Quando conecto um cabo Ethernet ao meu computador, ele está diretamente conectado a todos os servidores da Internet?

Com isso, quero dizer que eu poderia seguir o cabo Ethernet através de milhares de quilômetros de fibra ótica e eventualmente chegar ao servidor da Amazon, servidor da ESPN e servidor de todos os outros sites? Assim, excluindo os casos de uso de satélite, a Internet é apenas uma teia gigante de cabos de fibra óptica?

A Internet é um sistema de redes menores interconectadas que podem se conectar através de roteamento. Você pode essencialmente "seguir o caminho" para qualquer servidor para o qual é direcionado, mas existem basicamente caminhos infinitos para qualquer destino. Se você iniciar a partir da sua conexão Ethernet, primeiro você deve acessar seu roteador doméstico e depois os roteadores do seu ISP. Os roteadores ISP possuem tabelas de roteamento ENORME que sabem como direcioná-lo para o destino que você está tentando chegar e direcionam seu tráfego de acordo. É por isso que em muitos diagramas que você vê da Internet, há uma grande nuvem. A nuvem significa que não há um caminho definido pelo qual ela viajará a cada vez, mas, de uma maneira ou de outra, seu tráfego será roteado pela Internet até chegar ao seu destino.

Essencialmente, você não está conectado diretamente a todos os domínios da Internet. São simplesmente os roteadores que conseguem direcionar seu tráfego que você gera para o destino correto.

Com o tipo de ideia metáfora que você usou, você pode dizer o mesmo sobre sua caixa de correio em casa. Você obviamente não está diretamente conectado à caixa de correio de todos. No entanto, se você colocar algo no correio (você pode pensar nisso como seu roteador doméstico), ele acabará nas mãos do carteiro, que o levará aos correios (você pode pensar nisso como seu ISP). Quando chega aos correios, é classificado e enviado a caminho do próximo destino (você pode pensar nisso como um roteador). Seu e-mail será enviado para outra agência postal maior (você pode pensar nisso como mais um roteador) mais próximo do destino do e-mail. Ele será classificado e continuará sendo transmitido para outros serviços postais (mais roteadores) até chegar a uma agência postal local perto de seu destino.

A Internet é um mundo complexo, mas espero que isso tenha ajudado você a entender rapidamente o básico :).

Para mais visual:

• um mapa da Internet . Provavelmente não é 100% preciso, mas você pode ver como todos estão conectados e como existem vários caminhos que você pode seguir.
• um mapa de fibra óptica
• um mapa interativo de fibra óptica , mostrando as linhas que estão sob o oceano que conectam todos nós. Essas linhas de fibra óptica são embaladas com uma tonelada de conexões de fibra, em velocidades muito muito altas.

Este é um bom exemplo de quando o superusuário tenta muito -_-;

A resposta é simplesmente  sim . Sim, você pode seguir os cabos do seu computador até o servidor ESPN, seguindo o mesmo caminho que um pacote HTTP GET seguiria. Você provavelmente precisaria ir para a água em algum momento, dependendo da sua localização, e quase certamente precisará entrar em um centro de hospedagem de alta segurança apenas para sair novamente, mas sim - porque é muito improvável que seu tráfego na Web  siga rotas sem fio ( como satélites, infravermelho de longo alcance ou wifi), você pode fazer um tipo de “traceroute gueto”.

Quão improváveis ​​são as rotas sem fio? Bem, isso depende de onde você mora - alguns países (como a Coréia) se modernizaram extremamente rapidamente após a Segunda Guerra Mundial e muitas pessoas precisavam de uma conexão à Internet mais rapidamente do que as empresas de cabo poderiam desenterrar as estradas. Embora a maior parte da Coréia esteja agora em fibra, as empresas de satélite ainda fazem bons negócios. Em outros locais, o terreno torna economicamente inviável a instalação de cabos, assim você vê satélites e pontes sem fio na linha de visão com mais frequência do que o cobre. Os continentes insulares da Ásia e fazendas muito remotas na Austrália geralmente usam conexões WiMAX de linha de visão, enquanto países montanhosos como o Cazaquistão têm alguns dos satélites de maior produtividade de qualquer lugar do mundo.

No entanto, como você provavelmente pode imaginar, essas pontes sem fio são usadas apenas na última etapa da conexão do servidor para o cliente. As conexões sem fio nunca são usadas no backbone principal da Internet, pois sofrem de latência grave (mais de um segundo para muitos satélites de órbita geossíncrona), são significativamente mais lentas que as fibras e sua confiabilidade depende da interferência sem fio ao redor, bem como do clima ( comumente conhecido como "chuva desbotada"). Por todos esses motivos, se você tiver uma conexão sem fio com a Internet, certamente saberia disso.

