Princípios básicos
Foi em 1775 quando o Segundo Congresso Continental convocou uma linha de postos de Falmouth na Nova Inglaterra a Savannah na Geórgia e, desde então, o Serviço Postal dos Estados Unidos (ou USPS) tem empregado agentes de transporte, incluindo barcos a vapor, trens, cavalos ( conhecido como Pony Express), diligências e aviões (conhecido como correio aéreo). As coisas mudaram radicalmente desde então.
Hoje, indivíduos e empresários transmitem bilhões de mensagens eletronicamente todos os dias, tendo suas mensagens enviadas e entregues em segundos. Para realizar essa entrega de alta velocidade, o conteúdo da mensagem e as informações comunicativas são agrupados em pequenos grupos chamados de pacotes da Internet. Esses pacotes de Internet, aqui referidos como pacotes de dados, são formatados, endereçados e enviados usando protocolos de comunicação de Internet comuns, como o Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP / IP). Isso não é muito diferente de preparar um pacote para um amigo ou parente, fornecendo os endereços de retorno (origem) e destinatário (destino) e, em seguida, entregando o pacote nos correios para transmissão (encaminhamento) através do sistema USPS.
Termos chave
Antes de começar nossa discussão sobre o pacote de dados, vamos definir três termos aplicáveis:
- Um endereço de rede , que são identificadores exclusivos aplicáveis a um computador de rede específico; o endereço de rede identifica o destinatário pretendido do pacote de dados
- Um protocolo de rede , que estabelece as diretrizes e convenções para enviar e receber mensagens formatadas como pacotes de dados; e
- Um pacote de dados , que é essencialmente um contêiner usado para transmitir dados ou informações via TCP / IP ou protocolo semelhante; o pacote de dados contém (entre outras informações) o endereço IP do destinatário pretendido, dados de origem e informações de rede.
Descrição do Pacote de Dados
Nesse contexto, um pacote de dados é composto por dados binários (uns e zeros) formatados para permitir a movimentação ao longo de uma rede de computadores. Os dados transmitidos chegam como pacotes de dados individuais; cada pacote contém várias seções. Há uma seção de cabeçalho composta de informações de origem e destino do pacote. A seção do cabeçalho é seguida pelo corpo da mensagem (ou carga), que por sua vez é seguido pelo rodapé do pacote (ou trailer). Normalmente, o rodapé do pacote contém instruções de finalização ou finalização. Esse processo de envio e recebimento de pacotes de dados é conhecido como comutação de pacotes .
Tanto a seção do cabeçalho do pacote quanto a seção do rodapé do pacote contêm um algoritmo de verificação de erros necessário para verificar a precisão da recepção. Após o recebimento, o dispositivo receptor remonta os pacotes individuais, devolvendo a mensagem à sua forma original. Parte do processo de remontagem requer a remoção das informações do cabeçalho e do rodapé e a concatenação de pacotes individuais, colocando os pacotes em sua ordem adequada.
Composição do Pacote de Dados
Atualmente, existem duas versões de formato IP: IPv4 e IPv6, sendo o IPv4 o mais aceito. Para os fins desta lição, nos concentraremos na composição do IPv4.
Normalmente, um pacote IPv4 é composto de 14 campos mostrados na tabela que aparece na tela neste momento. É importante observar que a distribuição de bits entre os campos pode variar, mas será igual a um comprimento total de pacote de 32 bits.
Cada um dos 14 campos indicados por nome na Tabela 1 são numerados e descritos resumidamente na lista detalhada aqui:
- Versão - que é a versão IP em uso
- IHL - que significa comprimento do cabeçalho IP
- Tipo de serviço - que indica o nível de importância ou criticidade
- Comprimento total - que é o comprimento em bytes do pacote completo
- Identificação - que é um valor inteiro usado para reconstruir devido à fragmentação
- Sinalizadores - que é um campo de 3 bits usado para controlar a fragmentação
- Deslocamento do fragmento - que indica a posição dos dados do fragmento em relação ao início do datagrama original (mensagem)
- Tempo de vida - que é um contador que mede o tempo antes de descartar
- Protocolo - que indica o protocolo da camada superior recebendo pacotes de entrada
- Soma de verificação do cabeçalho - que é usada para verificar a integridade do cabeçalho IP
- Endereço de origem - que identifica o nó de envio
- Endereço de destino - que identifica o nó receptor
- Opções - o que permite suporte adicional, como segurança
- Dados - que é o conteúdo do datagrama (mensagem)
Perda de Pacote
Mesmo que os dados estejam sendo enviados e recebidos em uma taxa aceitável, há uma chance de que nem todos os pacotes de dados estejam chegando ao destino intactos; esse problema é conhecido como perda de pacote . Por exemplo, digamos que você esteja em uma teleconferência com vários colegas de trabalho via Internet e tenha um sinal forte. De repente, a qualidade de áudio ou visual se deteriora, ou pior ainda, sua conexão cai completamente. Felizmente, em poucos minutos você pode se reconectar com um sinal mais forte e constante usando outro aplicativo e continuar com sua reunião. A diferença entre um aplicativo que apresenta perda de pacote e outro não depende de como os dados estão sendo transmitidos, quais servidores são usados e a rota seguida.
Resumo da lição
Tudo bem, vamos parar um momento para revisar o que aprendemos. Nesta lição, definimos três termos-chave associados aos pacotes da Internet:
- Um endereço de rede , que são identificadores exclusivos aplicáveis a computadores de rede específicos
- Um protocolo de rede , que estabelece as diretrizes e convenções para enviar e receber mensagens formatadas como pacotes de dados; e
- Um pacote de dados , que é essencialmente um contêiner usado para transmitir dados ou informações via TCP / IP ou protocolo semelhante
Também descrevemos a composição do pacote de dados e identificamos os 14 campos que compõem um pacote de dados típico, que você pode revisar observando a lista que estudamos anteriormente nesta lição. Por fim, aprendemos sobre a perda de pacotes , que é essencialmente uma chance de que nem todos os pacotes de dados cheguem intactos ao destino.