Como funciona a Internet?


Passamos cada vez mais tempo na internet, a cada dia surgem novas aplicações na rede e serviços que nos fazem ficar ainda mais conectados. Ler e-mails, ver notícias, baixar arquivos, consultar farmácias por perto, fazer compras e etc. Neste momento, milhões estão conectados na rede fazendo estes serviços e muitos outros. E disputam também, os mesmos meios físicos, os mesmos servidores, provedores de serviço e “pessoas” na outra ponta do fio. Então, como esperar que uma informação enviada do nosso computador chegue à outra ponta, seja compreendida e ainda de forma rápida?
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Provavelmente esse foi o mesmo questionamento feito pelos engenheiros americanos no início da década de 70, quando tinham a tarefa de criar um sistema de comunicação de dados (internet) que resistisse a um ataque dos russos. Bem, a rede mundial de computadores moderna é formada por uma série de componentes, aplicações, tipos de meios físicos e usuários finais. Para toda essa complexidade funcionar foi desenvolvido um sistema de funcionamento em camadas, onde tudo é controlado etapa por etapa. É uma bagunça organizada ;) 
Lidamos com sistemas complexos diariamente, imagine, por exemplo, o "complicado" caminho feito por uma carta quando a enviamos para um amigo: você precisa escrevê-la com um conteúdo, após isso endereçá-la, escolher o tipo de envio e passá-la para o serviço postal. Então eles irão verificar o destino dela e escolherão as rotas que serão feitas até chegar à agência responsável pelas correspondências da região do seu amigo. Na agência destino, após uma seleção, um carteiro irá deslocar até a casa do destinatário e entregá-lo a correspondência. Após isso, a mãe do seu amigo, que não é curiosa, entregará a carta para ele, pois foi endereçada ao mesmo. Só então seu amigo irá abrir o envelope e ler a sua mensagem.

Basicamente, a internet funciona dessa forma, só que a informação chega mais rápido!
  • Aplicação: esta camada é onde está o seu programa, por exemplo, o MSN. Quando você manda uma mensagem para um amigo, esta camada passa-a para a camada de transporte.
  • Transporte: essa camada pega a mensagem da aplicação, coloca algumas informações importantes num cabeçalho, quebra em pedaços menores e os passa para a cama de rede.
  • Rede: essa camada é responsável por “escolher” o caminho que sua mensagem irá fazer. Isso através do conhecido protocolo IP (Internet Protocol). As decisões são baseadas no estado do enlace (parte do caminho) e do número IP que indica aonde seu amigo está. Aqui a mensagem é fragmentada mais uma vez.
  • Enlace: esta camada recebe as informações da camada superior (rede) e tem a função de dividir a seqüência de bits a ser transferido em quadros, cada um contendo alguma forma de detecção de erros. Essa camada é bem acoplada à próxima.
  • Física: ela é responsável por mandar os bits individuais em um canal de comunicação (para a mensagem chegar ao fim passará por vários canais). E controlada pela camada de Enlace, não pode mandar mais bits do que o receptor no outro lado do meio de comunicação pode processar.
No destinatário, as camadas fazem o caminho inverso, ou seja, devolvendo os dados para as camadas superiores.
Você pode (ou não) estar se perguntando por que tantas camadas, tantas regras quando tudo poderia ser mais direto. Na página 35 do Livro “Redes de Computadores e Internet” do James F. Kurose tem-se a resposta exata para este questionamento:
“Uma arquitetura de camada nos permite discutir uma parcela específica e bem definida de um sistema grande e complexo. Essa simplificação tem considerável valor intrínseco, pois provê modularidade fazendo com que fique mais fácil modificar a implementação do serviço prestado pela camada. Contanto que a camada forneça o mesmo serviço para a que está acima dela e use os mesmos serviços da camada abaixo dela, o restante do sistema permanece inalterado quando a sua implementação é alterada [...]”.

Estamos passando por um período de mudanças na internet, a principal é a mudança do protocolo IPv4 para o IPv6, como falamos, ele é implementado na camada de rede. Com o modelo em camadas, só precisamos “mexer” nesta única camada ao invés de todo o sistema! A manutenção não irá prejudicar a internet, pois só precisamos que a camada de rede continue usando o serviço da camada de enlace e continue servindo à camada de transporte. 

Então, como vemos, cada componente da internet tem a sua função e está incluindo em uma das cinco camadas. Nos PCs comuns temos todas as camadas implementadas, seja no S.O ou na interface de rede. Em roteadores temos da camada de rede até a física. Por que ele não implementa todas as camadas? Porque a informação não é destinada a ele, e sim para outro dispositivo – isso se tratando de mensagens comuns, pois, em algumas situações, mensagens de controle podem ser trocadas entre roteadores ou entre roteador e dispositivo final, mas mesmo assim serão destinadas no máximo até a camada de rede, então ele faz o serviço de roteamento dos pacotes e pronto! Hubs e switches geralmente têm implementado só as camadas enlace/física.

Vale salientar que grande parte do sucesso da internet deve-se à maioria das tecnologias serem abertas, ou seja, sua implementação interna não fica “escondida” por seus fabricantes. E com isso, mais pessoas têm acesso a ela e podem difundi-la através do seu uso. Mais ou menos como aconteceu com o Linux.

Sobre o Autor:
Mexa o mouse de novoAleciano Júnior é um dos colunistas do blog Electronware e escreve sobre Redes e Sistemas de comunicação, Hardware e Computação no mundo atual. Gosta de ajudar os bits a trafegarem e sonha com a Computação Invisível. Música é vida.

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