In che modo funziona Internet?

Cos'è Internet?

Prima di parlare di Internet, dobbiamo definire cos'è una "rete". Una rete è un gruppo di computer connessi che sono in grado di scambiarsi dati. Una rete di computer è molto simile a un circolo sociale, ovvero un gruppo di persone che si conoscono, si scambiano regolarmente informazioni e coordinano le attività in modo collaborativo.

Internet è una vasta e tentacolare raccolta di reti che si connettono tra loro. In effetti, si potrebbe dire che la parola "Internet" derivi da questo concetto: reti interconnesse.

Poiché i computer si connettono tra loro all'interno di reti e anche queste reti si connettono tutte tra loro, un computer può comunicare con un altro computer in una rete lontana grazie a Internet. In questo modo, è possibile scambiare rapidamente informazioni tra computer in tutto il mondo.

I computer si connettono tra loro e a Internet tramite fili, cavi, onde radio e altri tipi di infrastrutture di rete. Tutti i dati inviati su Internet vengono tradotti in impulsi di luce o elettricità, chiamati anche "bit", e quindi interpretati dal computer ricevente. I fili, i cavi e le onde radio conducono questi bit alla velocità della luce. Più bit possono essere trasmessi su questi fili e cavi contemporaneamente, più rapido è il funzionamento di Internet.

Cos'è la rete distribuita e perché questo concetto è importante per Internet?

Non esiste un centro di controllo per Internet. È piuttosto un sistema di rete distribuito, il che significa che non dipende da nessuna singola macchina. Qualsiasi computer o hardware in grado di inviare e ricevere dati nel modo corretto (ad esempio utilizzando il protocollo di rete corretto) può far parte di Internet.

La natura distribuita di Internet lo rende resiliente. Computer, server e altri componenti hardware di rete si connettono e disconnettono continuamente da Internet senza influire sul funzionamento di Internet, a differenza di un computer, che potrebbe non funzionare affatto in mancanza di un componente. Questo vale anche su larga scala: se un server, un intero datacenter o un'intera area di datacenter diventano inattivi, il resto di Internet può comunque funzionare (anche se forse più lentamente).

In che modo funziona Internet?

Ci sono due concetti principali che sono fondamentali per le modalità di funzionamento di Internet: pacchetti e protocolli.

Pacchetti

In rete, un pacchetto è un piccolo segmento di un messaggio più grande. Ogni pacchetto contiene sia dati che informazioni su tali dati. Le informazioni sui contenuti del pacchetto sono note come "intestazione" e si trovano nella parte anteriore del pacchetto in modo che la macchina ricevente sappia cosa fare con questo. Per comprendere lo scopo dell'intestazione di un pacchetto, pensa a come alcuni prodotti di consumo vengono forniti con istruzioni di assemblaggio.

Quando i dati vengono inviati su Internet, vengono prima suddivisi in pacchetti più piccoli, che vengono poi tradotti in bit. I pacchetti vengono instradati alla loro destinazione da vari dispositivi di rete come router e switch. Quando i pacchetti arrivano a destinazione, il dispositivo ricevente riassembla il pacchetto secondo l'ordine previsto e può quindi utilizzare o visualizzare i dati.

Confronta questo processo con il modo in cui fu costruita la Statua della Libertà negli Stati Uniti. Fu stata progettata e costruita per la prima volta in Francia. Tuttavia, era troppo grande per poter essere trasportata su una nave, quindi fu spedita negli Stati Uniti a pezzi, insieme alle istruzioni sulla collocazione di ogni singolo pezzo. Gli operai che ricevettero i pezzi li riassemblarono nella statua che si può ammirare oggi a New York.

Sebbene questo approccio abbia richiesto molto tempo per la costruzione della Statua della Libertà, l'invio di informazioni digitali in pezzi più piccoli è estremamente veloce su Internet. Ad esempio, una foto della Statua della Libertà memorizzata su un server Web può viaggiare in tutto il mondo in un pacchetto alla volta ed essere caricata sul computer di qualcuno in pochi millisecondi.

I pacchetti vengono inviati tramite Internet utilizzando una tecnica chiamata "scambio di pacchetti". I router e gli switch intermedi sono in grado di elaborare i pacchetti indipendentemente l'uno dall'altro, senza tenere conto della loro origine o destinazione. È stato tutto predefinito in questo modo, affinché nessuna singola connessione domini la rete. Se i dati venissero inviati tra computer tutti in una volta senza scambio di pacchetti, una connessione tra due computer potrebbe occupare più cavi, router e switch per minuti alla volta. In sostanza, solo due persone alla volta sarebbero in grado di utilizzare Internet, invece di un numero quasi illimitato di individui, come avviene in realtà.

Protocolli

Il collegamento di due computer, entrambi i quali possono utilizzare hardware diverso ed eseguire applicazioni software diverse, è una delle principali problematiche che i inventori di Internet hanno dovuto risolvere. Richiede l'uso di tecniche di comunicazione comprensibili da tutti i computer connessi, proprio come due persone che sono cresciute in parti diverse del mondo potrebbero aver bisogno di parlare una lingua comune per capirsi.

Questo problema viene risolto con protocolli standardizzati. Nella connettività di rete, un protocollo è una modalità standardizzata che consente di eseguire determinate azioni e formattare i dati in modo che due o più dispositivi siano in grado di comunicare e capirsi.

Esistono protocolli per l'invio di pacchetti tra dispositivi sulla stessa rete (Ethernet), per l'invio di pacchetti da rete a rete (IP), per garantire che i pacchetti vengano distribuiti correttamente secondo l'ordine previsto (TCP) e per la formattazione dei dati per i siti Web e le applicazioni (HTTP). Oltre a questi protocolli di base, esistono anche protocolli per routing, test e crittografia. Ed esistono anche alternative ai protocolli appena menzionati per diversi tipi di contenuti: ad esempio, lo streaming di video spesso utilizza UDP invece di TCP.

