¿Cómo funciona Internet?

Internet es posiblemente el invento que más nos ha cambiado como sociedad en las últimas décadas. Hoy todo está en Internet y todo tiene que ver con esta de red de redes. Una red informática mundial que se creó como un proyecto militar y que hoy une a millones de personas, empresas y dispositivos electrónicos haciendo más pequeño el mundo que nos rodea. Uniendo lo físico con lo virtual.

Internet es mucho más que un medio de comunicación. O como la llaman algunos, la autopista de la información. Se trata de un medio intangible formado por cables y ordenadores que permite compartir tu vida, comunicarte con los tuyos, generar contenido, crear aplicaciones y servicios de la nada y, en definitiva, transformar el mundo hasta el punto de que miles de empresas y puestos de trabajo no existirían de no ser por esta inabarcable red de redes de alcance mundial.

Pero aunque estamos familiarizados con Internet, no todos comprendemos del todo en qué consiste. ¿Qué hace posible que un correo electrónico o un mensaje de WhatsApp salga de mi teléfono y llegue a su destinatario en cuestión de milisegundos? ¿Cómo funciona la red WiFi de tu hogar? ¿Qué significan las siglas que hacen posible Internet? ¿Podría caerse Internet y dejarnos incomunicados?

Internet - Red de redes - Red informática mundial
Fuente: Brand Factory Telefónica

La red de redes al detalle

Claude Shannon ideó un esquema simplificado que explica cómo funciona la comunicación. Y nos sirve para explicar qué es Internet, el medio de comunicación definitivo. Un emisor o fuente de información envía un mensaje a través de un canal. Para ello emplea un transmisor. La señal que transporta el mensaje a través del canal llega al receptor, que transmite el mensaje al destinatario.

Internet se conoce como la red de redes y se define como red informática mundial. Consiste en una red de alcance mundial que conecta ordenadores y dispositivos de todo el mundo. Para ello emplea redes inalámbricas WiFi y cables Ethernet, que conectan los dispositivos con un router. El router es un aparato que intermedia entre los dispositivos y tu proveedor de Internet. Y, a su vez, el proveedor de Internet te facilita el acceso a Internet gracias a su infraestructura de centrales intermedias. Por su parte, estas centrales se conectan entre sí y con millones de servidores y otros ordenadores empleando kilómetros y kilómetros de cables terrestres y submarinos.

Dispositivos, servidores, centrales, routers, cables y redes inalámbricas. Toda esta infraestructura que parece caótica y mastodóntica permanece invisible a nosotros. Y está tan bien organizada que permite enviar y recibir en segundos desde un mensaje de texto a un vídeo o realizar una llamada de audio en tiempo real. Millones de datos que circulan por todo el mundo a gran velocidad y que para nosotros se traduce en un archivo que se descarga al instante o una página web que carga en un abrir y cerrar de ojos.

Internet en la práctica: de tu dispositivo al mundo

Ejemplo práctico. Queremos subir un vídeo a Instagram desde nuestro smartphone. Estás en casa, así que tienes dos opciones: usar los datos móviles o la conexión WiFi de tu hogar. Elijas la opción que elijas, el proceso es similar: abres la app de Instagram en tu teléfono, eliges el vídeo, lo editas y le das al botón de Publicar. En unos segundos, tu vídeo se sube a Internet desde tu móvil y aparece publicado en una red social al alcance de millones de personas que verán ese vídeo aunque lo borres en tu teléfono. Pero, ¿qué ocurre en esos segundos en esta red informática mundial?

Simplificando, la aplicación se comunica con tu teléfono diciéndole que tiene que enviar un vídeo a determinado servidor, el que almacena el contenido que se publica en Instagram. Ese vídeo se dividirá en pequeños paquetes de información, que saldrán de tu teléfono e irán a parar a tu router, si empleas la conexión WiFi de tu hogar. El router será el encargado de conectar tu teléfono con Internet. Es decir, enviará el vídeo en forma de paquetes de datos a su destino, un servidor que puede estar en el mismo país, en el mismo continente, o al otro lado del océano. Para ti es indiferente, porque apenas notarás la diferencia. Unos milisegundos de más o de menos.

Por lo demás, esos paquetes de información, viajarán a través de fibra óptica y cables de red que comunican los centrales y servidores intermedios de tu proveedor de Internet y de los proveedores intermedios que conectan todo el mundo con cables terrestres y submarinos. Al llegar a su destino, un router recibirá esos datos, los enviará al servidor de destino y éste compondrá el vídeo a partir de los paquetes de datos recibidos. Y publicará el vídeo en Instagram siguiendo las instrucciones con las que fue programado.

Si empleas la conexión 4G o 5G del teléfono, los paquetes viajarán desde tu smartphone en dirección a la antena de telefonía más cercana. Y de ahí a la siguiente hasta llegar a la central más próxima de tu proveedor de Internet. En ella, los paquetes de datos seguirán su viaje a través de Internet, red informática mundial, mediante cables de fibra óptica y cables de red hasta llegar a su destino, como vimos antes.

