Internet, hoe werkt dat eigenlijk?

internet-hoe-werkt-dat

Internet heeft geen begin- of eindpunt, het is een wereldwijd web van netwerken en knooppunten. We zijn net zo gewend aan online zijn als dat de stroom het doet. Maar hoe werkt internet eigenlijk? Welk pad legt de foto af die jij naar een familielid in Texas mailt?

De computer thuis (A in onderstaande illustratie) is verbonden met een modem (B), meestal geleverd door het bedrijf dat de internetaansluiting verzorgt. De verbinding loopt via glasvezel-, telefoon- of coaxkabel van huis naar de wijkcentrale van het telefoonnetwerk (C). Vandaar gaat het naar het datacentrum van de internetaanbieder (D). Dit is een gebouw met kasten en nog meer kasten met daarin harde schijven voor de opslag van data, routers voor het doorsturen en kilometers aan bekabeling die de boel aan elkaar knoopt.

Glasvezel
Volgens Nederland ICT telt ons land 91.743 km glasvezel. Dat is ruim twee keer de omtrek van de aarde. Data reizen door glasvezel via lichtpulsen (zie enen en nullen). De kleuren van de regenboog hebben ieder een eigen frequentie.

Alles is data
Foto’s, filmpjes, e-mails en bestanden worden na het drukken op de verzendknop opgedeeld in datapakketjes. Deze data packets hebben allemaal een soort etiket met wat er in zit, waar het heen moet en waar het vandaan komt. Als een Nederlandse XS4ALL-klant naar een Amerikaanse Comcast-klant mailt, dan moeten de datapakketjes in ieder geval van het datacentrum van XS4ALL naar het datacentrum van Amerikaanse provide Comcast. Is de weg die ze moeten afleggen stuk of verstoord, dan kiezen ze een ander pad. Internet is inmiddels zo geavanceerd dat er altijd meerdere wegen naar het digitale Rome leiden. Van het datacentrum gaan de pakketjes naar een Internet Exchange of internetknooppunt (E).

Internetknooppunten
Supergebruikers van data hebben uiteraard graag supersnelle verbindingen. Voorbeelden van supergebruikers zijn contentaanbieders als Netflix en YouTube, onderzoeksfaciliteiten, rekencentra, universiteiten, internetaanbieders en telecombedrijven. Internetknooppunten bieden ongekende snelheden (terabytes per seconde). Partijen kunnen datacapaciteit van hen kopen of huren, maar gebruikelijker is het om met gesloten beurzen te opereren. Dit heet peering. Men spreekt dan af dat de hoeveelheid data die heen en weer gaat voor beiden ongeveer gelijk is. Alle partijen die aangesloten zijn (gepeerd) bij hetzelfde knooppunt, kunnen onderling snel data uitwisselen. Het is net als met autowegen: hoe breder de weg en hoe korter de afstand, hoe sneller bij het doel. Van het internetknooppunt reizen de data verder. Naar Amerika betekent dat over zee. Of beter gezegd, onder de zee.

Kabels op de oceaanbodem
Continenten en kusten zijn met elkaar verbonden met zeekabels (F). Deze worden gelegd door speciale schepen, waarvan sommige duizenden kilometers kabel kunnen vervoeren. Een onderzeeploeg trekt ze op de oceaanbodem en een enorm haspel op het schip rolt de kabel langzaam af in de sleuf. Het materiaal en het leggen kosten miljoenen euro’s. Daarom zijn de schepen en kabels zelden eigendom van één internet- of telecombedrijf, maar van een conglomeraat. De capaciteit van de kabel wordt vaak ook verhuurd of geleaset aan anderen. De kabels komen aan land bij aanlegplaatsen. (Bronnen: Submarine Cable Map en Quora).

Onderzeekabels
De kabels variëren in dikte, afhankelijk van de diepte waarop ze liggen. De glasvezel in het hart worden beschermd door afwisselende lagen van aardolie, metaal en kunststof, zodat ze de enorme druk van het water kunnen weerstaan. Andere bedreigingen zijn stormen, zeebevingen, sleepnetten, ankers en haaien. Google zegt een speciale laag van kevlar-achtig materiaal toe te voegen om haaien te ontmoedigen. Die blijken op hun eigen manier dol op glasvezel, namelijk als snack.

Van zee naar land
Op de aanlegplaatsen waar zeekabels weer aan land komen, staan vaak ook controlestations die de kwaliteit van de kabels in de gaten houden. In Katwijk en Beverwijk staan twee belangrijke. De VS heeft er tientallen, met een groot station in de buurt van New York. Data gaan vanuit zee via een internetknooppunt (G in onderstaande illustratie) naar het datacentrum van de Amerikaanse internetprovider (H), die alle datapakketjes in één keer aflevert als een e-mail met een foto in de bijlage (I, J, K).

Mobiel is radio
Wat wij mobiel internet noemen is data over radiogolven en eigenlijk alleen mobiel van ons apparaat naar de dichtstbijzijnde radiomast. Vanaf daar volgen data dezelfde route als van vast internet: de grond in, naar de dichtstbijzijnde wijkcentrale en dan naar het datacentrum van de internetaanbieder.

Dit artikel is eerder gepubliceerd (2016) bij NRC in opdracht van XS4All.