TCP/IP: Como funciona?

Por mais que não pareça, para que o que conhecemos como “internet” possa operar da maneira correta existe uma série de protocolos e tecnologias que funcionam de maneira invisível, sem parar e de forma quase instantânea. Nesse sentido, o conjunto de protocolos TCP/IP está entre as tecnologias mais importantes para rede mundial de computadores- Internet!

Nos próximos parágrafos, vou explicar melhor o que é o modelo TCP/IP, qual a sua importância para a Internet e como ele funciona. Desta forma, você poderá entender de uma vez por todas e do jeito mais abrangente.

Primeiramente vamos voltar o pouquinho no tempo e entender melhor como ele funciona.

– 1969 –

Tudo começou em 1969 no Departamento de Defesa dos EUA.

Ele fez parte do projeto conhecido como ARPANET — uma tecnologia de comunicação entre computadores que, décadas mais tarde, viria a se tornar a Internet como conhecemos hoje.

O objetivo dos pesquisadores na época era criar um tipo de tecnologia de comunicação que fosse capaz de transmitir grandes volumes de dados em alta velocidade. Na época o propósito era justificado pelas estratégias militares num período conturbado para os Estados Unidos, em meio à Guerra Fria e a Guerra do Vietnã, e com os receios cada vez mais fortes sobre uma possível guerra nuclear.

Felizmente, a guerra nuclear nunca aconteceu, porém o desenvolvimento da tecnologia seguiu — agora, nas gigantes tecnológicas e em universidades dos EUA. Um dos primeiros testes do protocolo TCP/IP ocorreu em 1975, entre a Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, e a University College London, na Inglaterra.

Ao longo das décadas seguintes, o desenvolvimento da tecnologia se juntaria a outros avanços, como a criação do HTTP.

Como funciona?

Embora apenas dois protocolos estejam evidenciados no nome do TCP/IP, a tecnologia funciona por meio de algumas camadas, que trabalham em conjunto para garantir a transmissão, integridade e segurança dos dados conforme eles viajam pela internet.

Porque divisão em camadas?

A divisão do TCP/IP em camadas existe porque, desta forma, a transmissão de dados pode ser padronizada e realizada de modo independente dos dispositivos envolvidos no processo.

Isto é, não importa o sistema operacional, a arquitetura do seu processador ou a linguagem de programação envolvida: por ser um modelo padronizado e processado de maneira uniforme, o TCP/IP garante que os dados serão transmitidos da forma correta.

Camada de Aplicação

A camada de aplicação refere-se aos programas e protocolos que o TCP/IP deve utilizar para iniciar a transmissão de dados.

Fazendo um paralelo com um serviço de correspondência, a camada de aplicação seria o momento de escolher qual serviço você quer utilizar dependendo do elemento que deseja enviar. Por exemplo, você pode contratar os serviços dos Correios para enviar um pacote ou uma transportadora para enviar uma caixa ou um item de maior porte.

Em nosso universo digital não é diferente: um navegador de Internet pode utilizar protocolos como HTTP e o HTTPS para realizar a comunicação a partir das URLs. Enquanto isso, um cliente de transferência de arquivos, como o FileZilla, utiliza o protocolo FTP. Já um serviço de email geralmente utiliza o protocolo SMTP.

Camada de Transporte

A camada de transporte refere-se ao Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) da sigla TCP/IP.

Como mencionamos acima, tudo o que acontece dentro da camada de Aplicação seria um serviço de correspondência , estamos falando agora do TCP que podemos ilustrar como sendo o motorista do carro do SEDEX.

Ela é que define como os dados serão transmitidos entre as duas partes do processo (como o seu computador e o servidor no qual um site está hospedado, por exemplo).

Seguindo com o paralelo do serviço postal, a camada de transporte seria a preparação do seu pacote para envio: o serviço define qual meio de transporte será utilizado e como o pacote será embalado para que chegue no seu destino intacto, entre outras medidas.