Um pequeno qualificador para tudo isso, no entanto, é que muito poucos dispositivos elétricos estão sempre em 'contato direto' uns com os outros. Muita modulação de energia é feita usando indução eletromagnética ( https://www.youtube.com/watch?v=hajIIGHPeuU ), e obviamente existe uma óptica que desfoca a definição de “fisicamente conectado”, dependendo se você acredita que um fóton é um partícula ou onda: P

Se você redefinisse a pergunta como "se todos os computadores da Internet subitamente se calassem, e eu enviasse 50.000 Giggawatts pelo meu cabo de internet - assumindo que nada pudesse desaparecer, um sinal seria detectável em um servidor ESPN?" Para a qual a resposta seria não , porque as informações de roteamento são necessárias e os dados precisam ser processados, reembalados e enviados para circuitos fisicamente diferentes por indução, com uma nova fonte de energia necessária para isso. Simplesmente enviar energia pelo seu fio não seria suficiente.

Estamos em 2015 dC, e todo o mundo está conectado. O mundo inteiro? Não, uma pequena vila ...

Mas, falando sério: a tecnologia da Internet baseia-se fundamentalmente no princípio de que a Internet não é uma única rede física e que as redes da Internet podem operar em praticamente qualquer tipo concebível de rede física. Essa rede subjacente não precisa usar cabos, pode usar comunicação por rádio ou satélite (que são usadas na prática) ou até mesmo um serviço de pombo-correio (se você realmente insistir).

Portanto, você não precisa de um cabo físico para conectar-se à Internet, e muitos lugares com conexões à Internet, como ilhas remotas, naves e estações espaciais , na verdade não estão conectados a cabos.

E é claro que existem muitos dispositivos móveis e computadores conectados por Wi-Fi atualmente.

Seu computador está conectado a qualquer outro computador na Internet da mesma maneira que o telefone está conectado a todos os outros telefones do mundo.

Não há um fio, mas uma coisa está conectada a outra e, sim, eventualmente, todos os computadores na Internet estão conectados.

excluindo os casos de uso de satélite, a Internet é apenas uma teia gigante de cabos de fibra óptica

Bem, existem outras conexões sem fio que não o satélite. Os links de microondas terrestres na linha de visão são os que realmente oferecem uma largura de banda muito boa, e há comunicações de rádio locais (celulares ou outras). Existem outras conexões com fio que não a fibra óptica (principalmente cobre, como no seu cabo Ethernet. Abra uma antiga algum tempo).

Com uma definição adequada de "bit de string" para significar qualquer tipo de conexão de dados com fio, há uma chance razoável de que você possa seguir um pouco de string do seu PC para uma caixa (seu roteador doméstico) e depois outro pedaço de string de essa caixa para outra caixa (provavelmente um armário na sua rua), depois outro pedaço de barbante dessa caixa etc. e, eventualmente, chegar ao data center da Amazon, onde estão servindo o site para você. O que acontece dentro de cada caixa é meio complicado, é claro, e envolve circuitos integrados, bem como fios grandes o suficiente para realmente ver , mas você provavelmente pensar nisso como uma conexão física tangível.

É claro que é um pouco de tautologia que, excluindo os casos de conexões sem fio, a Internet seja uma rede gigante de conexões com fio . Isso decorre do fato de a Internet ser uma gigantesca rede de conexões [*]. Portanto, a resposta sim / não à sua pergunta depende de como você deseja literalmente as palavras "fibra ótica" e "satélite". Uma proporção relativamente pequena de sites está conectada a serviços de backbone por qualquer coisa que não seja fios, e os próprios backbones estão conectados (eu acho que existem algumas exceções especiais), porque nada além de um pacote grosso de fibra tem a largura de banda para lidar um pedaço de significação do tráfego da Internet de um país grande.

Portanto, se você estiver em uma cidade ou local, e o servidor estiver em um datacenter em algum lugar, as chances são altas de que exista uma rota totalmente conectada de você até eles. Obviamente, nem todos os servidores estão em data centers. Não há nada que me impeça de executar um servidor Web no meu Wi-Fi doméstico, se me apetecer (de fato, eu já tinha no passado, para fins de teste). É claro que eu não seria capaz de lidar com 0,01% do público da Amazon dessa maneira.

Por outro lado, se estou no escritório do meu empregador, a resposta é "não" para seguir os cabos em qualquer lugar fora do prédio, porque temos uma conexão de microondas no telhado, em vez de usar qualquer um dos ISPs com fio disponíveis. Isso não está no meio do nada, é no centro de Londres. Por acaso é a melhor opção disponível por razões um pouco tediosas.

[*] Caso especial - se um grande pedaço é temporariamente separado do resto, o que ocasionalmente acontece por um motivo ou outro, então pode haver alguma confusão sobre o que é "a internet". Algumas definições diriam que a peça maior é a Internet, e a peça menor é outra coisa. As pessoas da parte menor conversando entre si podem razoavelmente pensar que ainda estão usando a "internet".

