Como funciona a internet?

Bilhões de pessoas usam a internet diariamente para tudo, desde trabalho e compras até serviços bancários, entretenimento e para manter contato com familiares e amigos. Ela é parte integrante e essencial da vida cotidiana, mas muitas pessoas não seriam capazes de explicar, em detalhes, como tudo funciona.

Se você já se perguntou "como funciona a internet?", este guia vai explicar tudo. Abordaremos a infraestrutura física, como os dados trafegam pela internet, como os dispositivos se conectam, a estrutura de governança da internet e muito mais.

O que é internet?

Antes de entrarmos em detalhes, vamos começar pelo básico e fornecer uma definição clara do que de fato é a internet.

Definição e história

Em sua essência, a internet é uma rede. Uma rede é um grupo de dispositivos conectados que podem enviar dados uns aos outros, e a internet às vezes é chamada de "rede de redes" porque é uma vasta e extensa coleção de redes de computadores que podem se interconectar (daí o nome "internet" ou "rede interconectada").

Embora as pessoas tendam a pensar na internet como uma inovação moderna, sua história remonta a várias décadas. Na década de 1960, um projeto militar dos EUA chamado Rede da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada (ARPANET) conectou computadores em instituições de pesquisa na mesma rede. Essa era basicamente uma versão muito primitiva da internet que conhecemos hoje.

Nas décadas seguintes, a arquitetura de rede e a tecnologia de rede evoluíram bastante. Foram desenvolvidos protocolos de comunicação para controlar a movimentação de dados entre dispositivos, e outros componentes da infraestrutura da internet, como o Sistema de Nomes de Domínio (DNS), foram criados, abrindo caminho para o que estava por vir.

A década de 1990 trouxe a invenção da World Wide Web e dos navegadores web. A internet se abriu para uso comercial, com a criação dos primeiros de inúmeros websites. Desde então, a tecnologia da internet evoluiu enormemente, com velocidades mais rápidas, conexões mais estáveis, acessibilidade generalizada e uma maior diversidade de dispositivos, como celulares e aparelhos domésticos inteligentes, conectados à internet.

Principais componentes e estruturas

A internet depende de uma vasta e complexa infraestrutura física e digital, incluindo cabos de fibra óptica, roteadores, modems, data centers, switches, protocolos e software. Todos esses elementos desempenham um papel fundamental no conjunto, facilitando o fluxo de dados e conexões estáveis ​​entre dispositivos em todo o mundo.

Como a internet funciona passo a passo

Vamos examinar como funcionam os diversos sistemas e componentes da internet.

Como os dados trafegam pela internet

Em sua essência, a internet gira em torno de dados e de como eles fluem de dispositivo para dispositivo e de rede para rede. As etapas abaixo mostram como os dados trafegam pela internet em uma interação típica do usuário:

• Solicitação do Sistema de Nomes de Domínio (DNS): primeiramente, quando você deseja acessar qualquer tipo de serviço online (como digitar um endereço da web no seu navegador), seu dispositivo envia uma solicitação DNS para o sistema.
• Handshakes: a solicitação é processada para encontrar o endereço de Protocolo de Internet (IP) exato ao qual você deseja se conectar, e duas etapas de handshake ocorrem. A primeira é um handshake TCP (Protocolo de Controle de Transmissão), que estabelece uma conexão entre o usuário e o endereço IP. A segunda, que ocorre apenas em sites HTTPS (Protocolo de Transferência de Hipertexto Seguro), é um handshake TLS (Segurança da Camada de Transporte) orientado à segurança, que autentica o cliente e o servidor e criptografa os dados entre os dois, impedindo que invasores vejam ou interceptem os dados trocados.
• Solicitação do Protocolo de Transferência de Hipertexto (HTTP): após a confirmação da conexão e o estabelecimento de uma ligação segura, seu navegador envia uma solicitação HTTP para requisitar dados específicos da internet, como o texto e as imagens que compõem esta página web, por exemplo.
• Resposta HTTP: o servidor processa a solicitação, localiza os dados relevantes, divide-os em pacotes de dados individuais e os envia de volta ao usuário.

Pacotes e comutação de pacotes

Como mencionado anteriormente, os dados na internet trafegam na forma de pacotes. Esses pacotes são transmitidos pela internet através de cabos de fibra óptica, modems e outras infraestruturas, passando por roteadores até chegarem ao seu destino. A cada pacote é atribuído um endereço de destino específico, para que possa ser roteado independentemente para onde precisar ir, seguindo o caminho mais eficiente disponível no momento. Esse processo é conhecido como comutação de pacotes.

