As Camadas de Rede e de Transporte

Acima da camada de enlace, que atua apenas localmente, ficam duas camadas que tornam possível uma comunicação mais ampla. A camada 3 é a camada de rede e a camada 4 é a camada de transporte. A camada de rede move dados entre redes distintas usando endereços lógicos, enquanto a camada de transporte gerencia a conversa entre aplicações, incluindo a confiabilidade. Juntas, elas transportam dados pela internet e os entregam ao programa correto.

A camada de rede gerencia o endereçamento lógico e o roteamento, escolhendo caminhos para que os dados atravessem várias redes. Seu principal elemento é o endereço IP (Internet Protocol), um endereço lógico que identifica um dispositivo em qualquer lugar da internet, ao contrário de um endereço MAC local. É na camada de rede que a trajetória de uma rede até outra distante é planejada e direcionada.

Um endereço IP é um endereço lógico e hierárquico que pode ser roteado pela internet. Como possui uma estrutura, os roteadores podem usar partes dele para decidir a direção, como ao ler um código postal. Os endereços IP podem ser atribuídos e alterados, ao contrário dos endereços MAC fixos. Esse endereçamento lógico permite que um pacote encontre um servidor do outro lado do mundo.

Os roteadores são os principais dispositivos da camada 3. Um roteador lê o endereço IP de destino de cada pacote e o encaminha em direção à rede correta, salto a salto. Os roteadores conectam redes diferentes, por isso o roteador de sua casa conecta sua LAN à internet. Sempre que os dados precisam atravessar uma rede e chegar a outra, um roteador da camada 3 toma essa decisão.

A unidade da camada de rede é o pacote. Um pacote envolve os dados da camada de transporte com um cabeçalho IP que contém os endereços IP de origem e destino. Os roteadores leem esse cabeçalho para rotear o pacote. Ao contrário de um quadro, um pacote é feito para viajar por várias redes, mantendo os mesmos endereços IP de ponta a ponta, mesmo quando os quadros locais ao seu redor mudam a cada salto.

A camada de transporte gerencia a comunicação de ponta a ponta entre aplicações. Ela divide os dados em segmentos, pode garantir uma entrega confiável e usa números de porta para direcionar os dados ao programa correto. Enquanto a camada 3 leva os pacotes ao dispositivo correto, a camada 4 garante que eles cheguem à aplicação certa nesse dispositivo e sejam recebidos corretamente.

O TCP (Transmission Control Protocol) é o protocolo de transporte confiável. Ele estabelece uma conexão, numera os segmentos, confirma a entrega com confirmações e reenvia tudo o que foi perdido. O TCP garante que os dados cheguem completos e na ordem correta, o que é ideal para páginas da internet, e-mails e transferências de arquivos. A desvantagem é alguma sobrecarga adicional causada por todo esse controle cuidadoso.

O UDP (User Datagram Protocol) é o protocolo de transporte rápido e leve. Ele envia dados sem conexões, confirmações ou garantia de ordem. Isso torna o UDP rápido e eficiente, ideal para vídeos ao vivo, chamadas de voz e jogos, nos quais a velocidade é mais importante do que reenviar um pacote perdido. O UDP troca confiabilidade por baixa sobrecarga e atraso mínimo.

Os números de porta permitem que um dispositivo execute várias aplicações de rede ao mesmo tempo. Cada serviço escuta em uma porta, como a 80 para tráfego da internet ou a 443 para tráfego seguro da internet. A camada de transporte usa as portas para entregar os dados recebidos à aplicação correta. Sem portas, um dispositivo não conseguiria saber se os dados recebidos são destinados ao navegador, ao e-mail ou a um jogo.

Juntas, essas camadas formam o núcleo da entrega pela internet. A camada de rede usa endereços IP e roteadores para entregar um pacote ao dispositivo correto através de várias redes. Em seguida, a camada de transporte usa portas e TCP ou UDP para entregar os dados à aplicação correta, de forma confiável ou rápida. A camada 3 encontra o dispositivo; a camada 4 encontra o programa.

A camada 3, a camada de rede, gerencia o endereçamento IP lógico e o roteamento por meio de roteadores, movendo pacotes entre redes. A camada 4, a camada de transporte, gerencia a entrega de ponta a ponta com portas e escolhe entre o TCP confiável e o UDP rápido. Essas camadas intermediárias permitem que os dados atravessem a internet global e ainda cheguem exatamente à aplicação correta.

Qual camada usa endereços IP e roteadores para mover dados entre redes distintas?

A camada de rede (camada 3) usa endereços IP lógicos e roteadores para rotear pacotes entre redes distintas. A camada de transporte (camada 4) gerencia a entrega de ponta a ponta, usando números de porta para alcançar a aplicação correta e escolhendo TCP para uma entrega confiável e ordenada ou UDP para uma transferência rápida e leve. A camada 3 encontra o dispositivo; a camada 4 encontra o programa. Juntas, elas transportam dados pela internet.