Internet est constitué de la multitude de réseaux répartis dans le monde entier et interconnectés. Chaque réseau est rattaché à une entité propre (université, fournisseur d'accès à Internet, armée) et est associé à un identifiant unique appelé Autonomous System (AS) utilisé par le protocole de routage BGP. Afin de pouvoir communiquer entre eux, les réseaux s'échangent des données, soit en établissant une liaison directe, soit en se rattachant à un nœud d'échange (point de peering). Ces échanges peuvent se limiter au trafic entre leurs utilisateurs respectifs (on parle alors de peering) ou bien inclure le trafic de tiers (il s'agit alors d'accord de transit). Un opérateur qui fournit un service de transit Internet à d'autres fournisseurs d'accès est appelé carrier. Ces accords d'échange de trafic sont libres, ils ne font pas l'objet d'une régulation par une autorité centrale.

Chaque réseau est connecté à un ou plusieurs autres réseaux. Lorsque des données doivent être transmises d'un ordinateur vers un autre appartenant à un AS différent, il faut alors déterminer le chemin à effectuer parmi les réseaux. Les routeurs chargés du trafic entre les AS disposent généralement d'une table de routage complète (Full routing table)8 de plus de 330 000 routes en 20109, et transmettent le trafic à un routeur voisin et plus proche de la destination après consultation de leur table de routage.

Des chercheurs israéliens de l'université Bar-Ilan ont déclaré après avoir analysé les nœuds reliant l'ensemble des sites qu'Internet est un réseau méduse. Ils la définissent comme ayant un cœur dense connectés à une multitude d'autres sites, qui ne sont reliés entre eux que par ce cœur, semblable à un maillage à structure fractale. Cette zone permet à 70 % du réseau de rester connecté sans passer par le cœur. Les chercheurs indiquent donc cette zone comme piste pour désengorger le trafic, en répartissant mieux les sites de cette zone10.

En pratique, ces connexions sont réalisées par des infrastructures matérielles, et des protocoles informatiques. Ces connexions permettent notamment de relier des connexions grand public à des Centre de traitement de données.

Connexions grand public

Article détaillé : Accès à Internet.

L'accès à Internet est souvent vendu sous la forme d'offre commerciale de services, avec un abonnement fixe ou un paiement aux données consommées. Certaines organisations, notamment les universités européennes, disposent de leurs propres réseaux (ex. : Renater).

Pour accéder à Internet il faut disposer d'un équipement IP ainsi qu'une connexion à un fournisseur d'accès. Pour cela, l'utilisateur emploie les matériel et logiciel suivants :

Des logiciels sont, eux, nécessaires pour exploiter Internet suivant les usages :

Centre de traitement de données

Article détaillé : Centre de traitement de données.

Les Centre de traitement de données sont des lieux occupés par des serveurs.

Avant la bulle Internet, des millions de mètres carrés destinés à abriter de tels centres furent construits dans l'espoir de les voir occupés par des serveurs. Depuis, la concentration des centres s'est poursuivie, avec le développement de centres spécialisés pour lesquels les défis les plus importants sont la maîtrise de la climatisation et surtout de la consommation électrique. Ce mouvement a été intégré dans le green computing et vise à aboutir à des centres de traitement de données dits écologiques pour lesquels sont apparus des outils spécialisés11.

Infrastructures matérielles

Article détaillé : Maillage de l'infrastructure Internet en France.

Internet repose sur la transmission d'information d'un point à un autre. Cette transmission se fait généralement au moyen d'ondes électromagnétiques. Les différents points sont donc connectés soit physiquement, soit indirectement à travers d'autres points.

Ces ondes peuvent être transmises dans l'air (technologies sans fil), dans une fibre optique ou dans un câble métallique (technologies filaires). Lorsque l'information doit passer d'une voie vers une autre, elle est aiguillée au moyen de matériels dédiés (switch, routeurs).

Protocoles logiciels

Les protocoles logiciels utilisés sur internet sont les conventions structurant les échanges d'informations nécessaires au transfert des contenus applicatifs pour l'usager final. Ils permettent notamment d'identifier les interfaces (et donc les machines), de s'assurer de la réception des données envoyées, et de l'interopérabilité.

Internet fonctionne suivant un modèle en couches, similaire au modèle OSI. Les éléments appartenant aux mêmes couches utilisent un protocole de communication pour s'échanger des informations.

Un protocole est un ensemble de règles qui définissent un langage afin de faire communiquer plusieurs ordinateurs. Ils sont définis par des normes ouvertes, les RFC.

Chaque protocole a des fonctions propres et, ensemble, ils fournissent un éventail de moyens permettant de répondre à la multiplicité et à la diversité des besoins sur Internet.

Les principaux sont les suivants, classés selon leur couche (IP; TCP et UDP); couches applicatives :

Suite à l'épuisement des adresses IPv4, le protocole IPv6 a été développé. Celui-ci dispose d'un espace d'adressage considérable.

Indépendamment du transfert entre deux points, les routeurs doivent pouvoir s'échanger des informations de routage. Un IGP (Interior Gateway Protocol) et un EGP (Exterior Gateway Protocol) comme BGP (Border Gateway Protocol) satisfont ce besoin.

Considérations sociales