Sim, mas não é um único caminho linear. Eles chamam de "trabalho em rede" por um motivo:

Existem muitos caminhos diferentes do ponto A ao ponto B para qualquer dado A e B, embora, obviamente, alguns sejam mais rápidos que outros. Quando você (no ponto A) diz ao computador para se comunicar com um servidor no ponto B, o computador encaminha a solicitação para o roteador mais próximo, que tem uma idéia do formato da rede ao redor e determina qual é a melhor rota. e passa para o próximo roteador, e assim por diante.

Sim!

De alguma forma, haverá um link.

Você pode encontrar algumas estradas transversais ou rotatórias (roteadores), mas se seguir o caminho certo, chegará à Amazon ou aonde quiser. Você pode encontrar alguns sinais vermelhos (blocos de firewall), mas o link do cabo (coper, fibra) ou do rádio (wi-fi; wi-max; qualquer que seja) continuará até o destino.

Uma distinção importante: seu cabo Ethernet permite conversar com qualquer host público na Internet, mas não permite que você fale "" Ethernet "" com eles. Você tem uma pequena rede em sua casa, que se conecta à rede do ISP, eles se conectam a redes 'pares' e assim por diante. Rede inter .

Essa distinção é pedante, mas importante por algumas razões. Na época da invenção da Internet, havia tecnologias de rede que exigiam que todos os sistemas estivessem fisicamente conectados entre si e controlados pelo mesmo administrador. Algumas das tecnologias mais antigas da Ethernet (10BASE5,10BASE2) exigiam que todos os computadores estivessem no mesmo cabo físico! Bem, na verdade, uma série de cabos coaxiais conectados eletricamente por peças em T. Se um deles caiu, a rede inteira parou de funcionar.

Os sistemas telefônicos pré-digitais também estabeleceram uma única conexão elétrica entre os aparelhos (com um amplificador no meio para longas distâncias).

A distinção também é importante por causa das transmissões : várias coisas na sua LAN emitem "Estou aqui!" pacotes enviados para o endereço de broadcast. Isso vai para todos os computadores da sua rede - mas não para todos os computadores da Internet!

Não diretamente, não, mas você está conectado em um sentido .

O importante é perceber que a Internet não é apenas um protocolo . É uma série de protocolos, cada um dos quais executa uma tarefa específica. Eles se combinam em uma coisa chamada pilha que, entre os vários protocolos dentro dela, obtém dados para onde eles precisam ir.

Na maioria das vezes, as pessoas que desenvolveram os protocolos que compõem a Internet organizaram as coisas em quatro camadas . Há um modelo concorrente que usa sete camadas, mas vamos continuar com o modelo de quatro camadas por enquanto.

A mais baixa delas é a camada de enlace de dados , que lida com a tarefa de obter um sinal entre duas máquinas conectadas diretamente . Quando você conecta um cabo Ethernet ao computador e ao roteador, está conectando-o nesta camada. A família de protocolos Wi-Fi também vive na camada de enlace de dados. O mesmo acontece com o PPP, usado para modems e telefones celulares. Também existem outros, para links de infravermelho e laser, para estações de satélite e microondas e até para pombos-correio. Essa última foi feita como uma piada de April Fool; ninguém é esperado para usá-lo em circunstâncias normais, mas tem sido feito, só para provar que o conceito funciona. Pessoas em rede são estranhas.

A seguir, a camada da Internet , que move um sinal entre computadores que não estão conectados diretamente, usando uma cadeia de computadores que estão conectados diretamente . O IP (que é a origem do seu endereço IP) vive aqui, assim como alguns outros protocolos relacionados ao gerenciamento de rede. Ele é dividido em seu próprio protocolo para que as diferentes máquinas da cadeia não precisem se preocupar com a conexão da coisa toda : cada uma precisa se preocupar com a máquina da qual recebe o sinal (a menos que seja o primeiro link no a corrente) e a máquina para a qual encaminha o sinal (a menos que seja o último elo da corrente).

Depois disso, é a camada de transporte , que organiza um sinal em dados significativos . Ele é dividido em seu próprio protocolo para que as duas máquinas não precisem se preocupar com a forma como o sinal fica entre elas. Quando você lida com a camada de transporte, parece que as máquinas estão conectadas diretamente , porque o material da camada da Internet lida com toda essa bagunça. Mas o IP está fazendo muito trabalho por baixo.