Para garantir que os dados cheguem corretamente e possam ser remontados em sua forma original, cada pacote também inclui informações de cabeçalho, como os endereços IP de origem e destino e, em protocolos como o TCP, um número de sequência. Isso permite que os sistemas receptores verifiquem se os pacotes chegaram intactos e na ordem correta.

A função dos protocolos

Protocolos são como regras ou estruturas que definem como os dados devem ser transmitidos pela internet. Eles estabelecem os processos e padrões referentes à forma como os dados são formatados, enviados, recebidos, processados ​​e gerenciados. O TCP, por exemplo, fornece uma estrutura para a transmissão segura de dados, enquanto o HTTP controla o modo como os dados são formatados entre servidores web e navegadores.

A função do DNS

DNS significa Sistema de Nomes de Domínio. Às vezes chamado de "lista telefônica da internet", sua principal função é traduzir endereços da web legíveis por humanos, como www.exemplo.com.br, em endereços IP numéricos que os dispositivos usam para se comunicar entre si.

Como os dispositivos se conectam à internet

Dispositivos como computadores e smartphones se conectam à internet por meio deste processo em três etapas:

• Conexão com roteador: primeiramente, seu dispositivo se conecta ao roteador, que essencialmente faz a ponte entre dispositivos como computadores e celulares e a internet. Ele usa o Protocolo de Configuração Dinâmica de Hosts (DHCP) para atribuir um endereço IP privado exclusivo ao seu dispositivo dentro da sua rede local. Observe que, quando seu dispositivo acessa a internet, o roteador usa a Tradução de Endereços de Rede (NAT) para traduzir seu IP privado em seu endereço IP público, permitindo a comunicação com sites e serviços externos.
• Conexão com modem: o roteador envia o tráfego de internet para o modem, que conecta sua rede local ao seu provedor de internet. A função do modem é modular e demodular sinais: ele converte os dados digitais da sua rede em um formato transmissível adequado para a infraestrutura do seu provedor de internet e vice-versa.
• Conexão com o servidor do provedor de internet: na etapa final do estabelecimento de uma conexão com a internet, seus dados chegam aos servidores do seu provedor de internet, que processam a solicitação do seu dispositivo e estabelecem a conexão com a internet. A partir desse ponto, você pode enviar consultas por meio do seu navegador ou outro software para acessar dados da internet.

Alternativas de acesso à internet e sem fio

Atualmente, a maioria dos dispositivos se conecta a roteadores sem fio, por meio da tecnologia Wi-Fi. Isso envolve o uso de sinais de rádio para transmitir dados entre um roteador e um adaptador sem fio integrado a um computador ou outro dispositivo. Existem também outras alternativas de acesso à internet, como a internet via satélite, que utiliza redes de satélites em órbita baixa da Terra (LEO) ou geoestacionários para transmitir dados para residências e empresas.

Diferença entre a internet e a web

A internet e a World Wide Web, ou simplesmente "web", são termos que você pode ouvir sendo usados ​​como sinônimos. No entanto, embora estejam intimamente relacionados, eles não significam a mesma coisa.

A maneira mais fácil de diferenciar os dois é ver a web como um serviço e a internet como a infraestrutura que alimenta esse serviço. A internet é uma vasta rede global de dispositivos conectados e outras infraestruturas que permitem que os dados trafeguem entre dispositivos. A web é o termo coletivo para os inúmeros sites e páginas da web que você pode acessar na internet por meio de navegadores da web.

Infraestrutura física da internet

A infraestrutura da internet se divide em duas categorias principais: física e digital. A infraestrutura digital se refere ao lado do software da internet, como os protocolos. Porém, sem a infraestrutura física, como cabos, roteadores e servidores, nenhum software funcionaria.

Alicerce da internet

O chamado "alicerce da internet” se refere aos principais componentes da infraestrutura física que realizam a maior parte do trabalho pesado para manter a internet funcionando.

Isso inclui os incontáveis ​​quilômetros de cabos de fibra óptica de alta capacidade que se estendem pelo mundo e ao longo do fundo dos oceanos, transmitindo quantidades extraordinárias de dados de internet a cada segundo na forma de pulsos de luz.

