Pacotes, roteadores e o caminho que seus dados percorrem

A última aula acompanhou um clique do seu Mac até um site. Esta aula desacelera o passo de “conectar”: o que é um pacote, como os roteadores decidem para onde enviá-lo, e como você mesmo pode observar esse caminho.

Sua mensagem, cortada em pedaços

Nada que você envia pela internet viaja em uma única peça. Como explica o Learning Center da Cloudflare, os dados são divididos em pequenos segmentos chamados pacotes antes de saírem do seu dispositivo, e depois remontados por quem os recebe. Isso é chamado de comutação de pacotes: como pacotes de muitos computadores diferentes podem compartilhar os mesmos fios e equipamentos, bilhões de dispositivos conseguem trocar dados nas mesmas redes ao mesmo tempo, cada pacote encaminhado de forma independente e não necessariamente chegando na mesma ordem em que foi enviado.

Roteadores: uma decisão a cada salto

Um pacote não viaja diretamente até seu destino. Ele é passado de um roteador para o próximo, e cada roteador faz sua própria escolha sobre para onde enviá-lo em seguida. A Cloudflare descreve os roteadores como leitores do cabeçalho de um pacote — a parte que nomeia seu destino — checando isso contra uma tabela de roteamento, de forma parecida com um condutor de trem checando uma passagem para decidir a qual plataforma um passageiro pertence. As tabelas de roteamento podem ser definidas manualmente (roteamento estático) ou atualizadas automaticamente conforme as condições mudam (roteamento dinâmico), da mesma forma que um aplicativo de mapas recalcula uma rota para evitar trânsito. Um roteador faz isso milhões de vezes por segundo, para milhões de pacotes, de muitos remetentes diferentes ao mesmo tempo.

Como a internet é uma rede de muitas redes administradas de forma independente, uma única conexão a um site geralmente atravessa várias delas: sua rede doméstica ou de escritório, seu ISP, uma ou mais redes de trânsito, e finalmente a rede que hospeda o site. Ninguém é dono do caminho inteiro, e nenhuma empresa isolada vê tudo ele.

Observando o caminho você mesmo: traceroute

O macOS vem com uma ferramenta que mostra essa jornada salto a salto. O Learning Center da Cloudflare explica que o traceroute funciona enviando pacotes com um valor de tempo de vida (time-to-live) gradualmente crescente, de modo que cada roteador ao longo do caminho devolve uma pequena mensagem de erro que o revela, um salto de cada vez. O resultado é uma lista dos roteadores pelos quais seu pacote passou e quanto tempo cada salto levou.

$ traceroute 1.1.1.1

Um rastreamento real até o 1.1.1.1 da Cloudflare, mostrado na própria documentação da empresa, se parece com o roteador da sua casa, depois um ou dois saltos dentro do seu ISP, depois uma ou mais redes das quais você nunca ouviu falar, antes de finalmente alcançar o destino. Alguns saltos mostram três asteriscos (* * *) em vez de um tempo: isso geralmente significa que um roteador está configurado para não responder ao traceroute, não que algo esteja quebrado.

Atravessando oceanos: os cabos que você nunca vê

Para uma conexão entre continentes, os pacotes muito provavelmente atravessam um cabo submarino de fibra óptica em algum momento. O International Cable Protection Committee, uma organização de governos e donos de cabos fundada em 1958, observa que esses cabos transportam tráfego internacional de voz e dados de forma mais barata e confiável do que satélites: uma chamada que precisaria viajar dezenas de milhares de quilômetros até um satélite e voltar pode, em vez disso, ir de ponto a ponto pelo fundo do mar. Um único par de fibras em um desses cabos hoje pode transportar uma capacidade digitalizada que o ICPC descreve como equivalente a 150.000.000 chamadas telefônicas simultâneas, e cada cabo geralmente reúne vários desses pares de fibra. Como uma falha ou a âncora de um navio pode cortar um cabo, o setor conta com ter várias rotas independentes em vez de uma única linha entre quaisquer duas regiões.