É nesta camada que os dados são divididos em pacotes e numerados, criando uma sequência lógica que será verificada nas camadas posteriores para garantir assim que o processo seja concluído com processo.

Além disso, é a camada de transporte que define para onde os dados devem ser enviados e a que taxa essa transferência deve ser realizada.

Portas TCP

Para se realizar todo esse processo acima , o TCP usa as famosas “portas de comunicação” entre cada transmissão .

Essas portas vão de 0-65535.

Algumas portas que são universalmente usadas estão logo abaixo:

• Porta 20: transferência de dados via FTP
• Porta 21: controle de comando FTP
• Porta 22: login SSH (Secure Shell)
• Porta 25: recebimento de emails via SMTP
• Porta 53: serviço de DNS (Sistema de Nomes de Domínio)
• Porta 80: transferências HTTP
• Porta 443: transferências HTTPS (via TLS/SSL)

Camada de Rede – IP

A camada de rede também encontra o melhor caminho físico para que os dados cheguem ao seu destino, o que é conhecido como roteamento.

No paralelo com o serviço postal, a camada de rede — também conhecida como camada de Internet — é responsável por dar o sinal verde final para o envio do seu pacote.

Aqui, vale fazer a distinção entre IP e endereço IP. IP, ou Protocolo de Internet, é o conjunto de regras e definições que permite que os dados sejam enviados entre computadores e servidores conectados ao redor do mundo. 

O endereço IP, por outro lado, é um elemento específico, utilizado para identificar numericamente cada host envolvido no processo de transferência — garantindo, desta forma, que os dados saiam do lugar certo e cheguem ao lugar certo, da mesma forma que um endereço doméstico para uma transportadora.

Além do protocolo IP, a camada de rede também utiliza o protocolo ICMP (Protocolo de Mensagens de Controle da Internet), responsável por fornecer relatórios de erros às fontes de envio de dados. Desta forma, caso haja algum problema durante a comunicação entre os hosts, a mensagem definirá qual foi o erro ocorrido e ajustes poderão ser realizados para completar o processo de maneira bem-sucedida.

Camada de Interface

Aqui é a parte do envio de fato do seu pacote ao destinatário.

A camada de interface é responsável, por definir como os dados serão transmitidos, seja por uma conexão cabeada (como Ethernet, por exemplo) ou sem fios (como uma rede Wi-Fi) Bluetooth .

Como então que essas camadas trabalham juntas ?

Vamos lá….

Como você percebeu nos parágrafos mais acima, o modelo TCP/IP trabalha com uma pilha de protocolos e processos que ocorrem continuamente, e que podem variar de forma significativa de acordo com o tipo de informação que você está transferindo (um site ou um email, por exemplo), o dispositivo, a arquitetura do sistema, a configuração do servidor, sua conexão com a rede e diversos outros aspectos.

Vamos usar como exemplo, para ilustrar esse trabalho em camadas, o envio de um email. 

• Quando você clicar no botão “enviar”, a camada de aplicação entende que se trata do envio de um email e aciona o protocolo SMTP, responsável por esse tipo de comunicação.
• A camada de transporte divide o conteúdo em pacotes numerados, para garantir a integridade dos dados, e direciona os pacotes para a porta apropriada — no caso de um email, geralmente é a porta 25, mais utilizada para o protocolo SMTP.
• A camada de rede transforma os pacotes em datagramas, contendo os endereços IP da origem e destino dos dados, e direciona os datagramas aos servidores de destino.

• A camada de interface cuida da transferência dos dados em si, definindo como eles serão enviados — por exemplo, via Wi-Fi, caso seu dispositivo esteja conectado a uma rede sem fio.
• Ao chegar no servidor de destino, os pacotes são enviados novamente à camada de transporte para serem reorganizados de volta em seu formato original. Uma vez realizado este processo de remontagem, o email finalmente chega à caixa de entrada do destinatário.

Tudo isso acontecendo de maneira silenciosa e instantânea !

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