Outros elementos da infraestrutura da internet incluem cabos Ethernet que conectam dispositivos físicos a roteadores, além de data centers que armazenam a vasta quantidade de dados que os usuários acessam online, e os roteadores e switches que controlam o fluxo desses dados.

Os roteadores são responsáveis ​​por encaminhar dados de/para a internet — por exemplo, o roteador Wi-Fi da sua casa é o que permite conectar seus diversos dispositivos, como computador, celular e smart TV, à internet. Os switches, por outro lado, operam dentro de uma rede local. Eles conectam vários dispositivos, como computadores, impressoras e pontos de acesso, para que possam se comunicar. Eles encaminham quadros Ethernet entre os dispositivos usando tabelas de endereços MAC (Controle de Acesso de Mídia) para garantir que cada quadro chegue ao destino correto.

O conceito mais amplo de comutação de pacotes explica como os dados se movem pela internet como um todo, dividindo as informações em pequenos pacotes que viajam independentemente pelos caminhos mais eficientes até seu destino.

Servidores e clientes web

Servidores e clientes web se encontram em extremidades opostas das comunicações da internet, formando o que é conhecido como modelo cliente-servidor.

Um servidor web é um dispositivo ou software que armazena e processa dados da internet, como páginas web, imagens ou código HTML, em resposta a solicitações de clientes. Os clientes, por sua vez, são os dispositivos ou softwares, como navegadores web, que enviam solicitações aos servidores.

Quando você acessa um site, participa do modelo cliente-servidor de comunicação na internet. Você digita um endereço web no seu navegador e pressiona "Enter". Nesse momento, seu navegador, ou cliente web, envia uma solicitação ao sistema, onde o servidor web relevante a recebe, processa e envia os dados desejados de volta ao seu dispositivo.

A importância da largura de banda

A largura de banda é um conceito importante para entender. Ela se refere à quantidade máxima de dados que pode ser transmitida por uma conexão de rede e geralmente é medida em megabits por segundo (Mbps) ou gigabits por segundo (Gbps). Quanto maior a largura de banda, mais dados podem trafegar.

Portanto, a largura de banda influencia diretamente suas velocidades de download e upload e sua experiência geral ao usar a internet para navegar na web, assistir a vídeos, baixar arquivos ou trabalhar. Uma largura de banda maior é essencial para atividades que exigem grande volume de dados ou redes com muitos dispositivos, mas geralmente implica em um custo mais alto devido à infraestrutura de alta capacidade necessária para fornecê-la.

Governança e controle da internet

Um sistema tão complexo e abrangente como a internet exige um controle rigoroso, e existem múltiplos níveis de governança na internet, com inúmeros órgãos e reguladores supervisionando tudo.

Quem controla a internet?

Não existe uma única autoridade ou instituição que controle toda a internet. Em vez disso, uma ampla variedade de órgãos reguladores, provedores de serviços, proprietários de infraestrutura e até mesmo governos influenciam seu funcionamento em todo o mundo.

Órgãos reguladores da Internet

Trata-se das organizações e grupos reguladores que gerenciam algumas das funções e sistemas essenciais da internet. Incluem as seguintes:

• Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN): esta organização gerencia nomes de domínio e a alocação de endereços IP.
• Internet Assigned Numbers Authority (IANA): este órgão opera como parte da ICANN e executa as funções da IANA, que incluem a coordenação da zona raiz do DNS, o gerenciamento da alocação de endereços IP para registros regionais da internet e a manutenção de parâmetros essenciais do protocolo da internet.
• Internet Engineering Task Force (IETF): esta organização é responsável por muitos dos padrões mais importantes da internet e de redes, como TCP, IP e HTTP.

Impacto da legislação no uso da internet

Os legisladores em países de todo o mundo também influenciam o funcionamento da internet. Por exemplo, a União Europeia estabeleceu o Regulamento Geral de Proteção de Dados (RGPD) em 2018, oferecendo aos usuários da internet mais controle sobre seus dados pessoais e exigindo que as empresas sejam mais transparentes sobre como coletam e utilizam esses dados.

Governos internacionais também debatem regularmente questões relacionadas à internet, como a neutralidade da rede, e estabelecem leis de proteção de dados, segurança cibernética e crimes cibernéticos.

