Pacchetti, router e il percorso che fanno i tuoi dati

La lezione precedente ha seguito un clic dal tuo Mac a un sito web. Questa lezione rallenta sul passaggio “connettersi”: cos’è un pacchetto, come decidono i router dove inviarlo, e come puoi osservare tu stesso quel percorso.

Il tuo messaggio, tagliato in pezzi

Nulla di ciò che invii su internet viaggia in un solo pezzo. Come spiega il Centro di apprendimento di Cloudflare, i dati vengono suddivisi in piccoli segmenti chiamati pacchetti prima di lasciare il tuo dispositivo, poi riassemblati da chi li riceve. Questo si chiama commutazione di pacchetto: poiché i pacchetti di molti computer diversi possono condividere gli stessi cavi e la stessa attrezzatura, miliardi di dispositivi possono scambiarsi dati sulle stesse reti contemporaneamente, ogni pacchetto inoltrato indipendentemente e non necessariamente arrivando nello stesso ordine in cui è stato inviato.

I router: una decisione a ogni salto

Un pacchetto non viaggia direttamente verso la sua destinazione. Viene passato da un router al successivo, e ogni router fa la propria scelta su dove inviarlo dopo. Cloudflare descrive i router come lettori dell’intestazione di un pacchetto — la parte che ne indica la destinazione — confrontandola con una tabella di instradamento, in modo simile a un controllore del treno che verifica un biglietto per decidere su quale binario debba andare un passeggero. Le tabelle di instradamento possono essere impostate manualmente (instradamento statico) o aggiornate automaticamente al cambiare delle condizioni (instradamento dinamico), come un’app di mappe che ricalcola il percorso attorno al traffico. Un router fa questo milioni di volte al secondo, per milioni di pacchetti, da molti mittenti diversi contemporaneamente.

Poiché internet è una rete di molte reti gestite indipendentemente, una singola connessione a un sito web di solito ne attraversa diverse: la tua rete di casa o dell’ufficio, il tuo ISP, una o più reti di transito, e infine la rete che ospita il sito. Nessuno possiede l’intero percorso, e nessuna singola azienda lo vede tutto.

Osservare il percorso tu stesso: traceroute

macOS include uno strumento che mostra questo viaggio salto per salto. Il Centro di apprendimento di Cloudflare spiega che traceroute funziona inviando pacchetti con un valore time-to-live gradualmente crescente, così che ogni router lungo il percorso rimandi indietro un piccolo messaggio di errore che lo rivela, un salto alla volta. Il risultato è un elenco dei router attraversati dal tuo pacchetto e di quanto tempo ha richiesto ciascun salto.

$ traceroute 1.1.1.1

Una traccia reale verso l’1.1.1.1 di Cloudflare, mostrata nella documentazione di Cloudflare stessa, assomiglia a qualcosa come il router di casa tua, poi uno o due salti dentro il tuo ISP, poi una o più reti di cui non hai mai sentito parlare, prima di raggiungere finalmente la destinazione. Alcuni salti mostrano tre asterischi (* * *) invece di un tempo: di solito significa che un router è configurato per non rispondere a traceroute, non che qualcosa sia rotto.

Attraversare gli oceani: i cavi che non vedi mai

Per una connessione tra continenti, i pacchetti molto probabilmente attraversano a un certo punto un cavo sottomarino in fibra ottica. L’International Cable Protection Committee, un’organizzazione di governi e proprietari di cavi fondata nel 1958, nota che questi cavi trasportano il traffico vocale e dati internazionale in modo più economico e affidabile dei satelliti: una chiamata che dovrebbe percorrere decine di migliaia di chilometri fino a un satellite e ritorno può invece andare da punto a punto lungo il fondale marino. Una singola coppia di fibre in uno di questi cavi può ora trasportare una capacità digitalizzata che l’ICPC descrive come equivalente a 150.000.000 di chiamate telefoniche simultanee, e ogni cavo di solito raggruppa diverse di queste coppie di fibre. Poiché un guasto o l’ancora di una nave possono tagliare un cavo, il settore fa affidamento sull’avere diversi percorsi indipendenti invece di un’unica linea tra due regioni qualsiasi.