Come funziona internet?

Cos'è davvero internet?

Internet è una rete di reti: milioni di reti più piccole, quella di casa tua, quella del tuo operatore, quella di un'università, collegate tra loro. Nessuno la possiede tutta e non c'è un computer centrale che la comanda. Funziona perché tutti parlano la stessa lingua, cioè seguono gli stessi protocolli.

La storia comincia il 29 ottobre 1969, quando su ARPANET, la rete progenitrice, un computer dell'università UCLA provò a mandare la parola LOGIN a un computer di Stanford. Il sistema si bloccò dopo due lettere: il primo messaggio della storia fu LO.

In Italia la data da ricordare è il 30 aprile 1986: dal centro CNUCE di Pisa partì il primo collegamento verso un computer negli Stati Uniti, e il nostro Paese entrò in rete.

Attenzione a non confondere internet con il web. Il web, cioè le pagine con i link, è solo uno dei servizi che viaggiano su internet, come la posta elettronica o le videochiamate. Lo propose Tim Berners-Lee al CERN di Ginevra nel marzo 1989, e il primo sito, info.cern.ch, era attivo alla fine del 1990.

Come fa un messaggio a trovare la strada?

Ogni dispositivo collegato ha un indirizzo IP, una specie di indirizzo postale fatto di numeri. Il vecchio sistema, IPv4, usa indirizzi da 32 bit: in tutto circa 4,3 miliardi di combinazioni. Sembrano tante, ma con telefoni, computer e televisori connessi sono finite da tempo. Per questo si sta passando a IPv6, che di indirizzi ne ha praticamente infiniti.

Noi però non ricordiamo i numeri, ricordiamo i nomi. Qui entra in gioco il DNS, che funziona come la rubrica del telefono: tu scrivi mentenauta.it, il DNS risponde con l'indirizzo IP del computer che ospita il sito. Se il DNS si ferma, i siti esistono ancora, ma il tuo telefono non sa più dove trovarli.

Perché i dati viaggiano a pezzetti?

Qui c'è l'idea geniale di internet. Un file non parte tutto intero: viene tagliato in pacchetti. Su una normale rete di casa ogni pacchetto porta al massimo circa 1.500 byte. Una foto da 3 megabyte diventa quindi un paio di migliaia di pacchetti, ciascuno con scritto sopra mittente, destinatario e numero d'ordine.

Immagina di spedire un mobile smontato con tanti corrieri diversi. Ogni pacco può fare una strada diversa, e se un'autostrada è bloccata il corriere ne prende un'altra. A smistare i pacchetti ci pensano i router, che a ogni incrocio decidono la via migliore in quel momento.

All'arrivo, il protocollo TCP rimette i pezzi in ordine e chiede di rispedire quelli persi. TCP e IP diventarono lo standard di ARPANET il 1° gennaio 1983, e sono ancora loro a reggere tutto. Se vuoi seguire il viaggio di un file passo passo, leggi come viaggia una foto da un telefono all'altro.

Da ingegnere, il bello di questo schema è che non ha un punto debole unico: se un tratto di rete si guasta, i pacchetti girano intorno al problema.

Su cosa corrono i dati?

I bit viaggiano in tre modi: come impulsi elettrici nei cavi di rame, come onde radio nel Wi-Fi e nel 4G o 5G, e come lampi di luce nella fibra ottica. La fibra è un filo di vetro sottile come un capello: la luce rimbalza sulle sue pareti e va avanti per chilometri.

Dentro il vetro la luce rallenta un po': corre a circa 200.000 chilometri al secondo, due terzi della sua velocità nel vuoto. Un cavo lungo 6.000 chilometri, più o meno la distanza tra l'Europa e New York, si attraversa in circa 30 millesimi di secondo.

E tra un continente e l'altro? Molti pensano ai satelliti, invece la risposta sono i cavi sottomarini, posati sul fondo degli oceani. Secondo TeleGeography, la società che li mappa, trasportano oltre il 99% del traffico dati intercontinentale. I satelliti servono soprattutto dove i cavi non arrivano.

Cosa succede quando apri un sito?

Mettiamo in fila i passaggi. Il telefono manda la richiesta via Wi-Fi al router di casa, che la passa alla rete del tuo operatore attraverso la fibra o il rame. Prima di tutto si chiede al DNS l'indirizzo del sito.

Poi la richiesta, a pacchetti, salta da un router all'altro fino a un server, un computer che di solito sta in un grande data center. Il server risponde con la pagina, che torna indietro sempre a pacchetti, magari per strade diverse. Il telefono la rimonta e te la mostra.

Tutto questo avviene in una frazione di secondo, ed è anche il motivo per cui, quando un grande data center ha un problema, tante app smettono di funzionare insieme: ne parliamo in perché un guasto in un data center blocca le app.

La prossima volta che una pagina si carica all'istante, pensa a quei pacchetti che hanno fatto il giro di mezza Europa, o sono passati sotto l'oceano, per arrivare fino a te.