Como funciona a Internet? Visualizando o crescimento da rede global desde 1997

A Internet é a espinha dorsal da transmissão de dados pela rede, a infraestrutura técnica que torna isso possível. Em seu núcleo, a Internet é uma grande rede de computadores que estão "conectados e se comunicam" uns com os outros.

A história da Internet remonta à década de 1960. Foi criado como um projeto de pesquisa financiado pelo Exército dos EUA e depois se transformou em uma infraestrutura pública com o apoio de muitas universidades e empresas privadas. As várias tecnologias que alimentam a Internet evoluíram ao longo
do tempo, mas a maneira como ela funciona não mudou muito.

Como funciona a Internet?

Quando você precisar estabelecer uma conexão entre dois computadores, poderá conectá-los fisicamente (usando um cabo Ethernet) ou sem fio (usando uma rede Wi-Fi ou Bluetooth, por exemplo ). Todos os computadores modernos suportam vários tipos de conexões.

Nota: Neste artigo, falaremos apenas sobre cabos, porém, o princípio das redes sem fio é o mesmo.

Mais de dois computadores podem se conectar à rede. Você pode conectar quantos PCs quiser. Ao aumentar o número de dispositivos conectados, você complica o processo de estabelecer uma conexão entre eles. Se você estiver tentando conectar dez computadores, por exemplo, precisará de 45 cabos com nove plugues por PC!

Para resolver esse problema, cada dispositivo na rede se conecta a um minúsculo computador especial – um roteador. Ele tem apenas uma tarefa: garantir que uma mensagem enviada de um computador chegue ao PC certo. Para enviar uma mensagem ao computador B, o computador A deve primeiro enviá-la ao roteador, que por sua vez encaminhará a mensagem ao PC correto e garantirá que ela não seja entregue a outro dispositivo.

Depois de adicionarmos um roteador ao nosso diagrama de rede, precisamos apenas de 10 cabos, mais um plugue para cada computador e um roteador com 10 plugues.

rede

Se estamos falando de uma pequena rede, a opção acima é ótima para estabelecer uma conexão entre computadores. Mas e quanto a conectar centenas, milhares, bilhões de dispositivos? Claro, aqui já um roteador não será suficiente. Você já sabe que um roteador também é um computador, então o que nos impede de conectar dois roteadores juntos? Então, vamos fazê-lo.

Conectando computadores a roteadores e depois roteadores a roteadores, podemos aumentar o tamanho de uma rede indefinidamente.

Essa rede é muito parecida com o que chamamos de Internet, mas esquecemos de algo. Nós o criamos para nossos próprios propósitos. Afinal, existem outras redes: seus amigos, vizinhos, parentes. Qualquer um pode criar sua própria rede de computadores. No entanto, é impossível passar um cabo de sua casa para o resto do mundo. E o que fazemos agora? Bem, já existem cabos que vão até sua casa que você pode usar para ligar para outras pessoas (telefone) ou acender as luzes (eletricidade). A rede telefónica liga-te a pessoas de todo o mundo, por isso este é o cabo de que precisamos. Para conectar nossa rede à infraestrutura telefônica, você precisa de um equipamento especial, chamado modem. Ele converte as informações do nosso computador, disponibilizando-as tanto para envio quanto para recebimento pela rede telefônica.

Agora estamos conectados à infra-estrutura de telefonia. O próximo passo é enviar mensagens de nossa rede para outra rede. Para fazer isso, você precisa usar os serviços de provedores de serviços de Internet (ISP). Um ISP é uma empresa que gerencia roteadores interconectados e também pode acessar roteadores de outros ISPs. Assim, a nossa mensagem é transmitida através da associação de redes ISP à rede pretendida. A Internet, por outro lado, inclui muitas dessas conexões de rede individuais.

ilustração da world wide web

Mas qual é o tamanho da Internet? Quantas dessas redes ele inclui? Milhões de dispositivos estão conectados à Internet e parece impossível exibi-los todos em uma única imagem. No entanto, o pesquisador de Cliffland, Barrett Lyon, provou o contrário.

Em novembro de 2003, o pesquisador de segurança Barrett Lyon estava em seu último ano na California State University, Sacramento, trabalhando como testador de penetração, um hacker contratado por empresas para encontrar pontos fracos em seus próprios sistemas. No início dos testes de penetração, Lyon sempre fazia um reconhecimento básico da infraestrutura do cliente. "Apenas no caso", diz ele. Ele percebeu que, dessa forma, poderia derivar uma fórmula pela qual pudesse ver como seria a nova rede para futuros testes de penetração. “Essa fórmula se tornou a base para a criação de um software que pode fazer todo o trabalho para mim", diz Lyon.

