Você já sabe a diferença entre o modelo OSI e o TCP/IP? Já conhece o processo de encapsulamento? Vamos lá entender isso.

Todas as atividades na internet que envolvem duas ou mais entidades remotas que se comunicam são governadas por um protocolo.

Um protocolo define o formato e a ordem das mensagens trocadas entre duas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações realizadas na transmissão e/ou no recebimento de uma mensagem ou outro evento.

Para que determinada ação seja realizada entre dois componentes de rede, eles devem utilizar o mesmo protocolo.

Em um modelo de serviço:

• Cada protocolo é executado em uma camada.
• Cada camada oferece seus serviços à camada acima dela, executando certas ações dentro dela, e utilizando os serviços da camada diretamente abaixo dela.
• O ponto de ligação entre uma camada e outra camada é denominado interface.

Modelo de referência OSI

No final dos anos 1970, a ISO propôs que as redes fossem organizadas em camadas, com isso foi criado o modelo OSI, utilizado até hoje e composto por sete camadas, numeradas de cima para baixo: aplicação, apresentação, sessão, transporte, rede, enlace e física.

Importante ressaltar que o modelo OSI é utilizado como uma referência para o estudo e funcionamento das redes, entretanto, não é utilizado em si, principalmente porque ele não definiu protocolos, mas sim os serviços que cada camada oferece.

Vamos ver o que cada camada faz.

1. Aplicação — nesta camada, residem as aplicações de rede que implementam os serviços de redes, como para transferir arquivos, enviar mensagens, entre outros.
2. Apresentação — nesta camada, provê serviços que permitam às aplicações de comunicação interpretarem o significado dos dados trocados, ou seja, ela é responsável por garantir que sistemas diferentes possam trocar informações, como faz um tradutor.
3. Sessão — nesta camada, há a delimitação e sincronização da troca de dados. É a camada que seria responsável, por exemplo, por permitir que, se você estivesse realizando um download de um arquivo e a conexão caísse, você retomasse a transferência a partir do último ponto de sincronização.
4. Transporte — nesta camada, são carregadas mensagens da camada de aplicação entre os sistemas finais, garantindo que todos dados sejam trocados de forma correta, ou seja, sem perda, em ordem, sem sobrecarregar a rede e as máquinas.
5. Rede — nesta camada, há a responsabilidade por determinar o caminho de um hospedeiro para outro.
6. Enlace — nesta camada, leva-se um pacote, denominado quadro, de um nó ao nó seguinte, no caminho entre origem e destino.
7. Físico — nesta camada, os bits individuais que estão dentro do quadro de um nó para o seguinte são movimentados, transformando-os em algum tipo de sinal adequado a ser transmitido pelo meio de transmissão utilizado, por exemplo, fios de cobre ou fibra ótica.

Arquitetura TCP/IP

As redes que utilizamos empregam a arquitetura TCP/IP ou arquitetura internet, formado por cinco camadas: aplicação, transporte, rede, enlace e físico.

Conforme podemos observar, a diferença que temos entre o modelo OSI e a arquitetura de cinco camadas é a ausência das camadas de apresentação e sessão.

As funções dessas duas camadas são absorvidas pela camada de aplicação.

Um detalhe que você deve ter percebido é que, quando falamos do OSI, sempre falamos sobre modelo e agora no TCP/IP estamos usando a expressão arquitetura. Por que essa diferença?

Essa diferença ocorre pelo fato de o OSI não definir protocolos.

Já no TCP/IP, temos um conjunto de protocolos associados, conhecidos como a pilha de protocolos TCP/IP, que nada mais são do que o conjunto de protocolos implementados por todas as camadas da arquitetura.

A camada de aplicação tem a mesma função da camada do modelo OSI, acrescido das funções da apresentação e sessão.

Nessa camada, estão definidos alguns dos principais protocolos utilizados atualmente, como o HTTP (HyperText Transfer Protocolo), DNS (Domain Name Server), SMTP (Simple Mail Transfer Protocolo), entre muitos outros.

A camada de transporte tem a responsabilidade de garantir a confiabilidade das informações trocadas pelas aplicações. Há dois protocolos de transporte na internet, vejamos a seguir:

• TCP — Provê serviços orientados à conexão para suas aplicações. Alguns serviços são: entrega garantida de mensagens, controle de fluxo (compatibilização das velocidades do remetente e do receptor), controle de congestionamento (uma origem reduz sua velocidade de transmissão quando a rede está congestionada) e garantia da ordem das mensagens.
• UDP — Provê serviço não orientado à conexão para suas aplicações. É um serviço econômico sem controle de fluxo e de congestionamento adequado para as aplicações que toleram perda de pacotes, mas não toleram atrasos.

A camada de rede segue a mesma função da camada de rede do modelo OSI, mas agora são definidos o formato do endereço e as regras de encaminhamento. Essa definição é feita pelo protocolo IP (Internet Protocol).

As camadas de enlace físicas não são definidas de forma explícita na arquitetura internet, mas elas executam o mesmo papel previsto no modelo OSI.

Alguns dos padrões utilizados nessas camadas de enlace são o ethernet, wi-fi e bluetooth.

Conceito de encapsulamento

Para compreender o conceito de encapsulamento, considere uma mensagem da camada de aplicação na máquina emissora que é passada para a camada de transporte.

Essa camada pega a mensagem e anexa as informações de cabeçalho de camada de transporte.

Essas informações serão usadas pela camada de transporte do lado receptor.

A mensagem da camada de aplicação e as informações de cabeçalho da camada de transporte, juntas, formam o que é chamado de Unidade de Dados de Protocolo, ou PDU (Protocol Data Unit), que, nesse caso, é chamado de segmento da camada de transporte, que encapsula a mensagem da camada de aplicação.

A camada de transporte então passa o segmento à camada de rede, que adiciona informações de cabeçalho de camada de rede, como endereços de sistemas finais de origem e de destino, criando um datagrama de camada de rede.

Este é então passado para a camada de enlace, que adicionará suas próprias informações de cabeçalho e criará um quadro de camada de enlace.

Finalmente, os dados são passados para a camada física, que transmite os dados na forma de bits pelo meio físico.

Em cada camada, um PDU possui campos de cabeçalho e um campo de carga útil.

A carga útil é, em geral, um pacote da camada acima.

Quando o pacote chega no sistema final destino, o processo de desencapsulamento se inicia. Na extremidade receptora, cada segmento deve ser reconstruído a partir dos datagramas que o compõem.

Quando um sistema final envia pacotes para outro sistema final, o caminho físico que os dados percorrem é o seguinte

1. Sentido para baixo na pilha de protocolos de um sistema final emissor.
2. Sentido para cima e para baixo nas pilhas de protocolos de um comutador e roteador de camada de enlace que estejam no caminho.
3. Depois para cima na pilha de protocolos do sistema final receptor.