O papel dos provedores de serviços de internet

Os provedores de internet são as empresas que fornecem acesso à internet a usuários comuns e empresas. Eles operam a infraestrutura que fornece o serviço diretamente e se conectam a outras redes por meio de peering, acordos de trânsito e pontos de troca de internet.

Além disso, os provedores de internet podem implementar práticas de gerenciamento de tráfego para manter o desempenho da rede, cumprir regulamentos ou fazer cumprir seus termos de serviço. Essas práticas ajudam a garantir que os dados possam fluir com eficiência e que as redes permaneçam confiáveis ​​para todos os usuários.

Segurança e confiabilidade da internet

Embora a internet ofereça inúmeras oportunidades e benefícios, ela também traz riscos. Muitos componentes essenciais da infraestrutura da internet não são inerentemente seguros, como o DNS, por exemplo, que envia consultas em texto não criptografado por padrão. Por causa disso, cibercriminosos podem explorar vulnerabilidades na infraestrutura, lançando ataques cibernéticos para roubar dados, dinheiro e até mesmo a identidade das pessoas.

Riscos de cibersegurança

• Malware: softwares maliciosos como vírus podem infectar dispositivos, afetando o desempenho e colocando os usuários em risco. Certos programas maliciosos podem, por exemplo, permitir que cibercriminosos espionem os usuários ou controlem seus dispositivos remotamente.
• Phishing: phishing e outros ataques de engenharia social envolvem golpistas que enganam, coagem ou ludibriam os usuários para que revelem seus dados, como credenciais de login para seus perfis online.
• Roubo de identidade: um dos principais objetivos de alguns ciberataques é roubar a identidade da vítima, obtendo informações pessoais importantes, como o número do seguro social, para vendê-las na dark web ou usá-las em atividades fraudulentas.
• Ataques de negação de serviço (DoS): um dos vários tipos de ataques cibernéticos, os ataques de DoS envolvem sistemas ou redes de destino sendo inundados com tráfego ou solicitações, sobrecarregando seus recursos e potencialmente tirando-os do ar.
• Questões de privacidade: diversas entidades, legítimas e ilegítimas, podem usar uma variedade de técnicas para obter dados de usuários da internet e vendê-los ou utilizá-los para publicidade e outros fins.

Importância da TLS e HTTPS

A internet se tornou progressivamente mais segura, graças a protocolos de segurança como Transport Layer Security (TLS) e Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS).

O TLS ajuda a proteger as comunicações online, criptografando dados e realizando processos de autenticação entre clientes e servidores web, mantendo os dados online mais seguros e privados. Os usuários podem verificar se um site utiliza TLS observando seu URL: se ele começar com "HTTPS”, significa que o site usa TLS.

Como se proteger online

Considerando a grande quantidade de ameaças online em constante evolução e as consequências potencialmente graves para as vítimas, os usuários comuns precisam tomar cuidado ao usar a internet. Felizmente, existem diversas ferramentas e técnicas disponíveis para ajudá-lo a aproveitar a web com relativa segurança.

