. Foi inventado em 1991 como um método de compartilhar pesquisas entre os cientistas do CERN com mais facilidade. Berners-Lee inventou o primeiro navegador, servidor e site da web – a sua ideia era baseada no conceito de inserir links para outras páginas (hiperlinks) no HTML da própria página da web. Seu protocolo de transferência de hipertexto (HTTP) e o endereço da web (URL) são conceitos usados até hoje.

Internet discada

A primeira iteração da Internet disponível para uso comercial foi a dial-up, internet discada. A Internet discada exigia uma linha telefônica para funcionar, portanto, as chamadas não podiam ser feitas usando uma linha fixa enquanto a Internet estava em uso.

A velocidade foi um problema significativo nos primeiros dias. Em 1998, a melhor conexão que os usuários podiam esperar era de 56 Kbps. Essa velocidade de conexão diminuta significava que o download de um arquivo muitas vezes podia se tornar um processo demorado e o streaming de música ou vídeo não era viável. Além disso, os primeiros modems não eram baratos, com o último modem de 28,8 Kbps custando até £ 399 no início dos anos 90.

Banda larga e Wi-Fi

O próximo desenvolvimento da navegação doméstica foi a introdução da Internet de banda larga e sem fio (wireless).

A banda larga começou a substituir a discada no início de 2000, com metade de todos os usuários da Internet possuindo uma conexão de banda larga em 2007. A banda larga permite que um volume significativamente maior de dados seja transferido em velocidades mais rápidas usando uma conexão ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line).

A banda larga também é diferente da discada, pois está sempre conectada à Internet e não precisa ser ‘ligada’ para funcionar.

A Internet sem fio começou a ser implantada comercialmente para o público em 1999, com o lançamento do Apple Airport, seguida de perto pelo lançamento de um roteador Wi-Fi com foco no Windows em 2001. Esses dispositivos rapidamente se tornaram a norma, substituindo os cabos Ethernet que precisavam estar fisicamente conectados a um computador para trabalhar.

Os pontos de acesso sem fio da Internet logo foram introduzidos em muitas empresas, como cafeterias, lojas de varejo e escritórios. Os pontos de acesso Wi-Fi oferecem acesso público à Internet, geralmente de graça, e operam usando uma rede local sem fio (WLAN) conectada a um roteador.

Banda larga a cabo

A banda larga a cabo foi introduzida após a banda larga ADSL, oferecendo velocidades de Internet potencialmente mais rápidas operando em fios de televisão a cabo, em vez de uma linha telefônica. As velocidades da Internet a cabo podem flutuar e são limitadas pela largura de banda permitida pelo fio do cabo. Embora as conexões ADSL sejam amplamente acessíveis, a banda larga a cabo não é tão comum e está disponível para cerca de metade do Reino Unido.

A invenção de 2G, 3G e 4G

Quando os smartphones foram lançados inicialmente, os primeiros usuários tiveram que se contentar com uma conexão lenta de 9,6 Kbps, ainda mais lenta do que a discagem doméstica tradicional. As velocidades foram melhoradas com o início do 2G, que poderia atingir velocidades de até 56Kbps, mas a Internet móvel não alcançou verdadeiramente o seu potencial até o desenvolvimento do 3G.

Essa terceira geração de Internet móvel pode atingir velocidades de até 200Kbps, transformando para sempre a maneira como as pessoas usavam smartphones. O 4G foi lançado em 2010, melhorando ainda mais a velocidade da Internet móvel para respeitáveis 15 Mbps.

Banda larga de fibra óptica

Velocidade e eficiência permaneceram na vanguarda do desenvolvimento da Internet, com a banda larga de fibra super rápida emergindo como a próxima evolução da conectividade.

A banda larga de fibra óptica oferece velocidades muito melhores, porque usa cabos de fibra óptica, em vez de fios de cobre. Os cabos de fibra óptica são compostos de finos fios de vidro que permitem que a luz laser viaje por eles literalmente na velocidade da luz – melhorando muito a velocidade com que os dados podem ser enviados e recebidos.

Referências

Sobre mim

Você pode me encontrar em meu github, linkedin ou instagram.

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Ótimo post! Algumas perguntas de quem é meio leigo, oq é backbone? Tipo sei que os dados trafegam via tcp/ip, e o browser lê protocolos próprios como o http pela porta 80 de um servidor. Mas onde entra o DNS? tipo é um servidor que faz o redirecionamente do numero ip do servidor pra outro lugar?

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Sobre o Backbone

O Backbone se refere à espinha dorsal de uma rede, que é responsável por trafegar uma grande quantidade de dados entre redes e segmentos de redes conectados a ele. Ou seja, é uma rede que conecta redes (só que garantindo uma velocidade de tráfego absurda).

