Visão estrutural da Internet

Um dos conceitos fundamentais sobre os quais está construída a Internet, e as redes de computadores de uma forma geral, é o conceito de camadas de protocolos, o qual estabelece funções específicas para os protocolos pertencentes a cada uma das camadas. No caso da

arquitetura Internet, seus protocolos são divididos em quatro/cinco camadas, cujas funções

estão descritas de forma sintética no mapa conceitual de “nível 1” da figura 4.10. Esta figura, por sua vez, remete a outros mapas que detalham os conceitos subjacentes cada uma das camadas em questão. A figura 4.11 detalha a camada aplicação, a figura 4.12 detalha a camada transporte, a figura 4.13 detalha a camada rede e a figura 4.14 detalha a camada

enlace/física.

Nos livros-textos, de forma geral, cada camada forma um capítulo independente, no qual são discutidos os conceitos e as tecnologias mais proximamente relacionados à camada em questão. Todavia, muitos conceitos e tecnologias são empregados em diferentes camadas,

sendo, portanto, interessante relacionar cada conceito com as diferentes possibilidades de sua aplicação, evitando possíveis fragmentações. Nessas figuras, apesar de cada camada estar representada por um mapa específico, quando se analisam os mapas, observa-se que muitos conceitos fundamentais aparecem em mais de uma camada, explicitando a interdependência entre elas, bem como entre os demais conceitos e tecnologias utilizados em cada caso.

A figura 4.11, por exemplo, detalha os componentes da camada aplicação da Internet, a qual estabelece as regras para a troca de mensagens entre os processos de aplicação rodando em dois hosts remotos. Mostra aspectos do endereçamento dos processos de aplicação em cada host e remete as camadas inferiores da arquitetura Internet, as quais oferecem serviços comuns a diferentes aplicações.

A figura 4.12 detalha os componentes da camada transporte da Internet, responsável por viabilizar canais lógicos entre os processos de aplicação rodando em dois hosts remotos. A Internet dispõe de dois diferentes protocolos de transporte, o TCP (Transmission Control

Protocol) e o UDP (User Datagram Protocol), cada um com suas peculiaridades e pontos

em comum relacionados no mapa conceitual apresentado.

Figura 4.12: Mapa conceitual “nível 2”: Camada Transporte da Internet.

A partir da análise do mapa, pode ser lido que os protocolos de transporte da Internet rodam nos hosts, ou seja, nos dois extremos da comunicação, a fim de estabelecer a comu- nicação processo-a-processo. O serviço orientado a conexão, do protocolo TCP, é utilizado por aplicações do tipo pedido/resposta, como a aplicação WWW, provendo uma transferên-

cia de dados garantida, controle de fluxo e controle de congestionamento, além da detecção de erros e da multiplexação de aplicações, através do conceito de portas. Já o UDP provê

acesso ao nível das aplicações para o serviço do tipo melhor esforço, provido pelo protocolo IP, agregando a este somente a detecção de erros e a multiplexação de aplicações, sendo tipicamente utilizado por aplicações tipo fluxo de dados tempo real, como VoIP.

Cada conceito relevante presente neste nível da hierarquia de mapas conceituais pode ser novamente refinado em um mapa mais específico (de “nível i + 1”), detalhando as tecnologias

subjacentes aos mesmos. Por exemplo, o serviço de transferência de dados garantida, do protocolo TCP, e o serviço tipo melhor esforço, do protocolo IP, são detalhados em mapas específicos. No capítulo 5, na descrição de um exemplo de utilização da organização do

conhecimento de redes de computadores em sala de aula, os mapas conceituais detalhando

estes dois conceitos são apresentados.

Continuando a descrição da arquitetura Internet, a figura 4.13 apresenta os componentes da camada rede da Internet, a qual implementa a comutação de pacotes, ou datagramas, entre dois hosts remotos.

Figura 4.13: Mapa conceitual “nível 2”: Camada Rede da Internet.

A análise da figura mostra que a camada rede é responsável pelo chaveamento de data- gramas nos roteadores e pela determinação da rota entre os dois hosts remotos. Portando, os protocolos que implementam estas funções devem rodar tanto nos hosts como nos roteado-

melhor esforço, o qual define ainda o endereçamento e o formato dos datagramas, mecanis-

mos de controle e monitoração de erros, bem como a interface com a camada inferior. Quando se trabalha com as figuras 4.12 e 4.13 em conjunto, é possível observar os con- ceitos transversais comuns às duas camadas, bem como as especificidades de cada uma.

A figura 4.14 mostra um detalhamento do que é um enlace de comunicação e da camada

enlace/física da Internet, que implementa a conectividade física/lógica entre nós vizinhos da

rede.

Figura 4.14: Mapa conceitual “nível 2”: Camada Enlace da Internet.

A partir da figura, pode-se ver que os enlaces de comunicação se conectam, através de

adaptadores de rede, hosts e roteadores, os quais são identificados por endereços físicos. No

nível lógico, os enlaces são suportados por protocolos de enlace, os quais definem a codifi- cação e o enquadramento utilizado nos dados, o controle do acesso ao meio e o controle de

erros, ou ainda implementando um serviço de transferência de dados garantida. Também no

nível da camada enlace, podemos ter um serviço orientado a conexão ou serviço não orien-

tado a conexão. Em geral, os enlaces são caracterizados pela sua capacidade de transmissão

ou vazão, podendo ainda ser do tipo ponto-a-ponto, quando interligam diretamente dois nós, ou tipo multiponto, que são uma característica das redes locais de computadores.