Reti Internet: come funzionano esattamente e cosa c’è dietro

Internet è un vasto e complesso ecosistema di reti interconnesse che consente la comunicazione globale tra computer e altri dispositivi. In questa panoramica, esploreremo i principali componenti e il funzionamento delle reti Internet.

Elementi Fondamentali della rete

Di seguito l’elenco degli elementi fondamentali che compongolo le reti internet, più avanti vedremo nel dettaglio ogni singola voce.

• ISP (Internet Service Provider): Forniscono l’accesso a Internet.
• IP Address: Ogni dispositivo connesso ha un indirizzo IP univoco.
• DNS (Domain Name System): Traduce i nomi di dominio in indirizzi IP.
• Router: Dirige il traffico di rete.
• Server: Archiviano le risorse web e le rendono accessibili.
• Client: Dispositivi che accedono alle risorse sul server.

ISP (Internet Service Provider)

Gli ISP sono le entità che forniscono l’accesso a Internet ai clienti finali. Essi si collegano ai backbone di Internet, che sono reti ad alta velocità su cui scorre gran parte del traffico di Internet.

• Tipo di Connessioni: DSL, fibra ottica, via cavo, satellitare, ecc.
• Funzioni: Assegnazione di indirizzi IP, gestione della larghezza di banda, monitoraggio del traffico.

IP Address

Ogni dispositivo connesso a Internet ha un indirizzo IP univoco che lo identifica. Gli indirizzi IP possono essere di due tipi: IPv4 e IPv6.

• IPv4: Ad esempio, 192.168.1.1
• IPv6: Ad esempio, 1200:0000:AB00:1234:0000:2552:7777:1313

DNS (Domain Name System)

Il DNS funge da “rubrica” di Internet, traducendo i nomi di dominio leggibili dall’uomo in indirizzi IP.

  // Esempio
  www.google.com -> 172.217.22.14

Router

I router sono dispositivi che dirigono il traffico di rete da una rete locale (LAN) a Internet. Essi sono responsabili dell’instradamento dei pacchetti di dati al percorso appropriato.

• Instradamento: Determinare il percorso più efficiente per ciascun pacchetto.
• NAT (Network Address Translation): Traduce gli indirizzi IP locali in un indirizzo IP pubblico.

Server

Un server è un computer o un sistema progettato per fornire risorse, dati, servizi o programmi ai clienti su una rete.

• Tipi di Server: Server web, server di posta, server DNS, ecc.
• Data Center: Luoghi in cui sono ospitati molti server.

Client

Un client è qualsiasi dispositivo che riceve dati o utilizza servizi forniti dal server.

• Browser Web: Ad esempio, Chrome, Firefox, Safari.
• Applicazioni: Ad esempio, app di messaggistica, applicazioni di streaming video.

Ciascuno di questi componenti svolge un ruolo fondamentale nel mantenere Internet funzionante in modo efficiente e sicuro, permettendo una vasta gamma di applicazioni e servizi.

Protocolli di Comunicazione

La comunicazione su Internet si basa su una serie di standard e regole conosciuti come protocolli. Questi protocolli garantiscono che i dati siano trasmessi in modo affidabile e sicuro da un dispositivo all’altro attraverso la rete. Tra i protocolli più fondamentali ci sono TCP/IP, che stanno per Transmission Control Protocol e Internet Protocol.

TCP (Transmission Control Protocol)

TCP è responsabile della divisione dei dati in pacchetti, del loro invio e dell’assemblaggio dei pacchetti quando raggiungono la loro destinazione. Questo protocollo garantisce che i dati arrivino in ordine e senza errori.

• Handshake a Tre Vie: Prima di inviare dati, TCP stabilisce una connessione utilizzando un “handshake” a tre vie per garantire che la connessione sia stabile.
• Controllo di Flusso: TCP controlla quanto dati possono essere inviati prima di richiedere una conferma, per evitare il sovraccarico del ricevitore.

IP (Internet Protocol)

IP è responsabile dell’instradamento dei pacchetti di dati dalla sorgente alla destinazione. Ogni pacchetto include l’indirizzo IP del mittente e del destinatario.

• IPv4 e IPv6: Due versioni del protocollo IP. IPv6 è stato introdotto a causa dell’esaurimento degli indirizzi IPv4.
• Subnetting: Divisione di una rete IP in sotto-reti più piccole.

Altri Protocolli Importanti

• HTTP/HTTPS: Usati per la trasmissione di dati sul web. HTTPS include una protezione crittografica.
• FTP (File Transfer Protocol): Usato per trasferire file da un host all’altro.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Usato per inviare e-mail.
• DNS (Domain Name System): Traduce i nomi di dominio in indirizzi IP.

Esempio Pratico 1: Uso dei Protocolli

1. Un utente apre il browser e digita "www.example.com".
2. Il DNS traduce il nome di dominio in un indirizzo IP.
3. TCP stabilisce una connessione con il server.
4. IP instrada la richiesta HTTP/HTTPS attraverso la rete.
5. Il server risponde con i dati richiesti.
6. TCP si assicura che i dati arrivino completi e in ordine.
7. Il browser elabora e visualizza la pagina web.

Questi protocolli lavorano insieme in modo sinergico per garantire che la comunicazione su Internet sia affidabile, veloce e sicura.

Esempio Pratico 2: Visita di un Sito Web

1. Il tuo browser (client) invia una richiesta HTTP al server.
2. La richiesta passa attraverso vari router e switch per raggiungere il server di destinazione.
3. Il server risponde con i dati richiesti (ad es. una pagina web).
4. Il dato torna attraverso la rete al tuo dispositivo.
5. Il browser elabora il dato e visualizza la pagina web.

Cosa c’è “dietro” internet

• Data Center: Grandi infrastrutture che ospitano server e memorie.
• Backbone Internet: Un insieme di linee e router ad alta capacità che costituiscono la “spina dorsale” di Internet.
• CDN (Content Delivery Network): Distribuiscono contenuti in modo più efficiente.
• Firewall e Sistemi di Sicurezza: Proteggono le risorse e i dati.
• API e Gateway API: Facilitano l’interazione tra diverse applicazioni e servizi.

Molti di questi argomenti sono trattati nel nostro sito, i link sono in evidenza sulle singole voci.

Per approfondire

• Storia di Internet dalla Internet Society.
• Internet Backbone spiegato da Webopedia.

Internet è una rete incredibilmente complessa, ma grazie ai rigorosi standard e protocolli, funziona in modo sorprendentemente fluido per collegare miliardi di dispositivi in tutto il mondo.