Xương sống của hệ thống Internet thế giới có bố trí phức tạp và chiều dài hơn hai lần khoảng cách từ Trái Đất tới mặt trăng.
Mỗi giây có hàng triệu email và lượt nhấp chuột, tìm kiếm xảy ra thông qua các trang web trên toàn cầu. Tất cả có thể vận hành lưu loát là nhờ sự hoạt động và kết nối của mạng Internet ở khắp mọi nơi. Nhưng các lưu lượng này không truyền tải qua không khí, dù số lượng các thiết bị di động ngày càng đông. Bởi các vệ tinh chỉ hỗ trợ ít hơn 1% tương tác của con người. Trên thực tế, Internet - nguồn tài nguyên được xem là quan trọng nhất trong thế giới hiện đại - rất hữu hình và khá dễ bị tổn thương. Nó tồn tại một phần lớn dưới chân chúng ta, bằng một hệ thống phức tạp của các sợi cáp dưới nước và ngầm dưới đất, kết nối với các đơn vị lưu trữ dữ liệu khổng lồ với nhau, giúp người dùng truy xuất bất kỳ thông tin nào tại bất kỳ thời điểm nào.
Thông tin được chuyển qua các trang web đều đến từ các máy chủ dữ liệu, nằm trong các trung tâm dữ liệu đặt trên khắp thế giới. Trong năm 2008, ước tính có 9,5 nghìn tỷ gigabyte được chuyển vào và ra khỏi các máy chủ khắp thế giới. Việc truyền thông tin đến và đi từ các máy chủ thường xuyên qua các đại dương và gần như hoàn toàn dựa vào các đường cáp bởi đây là biện pháp nhanh và rẻ hơn vệ tinh. Tuy nhiên, đây là một quá trình "tẻ nhạt", bởi để xây dựng các tuyến cáp biển khắp đại dương, con người phải mất tối thiểu 200 năm và bảo trì rất nhiều.
Đây là bản đồ của hơn 300 tuyến cáp biển trên khắp thế giới, với độ dài tổng cộng gần 900.000km. 97% dữ liệu liên lục địa được truyền đi thông qua các tuyến cáp này. Nếu kéo thẳng toàn bộ các tuyến cáp biển, độ dài của chúng có thể kéo dài từ Trái Đất tới mặt trăng rồi vòng ngược lại, phần dư sau đó còn có thể quấn quanh điểm rộng nhất của trái đất gần ba lần.
Trong ảnh là tuyến cáp dài nhất thế giới có tên SeaMeWe-3, nối giữa Đức với Hàn Quốc và Australia với chiều dài tổng cộng 38.600km, với 39 điểm kết nối trên suốt lộ trình.
Có nhiều loại cáp biển khác nhau, phân biệt bởi độ dày đường kính và vật liệu chế tạo, dành riêng cho từng khu vực địa lý. Loại cáp nhẹ nhất, ở ngoài cùng bên phải, chuyên để đật ở đáy các đại dương sâu. Phần trung tâm của chúng là các sợi cáp quang để truyền thông tin, được bảo vệ bằng vật liệu chịu nước và các lớp kim loại.
Việc đặt cáp xuống đáy biển đòi hỏi khoảng thời gian vài tháng, tiêu tốn hàng triệu USD, sử dụng những con tàu rất lớn để có thể mang theo những cuộn cáp khổng lồ dài hàng km. Một số dây cáp được đặt sâu khoảng 7,6km dưới đáy đại dương, để tránh hư hại do thiên tai, ăn mòn, ngư dân và thậm chí cả cá mập cắn.
Việc sửa chữa cáp biển hỏng được xử lý bởi các con tàu đặc biệt. Chúng sử dụng những móc nhỏ để kéo cáp lên hoặc cắt đôi đoạn cáp và mang cả hai nửa lên mặt nước để sửa chữa. Mỗi năm ít nhất có 50 lần cáp quang biển bị hỏng ở trên Đại Tây Dương, theo MIT Tech Review.
Tại bờ, cáp biển kết thúc hành trình dưới đáy đại dương và di chuyển ngầm dưới đất, tới các trung tâm dữ liệu. Việc thi công và bảo dưỡng cáp ngầm dưới đất dễ hơn nhiều so với cáp dưới biển (một phần được cho là vì không còn mối đe dọa từ cá mập).
Tuy nhiên trên mặt đất, vấn đề khó khăn phải đối mặt là việc xây dựng. Để ngăn các dây cáp bị đào lên, chúng được đặt dọc theo ống dẫn khí hoặc bên trong các đường ống cũ, với các điểm đánh dấu trên mặt đất dọc theo tuyến đường. Tương tự cáp quang dưới nước, đường cáp trong đất có thể bị hỏng hóc do thiên tai, như động đất.
Điểm cuối của chúng là các trung tâm dữ liệu, cụ thể là những máy chủ dữ liệu. Đây thường là những tòa nhà không được đánh dấu nằm ở các khu vực nông thôn, ngoài giới hạn thành phố. Để bảo mật an ninh, chúng không được đánh dấu trên bản đồ, với hệ thống bảo vệ nhiều lớp. Từ bên ngoài nhìn vào, chúng trông giống như các tòa nhà với thiết kế đơn giản. Nhưng trên thực tế, đây lại là nơi có "hệ thống an ninh cao hơn nhiều so với bất kỳ sân bay nào".
Do nhiệt lượng tỏa ra rất lớn, các máy chủ dữ liệu thường đặt trong các căn phòng thiết kế đặc biệt, với trần nhà cao trên 4 mét. Chúng tiêu tốn một lượng lớn điện năng và các công ty thường phải xây hệ thống cung cấp năng lượng riêng để hỗ trợ quá trình hoạt động.