Cómo llega mi mensaje al otro lado del mundo

Una red es "computadoras lejanas que intercambian señales para hablar." Primero unes dos computadoras y haces un camino, por cable o sin cable. Las palabras que intercambian se vuelven señales de 0 y 1 para cruzar. Cuando no son dos sino muchas computadoras atadas como una telaraña, puedes hablar con cualquiera. Lejos, por señal, en red: esas tres cosas son toda una red.

Los datos grandes no se pueden enviar todos de golpe. Por eso los cortamos en trozos pequenos llamados paquetes. Cada trozo lleva una etiqueta que dice que numero es y a donde va. Los trozos viajan por separado, asi que si un camino esta bloqueado pueden tomar otro. En el destino se vuelven a unir en orden de sus numeros para formar los datos originales. Cortar, etiquetar y volver a unir. Eso es un paquete.

Una dirección IP es "una dirección única que se da a cada computadora conectada a internet." Como la dirección de una casa, debe haber solo una en el mundo para que nada se confunda. Se escribe como números separados por puntos (por ejemplo 203.0.113.5). Un paquete lee la dirección de destino y encuentra esa computadora exacta. Si dos equipos compartieran una dirección, no sabría a cuál ir, así que cada dirección debe ser única.

Los datos en internet (un paquete) no llegan a su destino de un salto. Pasan por varias estaciones (enrutadores) y llegan paso a paso. Cada estación recibe el paquete un instante y lo pasa a la siguiente. Recibir, luego enviar de nuevo. Repite eso en cada estación y, por lejos que sea, se acerca un paso cada vez hasta que llega. Así una pantalla del otro lado del planeta llega a la tuya.

Una red no hace todo de golpe, se divide en capas y cada capa hace solo su propia tarea. Al enviar, envuelves el mensaje capa sobre capa. La hoja (el contenido), el sobre interior (si todo llego correcto), el sobre exterior (una direccion, a donde va) y al final el buzon (la senal real de ceros y unos). Esto se llama encapsulacion. En el lado que recibe haces lo contrario, quitando primero el sobre exterior, capa por capa, hasta llegar al mensaje de dentro. Dividir en capas hace que cada capa pueda ignorar las de arriba y abajo y solo hacer bien su tarea, lo que la mantiene simple y robusta.

El enrutamiento es hallar el camino entregando un paquete de estación en estación hasta su destino. Cada estación (enrutador) lee una tabla de enrutamiento. Para cada destino dice a quién entregar el paquete a continuación. Si hay varios caminos, elige el más rápido. Lo más importante es que no hay una torre de control central. Cada estación decide por sí misma. Así que aunque una estación se caiga, las demás hallan un desvío y la carta sigue avanzando. Gracias a que es distribuido, internet casi nunca se rompe.

A las personas les cuesta memorizar direcciones numéricas. Por eso usamos nombres fáciles (dominios), y DNS convierte cada nombre en la dirección numérica que conocen las computadoras. DNS es como una guía telefónica enorme llena de pares de nombre y dirección. Pides un nombre y te dice la dirección. Además, una vez consultado un nombre se recuerda un rato (caché), así que pedir el mismo nombre otra vez se salta la guía y es mucho más rápido. Gracias a eso, solo tenemos que recordar nombres, no números.

Los paquetes pueden perderse o llegar desordenados por el camino. TCP lo arregla sin que lo notes. Cuando llega uno, el receptor devuelve un acuse de recibo (ACK); si no llega ACK, el emisor reenvía esa pieza (retransmisión); y las piezas se ordenan por el número que lleva cada una. Así el receptor siempre lo recibe completo y en orden. No solo rápido, sino una promesa de enviar de forma fiable: eso es TCP.

TCP envía todo sin pérdidas, usando acuses de recibo (ACK) y reenvíos. Preciso, pero espera por ello. UDP se salta esa comprobación. No pregunta si una pieza llegó; solo las dispara rápido una tras otra, y aunque algunas se caigan sigue sin detenerse. Por eso encaja en cosas que no pueden llegar tarde, como juegos, videollamadas y emisiones en directo, donde una pieza perdida o dos apenas se nota. Si la precisión va primero, TCP; si la velocidad va primero, UDP. Ambos existen porque sus objetivos difieren.

