No artigo desta semana, vamos perceber um pouco como funciona a rede de internet e que procedimentos estão por detrás do receber/enviar dados através da internet. Para isso, o modelo OSI vai ser apresentado como exemplo de como duas ou mais máquinas comunicam em rede.
O que é uma rede de computadores (networking)?
Uma rede de computadores não é mais do que a ligação de um ou mais computadores entre si, de tal forma que estes possam comunicar uns com os outros.
Como funciona a transferência de dados?
O simples envio de informação entre dois computadores é uma tarefa mais complexa do que aquilo que se possa pensar, tratando-se de um processo que envolve vários passos sequenciais. Podemos imaginar que a transferência de informação entre uma máquina A e uma máquina B é mais ou menos como receber uma encomenda em casa, passa por várias etapas.
Este processo de envio de dados através de uma rede de computadores pode ser dividido em 7 camadas (1 a 7) que vão desde a camada mais baixa e simples que são os cabos por onde a informação fluí como electricidade e a camada mais alta (7) que é a interface com o utilizador, por exemplo, um site no seu computador.
Camadas
As sete camadas que definem a transmissão de dados numa rede informática são:
- Camada 1 – Physical
- Camada 2 – Data Link
- Camada 3 – Network
- Camada 4 – Transport
- Camada 5 – Session
- Camada 6 – Presentation
- Camada 7 – Application Layer
Nos seguintes pontos, serão apresentadas breves descrições do que é executado em cada uma destas 7 camadas que definem o envio de informação entre máquinas ligadas em rede.
Camada 1 – Physical
A camada física (Physical) é a camada mais básica e corresponde aos bites de informação que são transmitidos pelos cabos. Nesta parte englobamos toda a parte física do processo de transmissão de dados, nomeadamente os cabos de rede e placas de rede. Em suma, temos o conjunto dos cabos que ligam duas placas de rede e os picos de voltagem que circulam nesses mesmos cabos e que correspondem aos bites que são transmitidos.
Camada 2 – Data link
Esta é a camada onde os diferentes bites que foram transmitidos, através da camada 1, são interpretados e agrupados em frames. É também aqui que surge o conceito de Mac Address, que corresponde à identificação única de um determinado equipamento numa rede informática. O Mac Address é algo que está associado ao equipamento e não pode ser mudado.
Camada 3 – Network
Nesta terceira camada surge o conceito de endereço IP que é o endereço que vai ser usado para indicar a rota que os dados devem seguir. Ao contrário do Mac Address que é imutável, o endereço IP pode ser alterado de diferentes formas. Além disso, o endereço de IP pode assumir diferentes valores para um determinado equipamento de acordo com a rede em que está inserido. No fundo, é nesta altura que é tomada a decisão de endereçar os pacotes de dados para o seu destino de acordo com o endereço de IP.
Camada 4 – Transport
Na quarta camada, temos o processo de controlo e gestão da forma como os dados vão ser transferidos entre as duas máquinas. Nesta camada existem dois protocolos essenciais, o UDP e o TCP. A grande diferença entre estes dois tipos de protocolo de transmissão de dados está no controlo da entrega dos dados. No caso do TCP, cada vez que um pacote é enviado, o remetente aguarda uma resposta do destinatário do pacote para saber se o pacote foi enviado corretamente. Isto acontece para cada um dos pacotes e só serão enviados novos pacotes caso o anterior tenha sido enviado com sucesso. No extremo oposto, temos o protocolo UDP que envia os pacotes de dados sem se preocupar se os mesmos tenham sido recebidos ou não por parte do destinatário. Esta estratégia pode ser particularmente útil em serviço de streaming de vídeo em que o tempo de espera pela confirmação da recepção dos pacotes de dados iria atrasar o sistema.
Camada 5 – Session
Na camada 5 (Session) temos o controlador do timing em que as conexões são efectuadas. No fundo, é a parte que gere quando e que pacotes de dados são enviados. Portanto, trata-se do orquestrador das conexões que define quando se deve abrir uma conexão com uma dada máquina e quando se deve fechar essa conexão. Esta camada é importante no sentido em que impede que a máquina tenha várias conexões abertas em simultâneo quando não estão a ser usadas.
Camada 6 – Presentation
Esta é a camada responsável por transformar os pacotes de dados em informação que as aplicações nos nossos computadores vão ser capazes de interpretar. É também aqui que ocorre o processo de (des)encriptação dos dados que foram comunicados para que estes possam ser apresentados ao utilizados na última camada.
Camada 7 – Application
Por fim, temos a camada que apresenta os dados transferidos pela rede ao utilizador. Isto acontece através de vários protocolos como o FTP, SMTP ou HTTP dependendo do tipo de aplicação, neste caso transferência de ficheiros, emails ou páginas web, respectivamente.
Transmissão dos dados
Com base nisto, podemos perceber que o envio de dados entre dois computador acontece através de 7 camadas que ocorrem sequencialmente de 7 para 1 no computador do remetente e depois de 1 para 7 no computador do destinatário. (Figura 4)
Fonte: Vinsloev Academia e Wikipédia