Por último, a camada do aplicativo , que interpreta os dados de acordo com as necessidades do aplicativo . O HTTP, o protocolo que os navegadores da Web usam para enviar páginas e mídias para lá e para cá, vive aqui. O mesmo acontece com FTP, IRC e muitos outros. Os protocolos da camada de aplicativo não precisam se preocupar com nenhum detalhe da obtenção e recebimento dos dados: você envia e recebe de algum protocolo da camada de transporte, mas não precisa lidar com o resto.

O resultado final disso é que a Internet não é apenas uma gigantesca rede de cabos de fibra ótica. É muito mais bagunçado que isso . Mesmo se disséssemos que era uma rede de computadores conectados por cabos, isso ainda seria muito simplificador. Você provavelmente nunca enviará dados através de um link de operadora-pombo, mas muitos de seus sinais passarão por cobre, fibra, satélite e outros tipos de links no caminho para o destino. Mas, devido à maneira como a pilha é organizada, você nunca precisa saber ou se preocupar com nada disso.

Vou adotar uma abordagem mais simples e apenas dizer "não". Não há fios / fibras conectando diretamente o computador a todos os servidores na Internet. Talvez você tenha um roteador em casa? Eu acho que é mais preciso chamar a conexão através desse roteador "indireta" do que direta. Afinal, é comutado eletronicamente. Portanto, as conexões entre as máquinas são feitas principalmente quando uma máquina solicita o endereço IP de outra máquina. Em seguida, os transistores são comutados para fechar (significando conectar) parte dessa conexão. Esse processo passa por uma cascata de roteadores fora de sua casa, todos no caminho da sua conexão. Sem a cooperação desses roteadores e dispositivos relacionados, não há conexão elétrica (ou fibra ótica) entre o computador e os que estão na Internet.

A questão pode surgir devido ao funcionamento das redes TCP / IP. Todo computador em um loop de TCP / IP vê todos os pacotes de qualquer outro computador na mesma ramificação. Uma ramificação é um conjunto de endereços no mesmo circuito atrás de um roteador. Os roteadores conhecem os endereços que servem e apenas permitem a entrada de pacotes endereçados ao seu conjunto de endereços. Os roteadores também podem impedir que pacotes saiam da filial se o endereço de destino também estiver na mesma filial que o endereço de origem.

Portanto, em uma rede TCP / IP simples, todo computador vê todos os pacotes que se movem na rede local. Mas o objetivo principal da Internet era transformar o mundo em redes locais gerenciáveis ​​que podem interagir entre si quando necessário. Os roteadores (e servidores de endereço dinâmico) permitem que a rede funcione compartilhando apenas o que precisa ser compartilhado entre as filiais (redes locais). Caso contrário, o grande volume de tráfego sobrecarregaria todos os computadores.

Uma ramificação conectada a um roteador pode ser qualquer meio (cobre, fibra, rádio). Portanto, sim, todos os computadores da rede estão conectados a todos os outros computadores, mas o sistema de roteadores limita o tráfego com o qual o computador interage apenas para os da filial da qual você faz parte.

Em vários sentidos, não está diretamente conectado. Primeiro, seu computador precisa conversar com seu gateway (provavelmente seu roteador doméstico), depois o tráfego passa pelo seu ISP e , possivelmente, por um ou mais níveis de balanceadores de carga e NAT s:

$ traceroute example.com
traceroute to example.com (93.184.216.34), 30 hops max, 60 byte packets
 1  gateway (192.168.1.1)  3.070 ms  4.307 ms  4.263 ms
 2  * * *
 3  * * *
 [snipped some entries from my ISP]
 8  82.112.101.73 (82.112.101.73)  9.465 ms  9.429 ms  8.786 ms
 9  ae-6.r22.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.4.20)  23.813 ms ae-7.r23.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.6.54)  23.976 ms  21.417 ms
10  ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  87.500 ms ae-0.r22.londen03.uk.bb.gin.ntt.net (129.250.4.85)  47.845 ms  46.741 ms
11  ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  89.635 ms ae-13.r05.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.4.71)  84.415 ms ae-5.r24.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.2.18)  88.222 ms
12  ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  91.944 ms ae-13.r05.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.4.71)  75.052 ms ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  80.620 ms
13  ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  87.154 ms 93.184.216.34 (93.184.216.34)  75.963 ms ae-0.edgecast.nycmny01.us.bb.gin.ntt.net (129.250.196.174)  76.340 ms

Segundo, os sinais podem viajar usando basicamente qualquer meio confiável e provavelmente mudarão de meio mais de uma vez durante a viagem de sua casa para um servidor principal.

Terceiro, basicamente todo serviço que você provavelmente usa deve manter uma lista das máquinas às quais está conectado é ICMP (também conhecido como “ping”). Para serviços comuns da Internet, uma conexão lógica deve ser estabelecida com algum tipo de handshake, em que o cliente e o servidor determinam os parâmetros de conexão com base nos recursos de ambos (por exemplo, ao criptografar o tráfego para um site ).