Um dia, enquanto almoçava com colegas, Lyon Barrett sugeriu usar seu mapeador de rede para desenhar toda a Internet. “Eles acharam a ideia muito engraçada, então apostaram 50 dólares que eu não conseguiria”, diz ele. Mas ele fez isso.

No processo de criação da ilustração da Internet, um grande número de finas linhas de interseção, estrelas e ramificações foram envolvidas. Essa imagem se tornou uma imagem da rede global no início dos anos 2000. Lyon chamou seu trabalho de Opte e, embora seus colegas inicialmente estivessem céticos em relação à "forma de arte", o produto final imediatamente começou a atrair fãs dentro e fora do Slashdot.

Foto: Barrett Lyon / The Opte Project (2003)

Mais tarde, " Opte " apareceu na rede com um disfarce completamente novo. A versão original usava " traceroutes ", comandos de diagnóstico que exploravam vários caminhos através da rede para visualizar a Internet com suas intrincadas ramificações e cantos e recantos. No entanto, essa técnica pode não ser totalmente precisa ao criar uma ilustração da Internet. Portanto, em 2010 , na exposição da pintura originalno Museu de Arte Moderna de Nova York, Lyon considerou alternativas para criar sua obra-prima. Em vez de desenhar um mapa da Internet com base no rastreamento de rotas, ele usou as tabelas de roteamento do Border Gateway Protocol. Isso deu a ele a oportunidade de obter uma imagem mais precisa da World Wide Web. Ele usou essa abordagem no futuro.

O "Opte" original era uma imagem estática, mas a versão de 2021 é um vídeo de 10K. Os dados BGP do projeto Route Views da Oregon State University foram usados ​​para mapear a Internet global de 1997 até o presente. Lyon trabalhou na visualização por vários meses e usou diversos aplicativos, ferramentas e scripts para criá-la. Um deles é um pacote de software chamado Large Graph Layout, originalmente projetado para visualizar imagens de proteínas. Ele usa centenas de layouts visuais diferentes até encontrar a solução mais eficaz e representativa para a tarefa em questão. Assim, foi criada a ” imagem ideal da rede “.“, que retrata todas as longas rotas de transmissão de dados interconectadas na Internet. Quanto mais próxima uma rede estiver do centro, mais conexões ela terá com outras redes.

Enquanto o conceito em si (" visualizar toda a Internet ") permanece o mesmo, a animação permite que a nova versão do "Opte" seja mais interativa. As ilustrações resultantes são gratuitas para uso não comercial. Lyon também criou vários diagramas e vídeos de particular interesse. Um deles mostra o espaço da Internet na China com suas duas conexões rigidamente controladas dentro e fora do país. Lyon também mostrou a presença massiva dos militares dos EUA na Internet, incluindo redes como NIPRNET e SIPRNET.

Foto: Barrett Lyon / The Opte Project

A nova versão do "Opte" também pode rastrear grandes eventos da Internet, como o desligamento nacional da Internet no Irã em 2019. O vídeo também mostra vazamentos de rota BGP e incidentes de redirecionamento malicioso na rede. A nova imagem animada da Internet foi projetada para que Lyon possa alterá-la com o tempo.

Embora "Opte" seja uma visualização impressionante do tamanho e da importância da Internet para as pessoas, Lyon argumenta que seu trabalho também aponta para o fracasso da rede em se tornar um lugar verdadeiramente descentralizado e livre em sua forma atual. Isso é especialmente verdadeiro para países e regiões onde foram introduzidas restrições relacionadas ao uso da rede global.

“Quando assisto a este vídeo, cada um dos pequenos rabiscos e ondas aparecem para mim como pessoas vagando pela vastidão da Internet”, diz Lyon. “As pessoas usam a Internet, constroem elas mesmas a rede mundial, atravessando literalmente oceanos e montanhas, usando fibra ótica, erguendo postes e cavando valas. Todo esse trabalho é exibido em um vídeo. No entanto, alguns países são muito sigilosos nesse assunto, por isso é impossível exibir com precisão sua atividade na Internet.”

De acordo com a Wired.