Internet - Red de redes - Red informática mundial
Fuente: Brand Factory Telefónica

Redes dentro de redes

¿Y dónde están las redes? ¿Por qué Internet se conoce como una red de redes? Precisamente porque Internet está organizada en redes que se conectan entre sí, creando a su vez redes de mayor alcance que se conectan a otras para hacer llegar los datos de un punto a otro de la geografía.

Para empezar, una red local. La de tu propio hogar u oficina. En esa red se conectan ordenadores, teléfonos, tablets, televisores, videoconsolas y demás dispositivos electrónicos como enchufes, bombillas, termostatos, robots de cocina o robots de limpieza. Todos conectados a un router, el encargado de organizar y gestionar la red local.

Las redes locales acceden a Internet a través del propio router, que hace esas dos funciones: organizar la red local y conectarse a Internet. Las redes locales se conectan a las redes de los proveedores de Internet. Esas redes tienen alcance local, provincial, regional y/o nacional. Y se conectan entre sí constantemente para enviar y recibir los paquetes de datos que se intercambian de un punto a otro de la geografía. A su vez, los proveedores locales y/o nacionales se conectan con los proveedores internacionales. Lo dicho. Redes dentro de redes.

Por otro lado, conviene recordar que hay redes privadas y redes públicas. Las redes locales suelen ser privadas, salvo contadas excepciones. Pero también hay redes externas privadas, como las que crean empresas de cierta envergadura u organismos públicos para evitar que cierta información caiga en malas manos.

Internet - Red de redes - Red informática mundial
Fuente: Brand Factory Telefónica

Las tecnologías que hacen posible Internet

Describir Internet no resulta fácil porque hay muchos elementos implicados más allá de la definición de red informática mundial. Además, la parte técnica complica todavía más la explicación, ya que para que Internet funcione son necesarios multitud de protocolos y tecnologías que para el usuario medio pasan desapercibidos. Algunos te sonarán porque estamos muy familiarizados con ellos, como fibra óptica o WiFi. Pero otros pasan desapercibidos gracias a que hoy en día acceder a Internet es fácil e inmediato. Veamos los más relevantes para conocer los entresijos de Internet.

  • TCP/IP. Dos acrónimos que van de la mano. TCP significa Transmission Control Protocol, Protocolo de Control de Transmisión. Se encarga de que dos dispositivos envíen y reciban los paquetes de datos que transportan mensajes, audio, vídeo o cualquier archivo. Por su parte, IP significa Internet Protocol, Protocolo de Internet. Identifica a cada dispositivo con una serie de números, una especie de matrícula. Cada dispositivo conectado tiene una IP local del tipo 192.168.1.x y otra pública. La primera la asigna el router. La segunda, tu proveedor de Internet.
  • MAC. La dirección MAC se suele confundir con la IP. Es otro código numérico que identifica cada dispositivo. O, técnicamente, su tarjeta de red. La IP puede variar pero la dirección MAC es única y viene asignada por el IEEE, la organización que vela por las normas y estándares que hacen posible Internet y otros ámbitos electrónicos.
  • DNS. Acrónimo de Domain Name System o Sistema de Nombres de Dominio. Su misión es traducir la IP de un servidor a una combinación alfanumérica. Vamos, que hace posible que leas este artículo tecleando su URL en vez de un código numérico difícil de memorizar.
  • URLUniform Resource Locator. Localizador de Recursos Uniforme. Es lo que conocemos como enlace o dirección web. Nos permite acceder a contenido online sin tener que teclear direcciones IP.
  • DHCP. Este protocolo asigna las direcciones IP y otros parámetros de red para facilitar la comunicación entre dispositivos. Significa Protocolo de configuración dinámica de host, en inglés, Dynamic Host Configuration Protocol.
  • ISP. Acrónimo de Internet Service Provider, Proveedor de Servicios de Internet. Es la empresa encargada de darte acceso a Internet. Como vimos, las hay de alcance local, regional, nacional e internacional. Los ISP locales suelen llamarse también Tier 3. Los de alcance regional y/o nacional, Tier 2. Finalmente, los proveedores de Internet internacionales se conocen también como Tier 1.
  • HTTP. Acrónimo de Hypertext Transfer Protocol. El Protocolo de Transferencia de Hipertexto hace posible la transmisión de archivos y documentos hipermedia, como HTML. Hace posible que tu navegador web se comunique con los servidores que hospedan las páginas web y otros servicios online. En la actualidad, cada vez es más frecuente el protocolo HTTPS, una versión más segura de HTTP porque cifra las comunicaciones.
  • CDN. Uno de los acrónimos más recientes. Content Delivery Network o Red de distribución de contenidos, es un intermediario entre tu navegador web y los servidores que hospedan una página o servicio online. Su objetivo es que accedas a ese servicio más rápido, ya que las CDN cuentan con servidores en varios países.

Internet - Red de redes - Red informática mundial
Fuente: Brand Factory Telefónica

¿Qué pasa si…?

Ahora que ya sabemos cómo funciona Internet, la red informática mundial, qué elementos lo constituyen y qué protocolos lo hacen posible, nos queda resolver preguntas que todos nos hemos hecho alguna vez. ¿Podría Internet dejar de funcionar? ¿Qué ocurre cuando cae un servidor? ¿Puede caer un proveedor de Internet? ¿Qué es un ataque DDoS del que tanto se habla?

