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27/07/2024

A Estrutura da Internet

Postado por

Mapree

Full-stack Developer

Introdução

A internet é uma vasta rede global que conecta bilhões de dispositivos. Para compreender como ela funciona, é essencial conhecer seus principais componentes e como eles interagem. Neste post, exploraremos a estrutura da internet, desde o Sistema de Nomes de Domínio (DNS) e endereçamento IP até os protocolos de roteamento, ISPs, IXPs e a infraestrutura física que distribui a internet até o cliente final.

1. Sistema de Nomes de Domínio (DNS)

1.1 O que é o DNS?

O Sistema de Nomes de Domínio (DNS) traduz nomes de domínio legíveis por humanos em endereços IP que computadores utilizam para se comunicar. Funciona como um "catálogo telefônico" da web.

1.2 Funcionamento do DNS

  1. Consulta ao Servidor DNS Local: O navegador consulta o servidor DNS configurado em sua rede local.
  2. Resolução Recursiva: Se o endereço não estiver em cache, a consulta é encaminhada através de:
    • Servidores DNS Raiz: Direcionam para servidores DNS TLD.
    • Servidores DNS TLD: Conhecem os servidores DNS autoritativos.
    • Servidores DNS Autoritativos: Fornecem o endereço IP final.
  3. Resposta ao Navegador: O navegador usa o IP para conectar ao servidor web e carregar o site.

1.3 Tipos de Registros DNS

  • A: Mapeia um domínio para um endereço IPv4.
  • AAAA: Mapeia um domínio para um endereço IPv6.
  • CNAME: Alias para outro domínio.
  • MX: Define servidores de e-mail.

2. Endereçamento IP

2.1 O que é um Endereço IP?

Endereços IP identificam dispositivos em uma rede. Existem duas versões principais:

  • IPv4: Endereços de 32 bits, como 192.168.1.1.
  • IPv6: Endereços de 128 bits, como 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334.

2.2 Atribuição de IPs

  • Estáticos: Endereços fixos.
  • Dinâmicos: Atribuídos temporariamente por servidores DHCP.

2.3 Sub-redes

Dividem uma rede maior em redes menores para melhor gerenciamento e eficiência.

3. Protocolos de Rede

3.1 Protocolos de Roteamento

  • BGP (Border Gateway Protocol): Roteamento entre sistemas autônomos, determinando o melhor caminho para pacotes.
  • OSPF (Open Shortest Path First) e EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol): Roteamento interno dentro de um sistema autônomo.

3.2 Protocolos de Comunicação

  • TCP (Transmission Control Protocol): Garante a entrega confiável de dados.
  • UDP (User Datagram Protocol): Protocolo mais rápido, sem garantia de entrega.
  • IP (Internet Protocol): Endereçamento e roteamento de pacotes de dados.

4. Provedores de Serviços de Internet (ISPs)

4.1 O que são ISPs?

ISPs fornecem acesso à internet, operando a infraestrutura necessária para a transmissão de dados.

4.2 Tipos de ISPs

  • ISPs de Nível 1: Operam grandes redes backbone, conectando diferentes regiões e países.
  • ISPs de Nível 2: Conectam-se a ISPs de Nível 1 e oferecem serviços a clientes residenciais e comerciais.
  • ISPs de Nível 3: Provedores regionais que oferecem serviços em áreas específicas.

4.3 Distribuição da Internet pelos ISPs

  • Cabos de Fibra Óptica: Transmitem dados a alta velocidade entre diferentes locais.
  • Roteadores e Switches: Gerenciam o tráfego de dados dentro da rede.
  • Data Centers: Armazenam e processam dados, hospedando serviços e sites.

5. Pontos de Troca de Tráfego (IXPs)

5.1 O que são IXPs?

IXPs são locais onde diferentes redes se conectam e trocam tráfego diretamente, melhorando a eficiência e a velocidade da comunicação.

5.2 Funções dos IXPs

  • Redução de Latência: Diminui o tempo de transmissão ao conectar redes diretamente.
  • Redução de Custos: Permite a troca de tráfego sem custos adicionais.
  • Aumento da Resiliência: Oferece redundância e mais caminhos para o tráfego.

6. Estrutura Física da Internet

6.1 Cabos Submarinos

Cabos submarinos conectam continentes e são responsáveis pela maior parte do tráfego internacional de dados, percorrendo grandes distâncias no fundo do mar.

6.2 Data Centers

Data centers abrigam servidores e equipamentos essenciais para a operação da internet, processando e armazenando dados.

6.3 Distribuição da Internet pelos ISPs

Os ISPs utilizam cabos de fibra óptica, roteadores e switches para distribuir a internet a diferentes regiões. Eles também podem ter infraestrutura própria ou utilizar serviços de data centers para oferecer conectividade.

6.4 Estrutura Física Residencial e Empresarial

6.4.1 Para Usuários Residenciais

  • Fibra Óptica: Conexões de alta velocidade diretamente para residências.
  • Cabos Coaxiais: Usados para conexões de banda larga por cabo.
  • Modem e Roteador: Fornecem acesso à internet e conectam dispositivos à rede doméstica.

6.4.2 Para Empresas

  • Conexões de Alta Velocidade: Links de fibra óptica dedicados para garantir alta capacidade e desempenho.
  • Equipamentos de Rede: Incluem switches, roteadores e firewalls para gerenciamento e proteção.
  • Infraestrutura de Data Center: Empresas podem ter data centers próprios ou utilizar serviços para armazenamento e processamento de dados.

Conclusão

A estrutura da internet é uma rede complexa composta por vários componentes essenciais, incluindo DNS, endereçamento IP, protocolos de roteamento, ISPs, IXPs e infraestrutura física. Compreender esses elementos é fundamental para apreciar a robustez da internet e a forma como ela mantém a conectividade global.