Internet, programação e cibersegurança

Introdução à Internet – Fios, Cabos e WiFi

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Juntos somos mais fortes!

Como uma mensagem, imagem, vídeo ou áudio são enviados de um dispositivo para outro? O que nos parece vulgar hoje, foi uma das invenções mais extraordinárias da história, o que nos permitiu dar um salto gigantesco na ciência, qualquer que seja a área, e alterou completamente o nosso estilo de vida. É a Internet, um sistema físico espalhado pelo globo que liga algo à volta de 8 biliões de dispositivos, e são números que não vão parar de crescer tão cedo. É um sistema que foi projectado para mover informação de um local para outro, os bits movem-se através de cabos de fibra, fios de cobre e ondas rádio fisicamente pelo planeta e a velocidades super sónicas.

Internet é como um sistema de correios

carteiro

Basicamente a Internet funciona no mesmo estilo que os correios à moda antiga. A função dos correios é mover um conteúdo de um remetente para um destinatário, a da Internet também é. A diferença é que os correios enviam envelopes e caixas, e a Internet envia informação binária.

Informação é uma sequência de bits

Os bits podem ser descritos como um par de opostos: sim ou não, zero ou um, ligado ou desligado. Tipicamente os bits são representados por 1 [ligado] e por 0 [desligado] e um conjunto de bits juntos formam uma mensagem, imagem, vídeo ou qualquer outro ficheiro.

Como uma sequência de bits pode ser uma imagem, vídeo ou outro ficheiro qualquer? Veja esta breve explicação no Wikipedia.

Agora que já sabemos que a informação é feita de bits, como é que dois dispositivos enviam zeros e uns de um lado para o outro? Quais são os meios, objectos físicos, usados para enviar e receber  informações? Existem três maneiras diferentes:

bits

Métodos de transporte

Antes de detalhar cada método de transporte de informação, quero esclarecer algo que é comum a todos. Vamos ligar duas lâmpadas de maneira a que se uma for ligada, a outra também liga, se estiver desligada, então a outra também fica desligada. A lâmpada acesa significa o bit 1, desligada significa o bit 0. Como faço para enviar dois bits de 1? Visto que a lâmpada permanece ligada nos dois bits é preciso uma medida que diga “Olha, tenho aqui uma lâmpada ligada, mas isto não é só um bit, são dois bits de 1”, essa medida chama-se tempo. Se o remetente concordar com o destinatário que vai enviar 1 bit por segundo, basta a lâmpada ficar acesa dois segundos para enviar dois bits a 1.

Bandwidht, bitrate e latency

Com este conceito em mente, introduziram-se algumas definições novas. Temos a bandwidth (largura de banda), ou seja, a quantidade máxima de dados que podem ser transmitidos numa quantidade fixa de tempo. Para dispositivos digitais, a largura de banda geralmente é expressa em bits por segundo (bps) ou bytes por segundo. Com esta definição aparece também o bitrate, que é o número de bits por segundo que um sistema pode transmitir (o bitrate nunca é superior à bandwidth). Por último, temos a latency (latência) que é simplesmente o intervalo de tempo que a mensagem demorou a mover-se do remetente para o destinatário.

A informação na Internet é transmitida em quantidades tão grandes que nem vale a pena falar em números, mas para ter uma ideia… uma música tem em média 3MB, se você decidir baixa-la ela vai ‘viajar’ desde o servidor, que pode estar localizado em qualquer parte do mundo, até à sua casa. Agora imagine o que é todas as pessoas do mundo a aceder à Internet no mesmo instante, cada uma delas fazendo as suas tarefas.

electricidade
Para passar dados utilizando electricidade é preciso ter fios condutores de electricidade, tipo aqueles que você tem em casa, escritório ou escola. Com este método os bits são zero se não houver carga eléctrica, e são 1 se houver carga eléctrica.

Esses fios são baratos de fabricar, mas há perda de informação pelo caminho, quanto maior, mais perdas.

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Para enviar informações a longas distâncias (intercontinentais), não podemos usar a electricidade, senão a nossa informação ficaria perdida. Precisamos algo mais rápido que a electricidade e que não cause perda de dados. Qual é a ‘coisa’ mais rápida conhecida entre nós? A luz. Para passar dados utilizando a luz vamos precisar de fibra óptica. A fibra é simplesmente um material condutor, só que em vez de conduzir electricidade, conduz luz, e conduz à velocidade da luz! A fibra está espalhada pelo globo, pelo fundo dos oceanos e é toda interligada. Se cabos físicos forem danificados, vai haver uma parte do planeta sem Internet.

 

Esses cabos de fibra são rápidos e não perdem informação, mas são dispendiosos e difíceis de trabalhar (é fácil os cabos ficarem danificados por exemplo).

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Enviar informação por cabos e fios é bonito, mas e se quiser-mos envia-la sem estar-mos conectados a um fio? Exacto! Vamos usar o rádio! Para passar bits pelo ‘ar’ vamos recorrer às ondas de rádio. O remetente molda o sinal rádio (analógico) de acordo com os bits (digital) que quer enviar, o receptor recebe as ondas de rádio e descodifica o sinal (analógico) para bits (digital).

Este método é bom porque não há cabos na transmissão, mas há perdas de informação.

Cabos submarinos

Notas finais

Espero que que agora tenha uma noção mais clara de como a Internet funciona e nos liga a qualquer canto do mundo,desde que esse canto esteja ligado a teia global de cabos. Há várias formas de enviar informação, por isso é preciso escolher o método certo para cada contexto tendo em conta as vantagens e desvantagens de cada um. No próximo artigo vamos falar sobre IP e DNS.

Ficou com alguma dúvida? Sinta-se livre de interagir, usando a secção de comentários.

Juntos somos mais fortes!

Sobre o autor

maxim

Programador full-stack júnior. Trabalho com ASP.NET, JavaScript, bases de dados Microsoft SQL, HTML, CSS. Nos tempos livres gosto de aprender sobre cyber-segurança e inteligência artificial.

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