Una dirección IP encuentra el edificio (la computadora). Pero un edificio tiene muchas salas, es decir, muchas apps. El número de cada sala es un puerto. Así que el destino completo es "dirección IP más número de puerto": encuentra el edificio y luego la sala dentro. Las apps comunes tienen números de sala bien conocidos. La web es 80, la web segura (HTTPS) es 443. Un paquete que llega lee el número de puerto y entra en esa sala numerada, es decir, la app correcta.

Los dispositivos dentro de casa tienen cada uno una dirección de casa, pero para salir pasan por el router y salen como una dirección pública. Eso es NAT. El router anota en una tabla qué dispositivo envió a dónde, y cuando vuelve una respuesta, lee esa tabla y la devuelve justo al dispositivo correcto. Así muchos pueden compartir una dirección sin confusión. Además, una conexión iniciada desde fuera no tiene una entrada que coincida en la tabla, así que simplemente se bloquea. Solo lo que empezó dentro puede regresar. Gracias a esto, NAT también actúa como un cortafuegos natural.

La web se mueve en pares de petición y respuesta. El navegador pide "dame esto" (petición) y el servidor lo devuelve con "aquí" (respuesta). Cada petición lleva una accion como GET (por favor dame) o POST (por favor toma esto), que dice qué quiere hacer. Una página suele armarse con muchas rondas de petición-respuesta, juntando piezas de texto e imagen. Y HTTP es terriblemente olvidadizo. Trata cada petición como a un huésped que ve por primera vez, así que por sí solo no recuerda quién acaba de hacer qué. Cómo remediamos esa debilidad lo vemos en la próxima lección.

Las personas miran paginas web (HTML) con los ojos, pero las apps intercambian datos, no pantallas. La ventanilla acordada que intercambia esos datos en un formato fijo es la API. Envia una peticion acordada (como "¿clima de Seul?") y responde no con una imagen sino con datos limpios (nombres y valores como temperatura 23, soleado). Asi otra app puede usar ese dato de inmediato. Y combinar varias API crea un nuevo servicio. Pon una API de clima sobre una API de mapa y el clima aparece en el mapa. Muchas apps que usamos en realidad sacan datos de varias ventanillas y los combinan para nosotros.

HTTP es olvidadizo, así que nos recibe como un visitante nuevo en cada petición. Sin más, eso significa que una sesión debería caerse cada vez. Las cookies y las sesiones son lo que resuelve esto. En tu primera visita el servidor te entrega un pequeño pase, una cookie. En cada visita posterior el invitado vuelve a mostrar ese pase. El servidor lee el número del pase y dice: "¡Ah, esa persona!". Mantener el hilo de que es el mismo invitado es la sesión. Gracias a ella, no tienes que iniciar sesión otra vez cada vez. Reconocer quién eres por un número de pase lleva luego a la historia de la autenticación, que comprueba que de verdad eres esa persona.

El HTTP normal envía el contenido en claro, así que cualquiera en medio puede espiar. HTTPS cierra el contenido (cifrado) para que, aunque se vea por el camino, esté revuelto e ilegible. La idea central tiene dos partes. Una: una clave pública es un candado que puedes dar a cualquiera, pero lo que cierra solo se abre con tu clave privada. Dos: un certificado comprueba primero que el otro lado de verdad es ese sitio. Así puedes enviar el número de una tarjeta por internet con tranquilidad. Eso es HTTPS.

Cuando escribes una direccion, lo que aprendiste en esta area ocurre en orden. Primero DNS convierte el nombre en una direccion numerica (IP), luego los paquetes encuentran su camino hasta esa direccion. TCP da la confianza de que todo llega completo y en orden, y HTTPS cierra el canal para que nadie mas pueda leerlo. Encima de eso, HTTP dice "dame esta pagina, aqui la tienes" e intercambia la pagina. Paquetes, direcciones, rutas y capas estan todos dentro de este unico flujo. Internet, al final, es un gran sistema postal donde estas promesas se dan la mano y giran juntas.