Você pode ler um pouco mais sobre backbone nesses links abaixo:

Sobre o DNS

O DNS (Domain name system) é um sistema hierárquico e distribuído de gestão de nomes para computadores, serviços ou qualquer máquina conectada à Internet ou a uma rede privada. Ele converte nomes amigáveis como www.rbmelolima.com.br para o seu IP correspondente (104.21.22.84).

Veja o capítulo 25 do livro que citei acima para entender mais a fundo.

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Que conteúdo sensacional rbmelolima, foi uma excelente leitura!

Você saberia dizer se no início as pessoas acessavam outros computadores diretamente pelo IP? Ou a resolução de DNS já veio junto com o TCP/IP?

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Resposta curta

A resolução de DNS surgiu em 1983 (em outras fontes dizem em 1984) e antes disso já haviam redes de computadores.

Quem utilizava as redes e precisava se comunicar com outros computadores, consultava tudo de um único arquivo de hosts que era atualizado manualmente durante a semana (e eram poucas as vezes durante a semana - 1 ou duas -). Aí já se imagina o problema disso né...?

Resposta longa

A ideia da criação de uma rede de computadores que pudessem trocar informações surgiu no ARPA ("Advanced Research Projects Agency") do Departamento de Defesa dos EUA quando, em 1962, a Agência contratou J.C.R. Licklider para liderar as suas novas iniciativas através do "Information Processing Techniques Office", IPTO, da Agência.

O projeto foi amadurecendo e adquiriu momento quando a ARPA contratou Lawrence Roberts, do Lincoln Lab do MIT, em 1967, para tornar a idéia uma realidade. Nesta mesma época Licklider, tendo saído da ARPA em 1964, assumiu a direção do Projeto MAC no MIT.

Para realizar o primeiro experimento com a rede foram escolhidas quatro universidades que seriam conectadas em janeiro de 1970 na rede computacional ARPANET. Eram elas a Universidade da Califórnia em Los Angeles (centro do desenvolvimento do "software"), o Stanford Research Institute, a Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e a Universidade de Utah, todos beneficiários de contratos com a ARPA. Além da comunidade acadêmica a rede original atendia também à comunidade militar americana.

Dada a explicação do que foi a ARPA e o que é a ARPANET, podemos continuar.

Durante os anos 70, Arpanet era uma pequena comunidade de algumas centenas de hosts. Um único arquivo, HOSTS.TXT, continha toda a informação necessária sobre os hosts. Este arquivo continha nome para endereçar cada host conectado a ARPANET.

O arquivo era mantido pela Network Information Center (NIC) e distribuido por um único host, SRI-NIC. Os administradores da ARPANET enviavam ao NIC, por e-mail, quaisquer mudanças que tivessem sido efeituadas e periodicamente SRI-NIC era atualizado, assim como o arquivo HOST.TXT. As mudanças eram compiladas em um novo HOST.TXT uma ou duas vezes por semana. Com o crescimento da ARPANET, entretanto, este esquema tornou-se inviável. O tamanho do arquivo HOST.TXT crescia na proporção em que crescia o número de hosts. Além disso, o tráfego gerado com o processo de atualização crescia em proporções ainda maiores uma vez que cada host que era incluído não só sognificava uma linha a mais no arquivo HOST.TXT, mas um outro host atualizando a partir do SRI-NIC.

Em 01/01/1983 a ARPANET mudou do NCP (sigla de network control protocol, primeiro protocolo servidor a servidor da ARPANET) para o protocolo TCP/IP. E após isso, a população de hosts aumentou bastante a ponto de gerar problemas no gerenciamento dos IPs.

Com isso, a centralização e o trabalho manual de alterar os hosts em HOSTS.txt geraram os seguintes problemas:

  • Tráfego e Carga: Os problemas com tráfego na rede e carga do processador tornaram-se insuportáveis.
  • Colisão de Nomes: Dois hosts do arquivo HOST.TXT não podiam ter o mesmo nome. Porém, apesar do NIC poder designar endereços únicos para cada host, ele não tinha nenhuma autoridade sobre os nomes dados aos mesmos. Não havia nada que pudesse evitar que alguém adicionasse um host com um nome conflitante, interrompendo o sistema de algum outro host já existente.
  • Consistência: Manter a consistência do arquivo com a rede se expandindo àquelas proporcões se tornou cada vez mais difícil. Quando o arquivo conseguia conter todos os hosts, algum host trocava de endereço ou um novo host adicionado tinha quebrado a conexão do host que se desejava acessar.

Foi nesse contexto que se sentiu a necessidade de criar o DNS. Para lidar com esse problema, um grupo que incluía Jon Postel, Paul Mockapetris e Craig Partrige publicou o RFC 882, que criou o sistema de nomes de domínio (DNS) para facilitar a navegação na Internet. Com o DNS, os usuários podem digitar nomes de host como “USC-ISIF” em vez de “10.2.0.52”. Cada endereço teria informações do específico ao geral.

E enfim, o resto é história :D

Se quiser ver uma timeline desde o início da ARPA até o DNS e um pouco além, clica aqui

Referências

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