É difícil para a Geração Y – os nascidos a partir da década de 1980 – imaginar um mundo em que não haja acesso à web. Mesmo quem nos tempos da famigerada conexão discada de 14400 kbps estava online, ou só depois da meia-noite e aos sábados, quando a ligação era mais barata.

Mas houve uma época em que não havia conexão nem entre computadores em salas adjacentes, imagine então uma rede integrada cobrindo praticamente o mundo inteiro.  O método mais fácil de entrar em contato com alguém eram os telefones – apenas fixos – e as secretárias eletrônicas de fita infinita.

Em todo o mundo

Teias tecnológicas

Mesmo antes disso uma das bases para o que hoje é a internet já estava sendo posicionada: a rede de cabos oceânicos.

Desde os tempos dos telégrafos – ainda no século 19 – as comunicações entre continentes, principalmente América do Norte e Europa, acontece graças a enormes cabos desenrolados na superfície por barcos especiais, e instalados no fundo do mar.

Com o desenvolvimento da tecnologia, esse cabeamento passou a atender linhas telefônicas e, mais tarde, também às conexões de internet. Atualmente, fibras óticas se estendem por todos os oceanos garantindo a ligação entre os continentes.

Cabos submarinos de fibra óticaCada um desses cabos é construído de forma a proteger os sinais que ali trafegam. Além de cabos elétricos – responsáveis por manter as propriedades condutoras das fibras óticas – e das próprias fibras, várias camadas de proteção atuam contra a corrosão pela água salgada e contra interferência de sinal.

Anualmente, diversas empresas instalam milhares de quilômetros de cabos desse tipo no mundo, enquanto os mais antigos são desativados ou têm uso desviado para fins puramente científicos.

Essa estrutura de cabos é bastante segura, mas como tudo no mundo, não é completamente imune a falhas ou acidentes. Um exemplo bem próximo foi a quebra dos cabos da Global Crossing que interligam o Brasil com a estrutura de internet dos Estados Unidos em fevereiro de 2010.

Mapa da Alcatel mostrando todos os cabos submarinos instalados atualmente

Apesar de todas as proteções físicas aos cabos e também de medidas de redundância – que redirecionam para outros cabos o tráfego de informações durante uma eventual quebra de ligação no ramo principal –, vários internautas tupiniquins sofreram de lentidão e até mesmo falta de acesso graças a esse acidente.

Em órbita

O Sputnik 1O outro principal canal – porém em escala muito menor que o cabeamento submarino – de informações para o mundo online é a transmissão via satélite. Presentes no espaço próximo do planeta desde 4 de outubro de 1957, quando a União Soviética colocou o Sputnik em órbita,  os satélites hoje são responsáveis por diversas tecnologias atuais, como o GPS e também a transmissão de dados.

Apesar de responsáveis por menos de 20% do tráfego de informação da internet atualmente, a conexão por satélite é utilizada principalmente para levar conexão de alta velocidade até locais de difícil acesso.

Satélite de comunicação (imagem: Boeing)Uma das grandes restrições para o uso disseminado de satélites para a conexão com a internet é a limitação de banda disponível, uma vez que TVs, operadoras de telefone, governos e empresas – como a Google – utilizam satélites para diversas outras tarefas além da transmissão de dados da web.

Como existe certa limitação de constelações de satélites, já que seu funcionamento depende de posicionamento, tempo e distância da superfície, a quantidade de equipamentos disponíveis para uso exclusivo na conexão com a internet é relativamente pequena.

Nas ondas do rádio

Logo depois de comentar sobre satélites,  e falar sobre a conexão wireless – sem fio, literalmente –, pode parecer que as redes Wi-Fi funcionam graças a equipamentos em órbita, mas não é bem assim.

O roteador de Wi-Fi é uma versão doméstica das torres de transmissão de dados por rádioCelulares, notebooks e outros aparelhos podem se conectar à internet sem o uso de cabos graças a antenas de rádio específicas, semelhantes – mas muito mais poderosas – ao roteador Wi-Fi que você tem em casa.

Devido às características de onda – frequência, e outras variáveis físicas, para quem se lembra do ensino médio – essas redes não são apropriadas para a distribuição intensa como a feita através das fibras óticas ou satélites.

O que acontece de fato é que todos os dados transmitidos pela antena para seu smartphone ou netbook trafegam, em algum momento, por uma fibra ótica submarina ou pelo sinal de um satélite de comunicações.

