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A Internet:
Pacotes, encaminhamento e fiabilidade
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Olá, o meu nome é Lynn.
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Sou engenheira de software aqui no Spotify
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e serei a primeira a admitir que muitas vezes
tomo como garantida a fiabilidade da Internet.
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A enorme quantidade de informação
a pairar na internet é espantosa.
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Mas como é possível que cada pedaço de
dados te sejam entregues de forma fiável?
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Digamos que queres ouvir
uma canção no Spotify.
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Parece que o teu computador se liga
diretamente aos servidores do Spotify,
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e que o Spotify te envia uma canção
numa linha direta, exclusiva.
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Mas, na verdade,
não é assim que a Internet funciona.
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Se a Internet fosse feita de ligações diretas e dedicadas,
seria impossível manter as coisas a funcionar
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à medida que milhões de utilizadores fossem entrando,
especialmente porque não nada nos garante
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que cada fio e computador
esteja sempre a funcionar.
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Em vez disso, os dados viajam
na Internet de forma muito menos direta.
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Há muitos anos atrás, no início dos anos 70,
o meu parceiro Bob Kahn e eu começámos
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a trabalhar na concepção daquilo
a que agora chamamos a Internet.
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O Bob e eu tínhamos a responsabilidade e a oportunidade
de conceber os protocolos da Internet e a sua arquitectura.
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Por isso continuámos a participar
no crescimento da Internet e na sua evolução
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durante todo este tempo
e até aos dias de hoje.
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A forma como a informação é transferida
de um computador para outro é bastante interessante.
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Ela não precisa de seguir um caminho fixo.
Na verdade, o seu caminho pode mudar
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no meio de uma conversa entre computadores.
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A informação na Internet vai
de um computador para outro
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no que chamamos
um pacote de informação,
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sendo que um pacote viaja
de um lugar para outro na Internet
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de forma muito parecida a como nós
vamos de um lugar para outro num carro.
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Dependendo do congestionamento do tráfego
ou das condições da estrada,
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poderás escolher ou ser forçado
a seguir uma rota diferente
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para chegar ao mesmo lugar
a cada vez que viajas. E apenas
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E assim como se pode transportar todo o tipo de coisas
dentro de um carro, muitos tipos de informação digital podem
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também podemos enviar muitos tipos de informação
digital em pacotes IP, com alguns limites.
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E se, por exemplo, for preciso mover um
vaivém espacial do sítio onde foi construído
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para o local onde será lançado.
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O vaivém não vai caber só num camião,
então é preciso desmontá-lo em peças,
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transportando-o recorrendo a uma frota
de camiões.
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Todos os camiões podem seguir diferentes rotas
e podem chegar ao destino em diferentes momentos,
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mas uma vez que todas as peças estejam no mesmo sítio,
podemos montar as peças para ficar com o vaivém inteiro
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e ele estará pronto para o lançamento.
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Na Internet os detalhes funcionam
de forma semelhante.
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Se tiveres uma imagem muito grande que queres
enviar a um amigo ou carregar para um website,
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essa imagem pode ser composta
por dezenas de milhões de bits de 1s e 0s,
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demasiados para enviar num só pacote.
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Uma vez que os dados estão num computador,
o computador que envia a imagem pode rapidamente
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dividi-la em centenas ou mesmo milhares de
partes mais pequenas, chamadas pacotes.
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Ao contrário dos automóveis ou camiões,
estes pacotes não têm motoristas e não escolhem o seu percurso.
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Cada pacote tem o endereço de Internet de onde veio
e para onde vai.
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Computadores especiais na internet,
chamados routers,
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actuam como gestores de tráfego para manter
os pacotes em movimento nas redes sem percalços.
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Se uma rota estiver congestionada,
pacotes individuais podem percorrer rotas diferentes
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através da Internet e podem chegar a
o destino em alturas ligeiramente diferentes
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ou mesmo fora de ordem.
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Vamos falar sobre como funciona.
Como parte do protocolo da Internet,
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cada router mantém o registo
de múltiplos caminhos para enviar pacotes,
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e escolhe o mais "barato" para cada
pedaço de dados,
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com base no endereço IP
de destino do pacote.
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Mais "barato", neste caso, não tem a ver com custos,
mas com tempo e factores não técnicos
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tais como políticas e relações
entre empresas.
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Muitas vezes, a melhor rota para os dados
viajarem não é necessariamente a mais direta.
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Ter opções de caminhos
torna a rede tolerante a falhas.
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Isto significa que a rede pode continuar
a enviar pacotes mesmo se algo correr muito, muito mal.
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Esta é a base para um
princípio-chave da internet: fiabilidade.
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Agora, e que pedires alguns dados e nem
todos eles forem entregues?
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Digamos que queres ouvir uma música.
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Como podes ter 100% de certeza que todos os dados
serão entregues para que a canção toque na perfeição?
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Apresentando o seu novo melhor amigo, TCP!
O protocolo de controle de transmissão.
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O TCP gere o envio e recepção de todos
os teus dados na forma de pacotes.
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Pensa nisto como um correio registado.
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Quando pedes uma canção no teu dispositivo,
o Spotify envia-te a canção dividida em muitos pacotes.
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Quando os teus pacotes chegam, o TCP faz um inventário completo
e envia em resposta um recibo por cada pacote recebido.
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Se todos os pacotes estiverem presentes,
o TCP "assina" a entrega e está feito!
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[música]
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Se o TCP der pela falta de alguns pacotes,
não assinara a entrega,
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caso contrário a música não soaria tão bem,
ou poderiam ficar a faltar partes dela.
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O Spotify enviará de novo cada um
dos pacotes em falta ou incompletos.
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Quando o TCP verificar a entrega dos
muitos pacotes pedidos para a canção,
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a tua música começará a tocar.
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[música]
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O melhor do TCP e dos sistemas router
é que são escaláveis,
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podendo funcionar com 8
ou com 8 mil milhões de dispositivos.
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Na verdade, devido a estes princípios
de tolerância a falhas e redundância,
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quanto mais routers acrescentarmos,
mais fiável a Internet se torna.
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O que é também ótimo é que podemos
crescer e escalar a Internet
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sem interromper o serviço para qualquer
pessoa que a esteja a utilizar.
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A Internet é feita de
centenas de milhares de redes
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e milhares de milhões de computadores
e dispositivos ligados fisicamente.
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Estes diferentes sistemas que compõem
a Internet ligam-se entre si,
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comunicam uns com os outros,
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e trabalham em conjunto, usando as normas acordadas
para a forma como os dados são enviados na Internet.
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Dispositivos de computação,
ou routers, espalhados pela Internet,
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ajudam todos os pacotes a chegar ao destino,
onde são remontados, se necessário, por ordem.
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Isto acontece milhares de milhões de vezes por dia,
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quer tu ou outras pessoas estejam a enviar
um e-mail, a visitar uma página web,
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em vídeochamada, a usar uma app móvel,
ou quando sensores ou dispositivos na Internet
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falam com um ao outro.
