Entenda as camadas de rede
Veja como os protocolos dividem uma mensagem em tarefas administráveis.
- Nomear as quatro camadas do modelo da Internet e a função de cada uma.
- Explicar como os dados são empacotados ao passar pelas camadas de rede.
- Prever quais cabeçalhos mudam em um roteador e quais sobrevivem de ponta a ponta.
Quando você abre uma página web, sua requisição atravessa Wi-Fi, cobre e fibra, passando por equipamentos de empresas que nunca ouviram falar umas das outras. Ninguém projetou esse caminho exato, e mesmo assim tudo funciona em uma fração de segundo.
Funciona porque o problema é dividido em tarefas separadas, e cada tarefa só precisa estar de acordo com sua equivalente do outro lado.
Quatro tarefas, quatro camadas
Cada camada responde a uma pergunta e depende da camada de baixo para todo o resto:
- Aplicação: o que o programa quer dizer? (HTTP, DNS)
- Transporte: qual programa da máquina deve receber isto, e com que confiabilidade? (TCP, UDP)
- Internet: como isto chega à máquina certa passando por muitas redes? (IP)
- Enlace: como isto atravessa a conexão que está bem à minha frente? (Ethernet, Wi-Fi)
Essas quatro cores são as mesmas em todos os diagramas e laboratórios desta trilha, então roxo sempre significa aplicação e azul sempre significa IP.
Encapsulamento: empacotar ao descer
Ao descer a pilha, cada camada trata tudo o que recebeu como dados opacos e acrescenta na frente seu próprio cabeçalho. Esse empacotamento se chama encapsulamento. Do lado de quem recebe, cada camada lê seu cabeçalho, remove-o e passa o restante para cima.
Pense em uma carta dentro de um envelope, dentro de uma caixa de entrega. O entregador lê a etiqueta da caixa e nunca abre o envelope.
Experimente
Até 15 XPEmpacote uma requisição e envie-a pela Internet
Adicione cada cabeçalho e depois leve o pacote pelos enlaces. Antes de o pacote chegar ao primeiro roteador, você precisará prever o que muda. Observe os campos destacados em cada salto: quais endereços mudam e quais sobrevivem à viagem inteira?
- Dados da aplicação
- 21 bytes
- Cabeçalhos adicionados
- 0 byte
- Onde está agora
- No seu notebook
Veja um pacote de verdade
É isto que uma ferramenta de captura imprime para o pacote que você acabou de empacotar. Leia da esquerda para a direita: os endereços MAC vêm do cabeçalho Ethernet, os endereços IP vêm do cabeçalho IP, e os números de porta e as flags vêm do cabeçalho TCP.
$ sudo tcpdump -e -n -c 1 port 443
aa:aa:aa:00:00:10 > bb:bb:bb:00:00:01, ethertype IPv4, length 54:
192.168.1.10.51514 > 203.0.113.8.443: Flags [S], seq 1000, win 64240, length 0Por baixo, esse pacote é só uma sequência de 54 bytes. Cada cabeçalho fica em uma posição fixa, então todo dispositivo sabe exatamente onde olhar.
Experimente
Até 15 XPEncontre os cabeçalhos nos bytes brutos
Este é o mesmo pacote em um dump hexadecimal, com um byte por caixa. Encontre cada campo clicando em qualquer um de seus bytes. O cabeçalho Ethernet ocupa os bytes 0 a 13, o cabeçalho IP os bytes 14 a 33 e o cabeçalho TCP os bytes 34 a 53.
Repare na ordem: o cabeçalho mais externo vem primeiro, exatamente como as caixas que você acabou de aninhar.
Um switch precisa decidir rápido, então o destino vem antes de tudo. Olhe bem no início do quadro.
Experimente
Até 15 XPA qual camada isto pertence?
Classifique cada item na camada que o utiliza. Na dúvida, pergunte que questão o item responde: qual programa, qual máquina ou qual enlace?
“O caminho /lessons em uma URL”
“Porta 443”
“O endereço 203.0.113.8”
“O endereço aa:bb:cc:dd:ee:ff”
“Retransmitir um segmento perdido”
“Escolher um canal de Wi-Fi”
“Decidir o próximo roteador”
Principais conclusões
Cada camada responde a uma pergunta e esconde seus detalhes das demais.
Descer a pilha acrescenta cabeçalhos, e subir os remove.
Endereços IP descrevem a viagem inteira, enquanto endereços MAC descrevem um enlace.
Quiz da aula
7 perguntas · aprovação com 5 acertos · até 50 XP
Ao passar, você conclui a aula e mantém sua sequência. As perguntas erradas voltarão em sessões de revisão.
Dúvidas sobre esta lição
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