Conectando computadores

Foto de época mostrando um mainframe com entrada de dados por fitas magnéticasEnquanto os soviéticos se preparavam para mandar o primeiro satélite artificial para uma órbita espacial, nos Estados Unidos e na Europa  agências militares e universidades trabalhavam no refinamento do processo de utilização dos computadores.

Os mainframes, que executavam os aplicativos desenvolvidos em outras máquinas, utilizados pela defesa americana em suas pesquisas eram guardados em salas especiais, impedindo o acesso direto dos desenvolvedores ao equipamento. Com isso, falhas surgiam e tempo era gasto. Como o custo de manutenção dessas máquinas era muito alto, alternativas eram necessárias para otimizar sua utilização.

A agência americana desenvolve então uma rede de computadores em que os diversos laboratórios compartilhavam dados através de um servidor central, de maneira que a velocidade no acesso à informação garantisse que pesquisas não seriam duplicadas e diminuindo também a perda de tempo na troca de dados. Nascia a ARPAnet.

mapa da ARPAnet em 1980

Praticamente ao mesmo tempo, a rede militar da americana RAND Corporation, a teia comercial do National Physical Laboratory – NPL (laboratório físico nacional) da Inglaterra e a comunicação dos computadores científicos através do Cyclades francês criaram tecnologias tão essenciais para a internet quanto a conexão dos sistemas de pesquisa de defesa americanos.

Protocolos de controle, otimização da transmissão de grandes quantidades de informação, arquitetura descentralizada de ligação entre pontos e a comunicação entre redes diferentes foram os avanços que, reunidos, deram origem à internet atual. O próprio termo – Inter-net – surgiu a partir do funcionamento da rede Cyclades.

A rede

Pronto. Agora sabemos que computadores podem se comunicar entre si de diversas formas, aproveitando a infraestrutura de cabos submarinos e satélites. A partir das experiências com redes de diversas naturezas – acadêmica, científica, militar e comercial – chegou-se a uma série de conceitos que permitem a troca, praticamente em tempo real, de informação entre essas maquinas.

Mas como essa ligação funciona, realmente? Qual a mágica que permite a uma pessoa no Japão – ou em qualquer outro lugar do mundo - acessar o portal Baixaki após digitar algumas poucas letras?

Como a internet funciona

Sempre que você pede a seu navegador para acessar uma URL, entra em cena um servidor especial da rede, o DNS (Domain Name Server – servidor de nomes de domínio). Este computador especial envia para o seu PC o endereço IP dos arquivos (HTML, PHP etc) que compõem o site.

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Endereços IP (Internet Protocol) são uma sequência de números que indica à estrutura da internet – modems, navegadores, servidores etc – a localização exata dos arquivos relacionados a um determinado URL.

Para simplificar, pense em um endereço físico. Casas e apartamentos se situam em vias públicas, dentro de bairros, cidades e assim por diante. Para as máquinas dos correios, identificar o destino de cada carta ou encomenda enviada a partir dessas informações é muito complicado.

Como os correios funcionam de forma automatizada, toda carta deve conter um CEP (código de endereçamento postal), de interpretação mais fácil para os computadores.

iStockAssim, o endereço IP de um servidor pode ser considerado o CEP digital de um site na internet. Porém, como a rede é mundial, é muito mais difícil codificar cada localização com um identificador único. Por isso, o número que forma os endereços IP é assinalado em decimais divididos por pontos, semelhante a 256.25.2.256.

Cada intervalo desses números pode assumir valores entre 0 e 255, já que esse valor é – no servidor DNS – escrito de forma binária para ser corretamente interpretado por um computador.  O IP acima, por exemplo, seria escrito como 100000000.10000000011001.1000000001100110.100000000 na forma binária para o servidor DNS e para seu modem.

Conhecendo esse endereço, seu computador passa então a descarregar o código dos diversos arquivos – imagens, texto, diagramação etc – que compõem o Baixaki, por exemplo.

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Caso o servidor DNS que você utiliza não reconheça a URL que você enviou, isso não significa que você não chegará até o site. Quando isso acontece, vários servidores DNS começam a “conversar” entre si em busca do IP. Talvez demore um pouco mais para o site ser carregado, mas isso acontecerá assim que possível.

Carregando os sites

Dentro do seu computador, vários outros processos também acontecem durante a decodificação de um site. Assim que o navegador recebe o endereço IP correto, HTML e CSS tomam forma de texto, ocorrem alterações visuais na tipografia e o posicionamento dos elementos, imagens transformam-se de números binários em pixels coloridos e assim por diante.

Tudo isso acontece em altíssima velocidade – limitada principalmente pela banda disponível em sua conexão -, mas aí já é assunto para outro artigo.

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