Estrictamente hablando internet es un protocolo de comunicaciones que las computadoras usan para intercambiar información, aunque el término también se utiliza como la red de computadoras que utilizan éste protocolo de comunicaciones y los enlaces entre ellos.

Este documento explica a grandes rasgos y de manera simplificada cómo funciona «internet», tanto el protocolo como la infraestructura. Se aprecian comentarios, correcciones, extensiones…

Las reglas

Las reglas para la comunicación entre computadoras se establecen en los protocolos de internet, que incluyen (entre otros):

  • La conexión física.
  • La identificación de cada computadora.
  • La comunicación entre cada computadora.
  • La manera en que se envían los datos.
  • La seguridad de la conexión.

Son de particular interés:

A dónde se manda la información (IP)

Cada computadora conectada a internet tiene un número de idenfificación único dentro de la red (dirección IP). En la versión 4 del protocolo (IPv4) las direcciones son de 32 bits y nosotros las escribimos como cuatro números del 0 al 255, por ejemplo «192.168.1.254» (la que generalmente es del router).

32 bits son 4294967296 números en total, sin embargo todos los números posibles de IPv4 están asignados o son de uso restringido, por eso se está implementando IPv6, que es lo mismo pero con una mayor cantidad de números (128 bits), como ésos números son enormes se utilizan números del 0 al 9 y letras de A a F para representarlos y se utiliza «::» para abreviar los ceros intermedios, por ejemplo «ab13f::1».

Cómo se manda la información (TCP)

El protocolo TCP dice cómo enviar y recibir la información, de manera simplificada:

  1. Se parte la información en cachitos.
  2. Se calcula una suma de comprobación para cada parte.
  3. Se envía cada parte junto con su suma de comprobación.
  4. Se envía el orden de las partes.

Cuando se recibe la información, se comprueba que cada parte haya llegado bien calculando la suma de comprobación de cada parte y se ordenan. Aquí la misma información con dibujitos.

Internet es físico

Para el intercambio de información debe existir una conexión física que puede ser mediante cables o campos electromágnéticos (redes inalámbricas). El ancho de banda es la velocidad de transmisión de éstos enlaces, ya sea por sus características físicas o alguna limitación artificial.

Existen enlaces de alta velocidad que permiten la comunicación instantanea. En ocasiones se les llama backbones, aquí un mapa de algunos.

Una red pequeña

Una red pueden ser sólo dos computadoras conectadas entre sí, muchas compartiendo una impresora o todas las computadoras de un área de trabajo, si todos los nodos están en un mismo lugar la red que forman es una «red local».

Dependiendo de las caracterísiticas de la máquinas que conforman la red y el software que utilizan las conexiones entre los nodos pueden realizarse por ellos mismos o a través de una computadora especializada llamada «enrutador» (router). Cada conexión que se establece se realiza de par a par, ya sea de una computadora a otra o del router a cada computadora.

Una red pude estar conectada a otra si existe al menos una conexión a uno de sus nodos. Las computadoras que dirigen la información hacia afuera de la red local se llaman puertas de enlace. En redes pequeñas el router conecta un nodo de «internet» con la red local.

Una red de redes

La prioridad del protocolo al enviar paquetes es que lleguen a su destino, no importa qué tan rápido o qué ruta tomen. Los enrutadores se organizan para enviar la información de la manera que implique menos esfuerzo. El proceso simplificado:

  1. Se envía una solicitud de conexión a la IP.
  2. La solicitud se reenvía hasta que se encuentra la computadora con la IP correspondiente.
  3. Cuando se ha encontrado, se calcula la vía más rápida.

La ruta puede variar dependiendo de qué tan ocupados estén los nodos.

Conexión segura

La información que se envía en internet pasa a través de varias computadoras que pueden leerla, registrarla o hacer alguna modificación. Para evitar ésto se utilizan técnicas de cifrado, por eso se utilizan «https», «sftp», etcétera.

Qué es un servidor

Un servidor no tiene nada especial, es una computadora que está alerta para enviar alguna información cuando se le pide. Cualquier computadora puede actuar como servidor si tiene el software adecuado, que en el caso de servicios web puede ser: apache, cherokee, nginx,entre otros.

Si servidor debe atender muchas peticiones necesita mucha capacidad de procesamiento y ancho de banda suficiente. Generalmente en éstos casos se distribuye la carga entre varios servidores en diferentes regiones.

Un servidor, muchos servicios

Un mismo servidor puede ofrecer varios servicios a la vez, para identificar cada servicio se utiliza un número que se conoce como «puerto». El puerto se indica al momento de establecer la conexión después de la IP separado por dos puntos, por ejemplo «192.168.1.254:80».

El puerto de un servicio puede ser cualquiera, sin embargo existe una convención para los servicios más comunes, por ejemplo una página web utiliza el puerto 80.

Cómo sé a qué servidor conectarme (o Qué es un DNS)

Es posible establecer una conexión a un servidor utilizando su IP, google por ejemplo puede ser 173.194.64.99, pero recordar la IP de cada servidor es impráctico, en vez de ésto se utilizan listas con el nombre del servicio que apuntan a la IP correspondiente. Éstas listas son enormes y se distribuyen entre varios servidores, algunos de éstos servidores tienen la autoridad para designar los dominios y otros sólo tienen una copia.

Un servidor que posee una lista con los nombres de la página web (dominios) se conoce como «Domain Name Server» (DNS). El DNS puede ser de la compañía que provee el internet, un organismo independiente con su propio DNS, una institución internacional encargada de registrar los dominios, o incluso de algún particular.

Una explicación simplificada del proceso es:

  1. El explorador pide la IP de la página web al DNS.
  2. El DNS responde con la IP.
  3. Se establece una conexión con el servidor «IP».
  4. Se solicita al servidor «IP» la página web.

La IP del DNS debe conocerse de antemano o se solicita al momento de establecer conexión con el proveedor del servicio de internet.

Proveedor de Servicio de Internet (ISP)

El proveedor del servicio de internet es una entidad que posee un enlace a internet y vende la capacidad de conectarse a través de él.

Armando el rompecabezas

Internet es un protocolo de comunicación que incluye TCP (cómo se envía la información) e IP (a dónde se envía la información). Para usarlo, las computadoras están interconectadas por medio de enlaces físicos. Algunas de las computadoras están dedicadas exclusivamente a ayudar a las demás a comunicarse (enrutadores), otras a proveer servicios (como wikipedia) y otras sólo piden y comparten información (pero no porque no puedan hacer más).

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