Ferramentas e práticas recomendadas para uma navegação segura

• Esteja atento à segurança cibernética: há muitos sites falsos e fraudulentos por aí, além de cibercriminosos que usam todas as ferramentas à sua disposição para enganar as vítimas e roubar seus dados. Esteja ciente dos riscos e tome cuidado ao navegar. Fique atento a URLs com erros ortográficos, anexos de e-mail suspeitos e mensagens de remetentes desconhecidos.
• Verifique se o site usa HTTPS antes de compartilhar dados: a maioria dos principais sites usa HTTPS, que criptografa os dados entre seu navegador e o site. Se um site usar HTTP simples, evite inserir informações confidenciais, como senhas, números de cartão de crédito ou dados pessoais.
• Tenha cuidado ao usar redes Wi-Fi públicas: hotspots Wi-Fi públicos em locais como cafés, aeroportos e hotéis podem ser convenientes para acessar a internet quando você está em movimento, mas também podem expor seus dados a um risco maior de roubo ou interceptação. Ao usar a internet em público, sempre use uma rede privada virtual (VPN) para proteger seus dados e evitar o acesso a contas confidenciais.
• Use senhas fortes e autenticação multifator (MFA): use senhas únicas, longas e complexas para todas as suas contas online a fim de minimizar o risco de acesso não autorizado e habilite camadas extras de proteção, como a autenticação multifator (MFA), sempre que possível. Considere usar um gerenciador de senhas como o ExpressKeys para ajudar você a criar e armazenar senhas seguras.
• Invista em ferramentas e extensões de segurança: existem diversas ferramentas de segurança e extensões de navegador úteis que você pode instalar para se manter seguro online, incluindo bloqueadores de rastreadores como o ExpressVPN Threat Manager, além de antivírus e VPNs (falaremos mais sobre estes baixo).
• Mantenha seus dispositivos e navegadores atualizados: muitos ciberataques exploram vulnerabilidades em sistemas operacionais ou softwares de navegação, mas os desenvolvedores lançam atualizações regularmente para corrigir essas vulnerabilidades. Mantendo seus dispositivos e softwares atualizados, você dificultará a ação de criminosos.
• Proteja suas informações pessoais: embora existam muitas situações em que você precise fornecer informações pessoais online, como ao comprar um produto ou criar uma conta, é prudente ter cautela com o que você compartilha e com quem compartilha. Certifique-se de fornecer apenas as informações necessárias a entidades oficiais e confiáveis.
• Informe-se sobre novas ameaças: aprimore seus conhecimentos em cibersegurança e mantenha-se atualizado sobre as ameaças mais recentes lendo sobre elas em blogs e sites de tecnologia ou segurança. Dessa forma, você estará ciente de novos métodos de ataque e estratégias de proteção com antecedência, podendo adotar uma abordagem mais proativa em relação à segurança online.

Como as VPNs protegem sua privacidade e seus dados

Uma rede privada virtual (VPN) é uma ferramenta que pode ajudar a proteger sua privacidade e seus dados ao usar a internet. Uma VPN cria um túnel seguro e criptografado entre seu dispositivo e o servidor VPN, protegendo seu tráfego de internet contra possíveis interceptações.

Ao rotear sua conexão por meio do servidor VPN, uma VPN também oculta seu endereço IP, dificultando para que sites e outros terceiros rastreiem sua localização ou associem sua atividade a você.

VPN x antivírus x firewalls

As VPNs fazem parte de um trio de ferramentas cruciais de cibersegurança, juntamente com softwares antivírus e firewalls. Nenhum desses elementos é inerentemente melhor ou mais importante que os outros, pois todos servem a propósitos distintos.

Conforme descrito acima, as VPNs criptografam as conexões e ocultam seu endereço IP para ajudá-lo a usar a internet com mais privacidade. O software antivírus detecta e remove softwares maliciosos, enquanto os firewalls monitoram o tráfego de entrada e saída da sua rede para ajudar a bloquear acessos não autorizados e tráfego malicioso.

Novas tendências da internet

A internet está em constante evolução, com novas tecnologias, protocolos e tendências mudando a forma como a usamos e desfrutamos, além de expandir suas capacidades. Aqui estão alguns dos desenvolvimentos mais significativos dos últimos anos:

• IA: a inteligência artificial está se tornando uma parte importante da experiência online, com resultados de mecanismos de busca baseados em IA, chatbots e ferramentas de IA generativa moldando a maneira como as pessoas interagem, aprendem e trabalham na internet.
• Internet das coisas (IoT): a IoT continua a se expandir e diversificar, com uma gama crescente de dispositivos inteligentes, como eletrodomésticos inteligentes, capazes de se conectar à internet para enviar e receber dados. Isso abre novas possibilidades e funcionalidades para dispositivos que antes não possuíam conectividade.
• Computação de borda: para minimizar a latência e otimizar as velocidades de conexão, as redes modernas estão investindo cada vez mais em computação de borda. Isso se baseia em mover o processamento e o armazenamento de dados fisicamente para mais perto dos locais onde são usados ​​ou criados, em vez de mantê-los em nuvens ou data centers centralizados.
• 5G e além: acompanhamos a evolução dos dados móveis do 3G para o 5G, que é mais rápido do que qualquer tecnologia anterior. Os testes e o lançamento inicial da tecnologia 6G estão se aproximando e prometem impulsionar as redes móveis e a infraestrutura das cidades inteligentes.
• Cibersegurança de última geração: à medida que a internet evolui, também evoluem as ferramentas que os cibercriminosos podem usar para atacar suas vítimas. Por esse motivo, a cibersegurança também está evoluindo e caminhando, em grande parte, para modelos de confiança zero, adotando IA e outras tecnologias para autenticação contínua e proteção de dados de última geração.