Primero. Lo que hoy es Internet está basado en un proyecto de 1969 llamado ARPANET. Financiado por el ejército de Estados Unidos, el objetivo era crear una red de comunicaciones fiable. Es decir, que no fallara o fuera difícil de desconectar. De ahí a la red de redes que es Internet. Lo que significa que puede caer un dispositivo o servidor conectado a una red, puede caer una o más redes, pero es muy complicado que caiga toda la red. Para ello, todo el mundo tendría que quedarse sin electricidad. Y, con todo, Internet seguiría en pie durante horas o días gracias a los sistemas eléctricos auxiliares.

Con todo, en los últimos años hemos sido testigos de caídas de Internet importantes. La más reciente, la que afectó durante horas al gigante Facebook, que también impidió acceder a Instagram y WhatsApp. Internet seguía en pie, pero no podías utilizar tres de las aplicaciones más populares, con millones de usuarios. ¿La causa técnica del problema? Según Wikipedia, “la pérdida de rutas IP a los servidores del Sistema de Nombres de Dominio (DNS) de Facebook”.

En los últimos años, otro problema que ha tenido gran repercusión tiene que ver con los CDN, Content Delivery Network o Red de distribución de contenidos. Su objetivo es que accedas más rápido y mejor a determinadas páginas y servicios online. Pero si fallan, te impiden acceder a esos servicios. En la práctica, es como si el servidor original fallase.

Otro problema que afecta a Internet: los ataques DDoS. DDoS es el acrónimo de Ataque de denegación de servicio o Distributed Denial of Service. Es un ataque de denegación de servicio distribuido. Consiste en atacar los servidores de una empresa, particular o de un servicio de Internet. Se hace con constantes y abundantes conexiones simultáneas que saturan el servidor. Para ello, los ciberdelincuentes emplean ordenadores infectados que forman redes zombi.

De manera ocasional, pueden darse situaciones curiosas que afectan a los cables terrestres y submarinos que conectan los países entre sí. En 2011, una mujer de 75 años cortó sin querer un cable subterráneo de fibra óptica que proporcionaba Internet a Armenia a través de Georgia. Y en 2018, un cable submarino roto dejó sin Internet a diez países africanos como Mauritania, Senegal, Gambia, Nigeria, Gana, Costa de Marfil, Guinea Ecuatorial y otros.

Fuente: Brand Factory Telefónica

La transición IPv4 a IPv6

Además de los problemas de Internet que hemos mencionado antes, de vez en cuando saltan las alarmas ante posibles situaciones caóticas a consecuencia de las limitaciones técnicas de las tecnologías que hacen posible Internet. Hay que tener en cuenta, que muchos dispositivos y protocolos tienen varias décadas a sus espaldas, y la Internet actual es de mayor envergadura que la de hace unos años. De ahí que se la defina como red informática mundial.

Uno de estos posibles problemas a medio o largo plazo tiene que ver con las direcciones IP. Cada dispositivo que accede a Internet tiene una IP asignada. Una especie de matrícula que lo identifica y le permite conectar con otros dispositivos. La dirección IP que empleamos en la actualidad es la versión 4, se creó en 1981 y está formada por un número de 32 bits de cuatro octetos o números de 8 bits. Para nosotros son cuatro números separados por puntos.

Empleando el protocolo IPv4 es posible utilizar de manera simultánea más de 4.000 millones de direcciones. La cifra exacta es 4.294.967.296 direcciones IP. ¿Dónde está el problema? Cuando se creó este protocolo, solo accedían a Internet unos pocos ordenadores y servidores. Luego llegaron los demás dispositivos que conocemos hoy, como smartphones, tablets, televisores y otros dispositivos inteligentes. Desde una bombilla a un interruptor, pasando por un sensor de movimiento o una cámara de vigilancia. Es más. Cada vez hay más usuarios de Internet y prácticamente cualquier país del mundo tiene acceso a la red de redes.

La pregunta es, ¿se saturará Internet por la falta de direcciones IP libres? La respuesta es que no, ya que la solución ya se viene implementando desde hace unos años. Se conoce como IPv6. Este protocolo sustituto de IPv4 se creó en 1998 y se aprobó como estándar en 2017. La ventaja de IPv6 frente al protocolo anterior es que está basado en 128 bits y permite usar números y letras (de la a a la f), por lo que se pueden crear. 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 direcciones. Suficiente para ir tirando unas cuantas décadas aunque la Internet de las cosas exija conectar millones de dispositivos a la vez.

Además, las conexiones IPv6 pueden operar en las redes IPv4 actuales, por lo que la transición es llevadera. Por lo demás, los dispositivos que se vienen fabricando desde hace unos años incorporan soporte para ambos protocolos, por lo que el usuario de a pie no debería tener problema alguno para conectarse a Internet desde cualquier dispositivo electrónico. La red informática mundial seguirá expandiéndose sin problemas.

Imagen de portada: Nikotxan

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