Poiché tutti i computer connessi a Internet possono interpretare e comprendere questi protocolli, Internet funziona indipendentemente da chi o cosa si connette ad esso.

Quale infrastruttura fisica permette il funzionamento di Internet?

Numerose tipologie di hardware e infrastrutture fanno sì che Internet funzioni per tutti. Alcuni dei tipi più importanti includono quanto segue:

• I router inoltrano pacchetti a diverse reti di computer in base alla loro destinazione. I router sono come i vigili urbani di Internet: si assicurano che il traffico di Internet venga indirizzato alle reti giuste.
• Gli switch collegano i dispositivi che condividono un'unica rete. Usano lo scambio di pacchetti per inoltrare i pacchetti ai dispositivi corretti. Ricevono anche pacchetti in uscita da tali dispositivi e li indirizzano alla destinazione giusta.
• I server Web sono computer specializzati ad alta potenza che archiviano e forniscono contenuti (pagine Web, immagini, video) agli utenti, oltre a ospitare applicazioni e database. I server rispondono anche alle query DNS ed eseguono altre attività importanti per garantire il funzionamento costante di Internet. La maggior parte dei server si trova in datacenter di grandi dimensioni, dislocati in tutto il mondo.

In che modo questi concetti sono correlati all'accesso degli utenti dei siti Web e delle applicazioni tramite Internet?

Facciamo l'esempio di questo articolo. Affinché tu possa vederlo, è stato inviato su Internet frammento per frammento sotto forma di diverse migliaia di pacchetti. Questi pacchetti hanno viaggiato su cavi e onde radio e tramite router e switch dal nostro server Web al tuo computer o dispositivo. Il tuo computer o smartphone ha ricevuto tale pacchetto e lo ha trasmesso al browser del tuo dispositivo. A sua volta, il browser ha interpretato i dati all'interno dei pacchetti per mostrarti il testo che stai leggendo ora.

I passaggi specifici coinvolti in questo processo sono:

1. Query DNS: quando il tuo browser ha iniziato a caricare questa pagina Web, probabilmente ha prima eseguito una query DNS per scoprire l'indirizzo IP del sito Web di Cloudflare.
2. Handshake TCP: il tuo browser ha aperto una connessione con tale indirizzo IP.
3. Handshake TLS: il tuo browser ha anche configurato la crittografia tra un server Web di Cloudflare e il tuo dispositivo in modo che gli autori di attacchi non possano leggere i pacchetti di dati che transitato tra questi due endpoint.
4. Richiesta HTTP: il tuo browser ha richiesto il contenuto presente su questa pagina Web.
5. Risposta HTTP: il server di Cloudflare ha trasmesso il contenuto sotto forma di codice HTML, CSS e JavaScript, suddiviso in una serie di pacchetti di dati. Una volta che il tuo dispositivo ha ricevuto i pacchetti e verificato di averli ricevuti tutti, il browser ha interpretato il codice HTML, CSS e JavaScript contenuto nel pacchetto per mostrarti questo articolo sul funzionamento di Internet. L'intero processo ha richiesto solo un secondo o due.

Come puoi vedere, nel caricamento di una pagina Web sono coinvolti diversi processi e protocolli. Ulteriori informazioni su queste tecnologie sono disponibili in altre sezioni del Centro di apprendimento di Cloudflare:

• DNS
• TCP
• TLS
• HTTP

Cosa significa "contribuire alla costruzione di un Internet migliore"?

La creazione di Internet è stato un risultato incredibile che ha coinvolto gli sforzi collettivi di migliaia di individui e organizzazioni. Il fatto che Internet funzioni oggi su una scala molto più ampia di quanto previsto dai suoi fondatori è la conferma che il loro lavoro è stato molto utile.

Tuttavia, Internet non funziona sempre come dovrebbe. Problemi di rete e attività dannose possono rallentare l'accesso a Internet o bloccarlo del tutto. Soggetti esterni possono spiare le attività degli utenti, causando abusi e, in alcuni casi, la repressione da parte dei governi. I protocolli e i processi di Internet non sono stati progettati pensando alla sicurezza e alla privacy, poiché le persone che per prime hanno progettato e realizzato Internet erano più preoccupate del suo funzionamento che della sua perfezione.

La mission di Cloudflare è quella di contribuire alla costruzione di un Internet migliore. Cloudflare mira a raggiungere questo obiettivo in diversi modi, tra cui:

• Contribuire allo sviluppo di protocolli più nuovi, veloci e sicuri per Internet
• Mettere la privacy al primo posto integrandola in tutti i prodotti e offrendo servizi gratuiti per aumentare la privacy degli utenti (come 1.1.1.1 e DNS su HTTPS)
• Estendere il servizio Cloudflare a un pubblico globale attraverso una rete internazionale di datacenter in continua espansione
• Offrire prodotti che aumentano la sicurezza, le prestazioni e l'affidabilità per le proprietà web e l'infrastruttura di rete (molti di questi prodotti sono offerti gratuitamente a chiunque disponga di un sito web o di un'API).
• Consentire agli sviluppatori di creare applicazioni serverless più veloci ed efficienti per servire meglio gli utenti
• Educare gli utenti sul funzionamento della tecnologia Internet attraverso il Centro di apprendimento e il blog di Cloudflare

Per saperne di più sugli sforzi attualmente profusi da Cloudflare per contribuire a un Internet migliore, visita la nostra home page o segui il nostro blog.

Per saperne di più su come funziona la rete, consulta Cos'è un livello di rete?