Veertig jaar geleden werd het TCP/IP protocol bedacht, dat de basis legde voor het huidige internet. Sindsdien groeide het uit tot enorme proporties en werd het ongrijpbaar als een schim. Het laat websites vliegensvlug verschijnen op smartphones, tablets en computers en is even snel weer weg. Maar hoe ziet het internet er fysiek uit? Kennislink ging daar naar op zoek bij de Amsterdam Internet Exchange, dat wereldwijd een van de belangrijkste en grootste verdeelstations is.
Lange rijen met kasten, die vol zitten met kabeltjes en flikkerende lichtjes. “Eigenlijk zie je de knappe technologie die er achter steekt er zo niet aan af”, zegt ‘chief technical officer’ Henk Steenman van de Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX). Op het eerste gezicht werkt een blik op al die kabeltjes inderdaad ontnuchterend.
Is dit het nou? Maar wie er over nadenkt wat er in de kabeltjes gebeurt, raakt al snel betoverd. Want daar doorheen schieten vliegensvlug signalen, zodat e-mails worden verstuurd en websites verschijnen op computers. De kabeltjes krijgen er iets magisch door wanneer je bedenkt wat daar allemaal gebeurt.
De kasten staan bij Nikhef, het Amsterdamse nationaal Instituut voor subatomaire fysica. “Dit is historische grond. Want hier werd een van de eerste drie websites ter wereld gebouwd en werd al begin jaren negentig al informatie uitgewisseld met andere instituten via het internet.” Daardoor is Nikhef naast een deeltjesinstituut ook een van de twaalf datacenters van AMS-IX.
Rotonde van het internet
AMS-IX zorgt er onder meer voor dat wij allemaal internet hebben, het is namelijk een van de belangrijkste en grootste verdeelstations ter wereld. “Het internet is een grote aaneenschakeling van netwerken en een verdeelstation is een plek waar verschillende netwerken met elkaar verbonden worden. Als je het internet ziet als wegen, dan zijn wij een rotonde”, legt Steenman uit.
Veel mensen gebruiken wifi om te surfen, waardoor het internet draadloos lijkt. Maar dat gaat alleen op voor het laatste stukje verbinding naar telefoon, tablet of computer. De belangrijkste verbindingen lopen gewoon via kabeltjes.
Wie thuis het internet opgaat via wifi maakt verbinding met de eigen router – een kastje dat vaak door de internetprovider (zoals UPC, KPN of Online) is geleverd. Het signaal, bijvoorbeeld om je email te checken, gaat daarna het huis uit via een glasvezelkabel. Vervolgens komt het terecht in een verdeelstation in de buurt, dat duizenden kabels met elkaar verbindt. Er zijn honderden van dat soort centrales in Nederland, waar providers aansluitingen hebben en met elkaar worden verbonden.
Nanoseconden
AMS-IX is ook zo’n verdeelstation, maar wel een ontzettend grote. Naast providers zijn er ook aansluitingen van bedrijven als Google en Facebook. “Dus als jij op Facebook kijkt, komt via jouw provider op een van onze ‘acces routers’ een signaal binnen. Onze twaalf locaties hebben samen tientallen acces routers.
Vervolgens gaat het signaal naar een van de zogenaamde vier core routers, die verbonden zijn met alle acces routers, en die leggen verbinding met de specifieke router die Facebook gebruikt. Op die manier ontstaat een connectie tussen jouw computer en de website. Er zijn vier core routers op twee verschillende locaties omdat AMS-IX daardoor redundant is. Valt een uit, dan doet de ander het nog.”
Bij het maken van iedere verbinding ontstaat een lichte vertraging. “Als een signaal langs een router komt, moet het even in de rij wachten. Je kan het vergelijken met een containerhaven. Schepen laden containers uit op vrachtwagens en dat duurt even. De vertraging door een router is zeer klein, dan hebben we het over nanoseconden.”
Internetprotocol
Vrijwel overal ter wereld liggen glasvezelkabels. Op zijn iPad laat Steenman een kaart zien met de belangrijkste verbindingen tussen de continenten. Hij wijst enthousiast op het scherm. “Hier ligt bijvoorbeeld een zeer lange kabel die Nederland met de Verenigde Staten verbindt en om Afrika ligt er ook een. Eigenlijk zijn ze overal.”
Maar hoe worden alle signalen verzonden via de kabels? Dat gaat op een slimme manier dankzij het TCP/IP internetprotocol, waarvoor veertig jaar geleden Vint Cerf en Bob Kahn de basis legden. Dit protocol hakt alle signalen in kleine stukjes met labeltjes eraan waar ze vandaan komen en naar toe moeten. Als iemand een YouTube filmpje upload, dan zijn dat duizenden pakketjes.
Omdat deze stukjes kleiner zijn, worden ze sneller verstuurd. Ze hoeven namelijk niet allemaal via dezelfde glasvezel, maar gaan daarlangs waar op dat moment de snelste verbinding is. Gaat er iets mis? Dan wordt een pakketje vliegensvlug via een andere route gestuurd.
Technici proberen de snelheid steeds weer te verbeteren. In 1997, bij het begin van AMS-IX, waren er verbindingen van tien megabyte per seconde. Destijds was dat razendsnel, maar het stelt nog maar weinig voor vergeleken met de snelheid van vorig jaar, toen data met honderd gigabyte per seconde werd verstuurd. “We denken in 2015 de vierhonderd gigabyte per seconde te halen”, aldus Steenman.
Er valt nog winst te behalen doordat technici steeds slimmer werken. Signalen die via een glasvezel worden verstuurd bestaan uit enen en nullen. “Door die twee opties een steeds kortere levensduur te geven, passen er meer enen en nullen in een seconde en worden dus meer gegevens sneller verstuurd. De informatie die je in een seconde kan stoppen neemt steeds meer toe. Ik verwacht niet dat de huidige infrastructuur in de toekomst verandert, want deze werkt goed. Maar het verzenden van gegevens zal wel steeds sneller gaan.”