Artigo original: What is the TCP/IP Model? Layers and Protocols Explained
Uma parte significativa do processo de criação de algo é a capacidade de imaginar coisas que ainda não existem.
Essa habilidade foi fundamental para a criação da internet. Se ninguém tivesse imaginado a tecnologia envolvida em sua criação – e que a maioria, agora, considera rotineira – não haveria memes de gato.
Para tornar a internet possível, duas coisas que precisavam ser imaginadas foram as camadas e os protocolos.
As camadas são divisões conceituais que agrupam funções semelhantes. A palavra "protocolo" significa "a maneira como concordamos em fazer as coisas por aqui", mais ou menos.
Em resumo, tanto as camadas quanto os protocolos podem ser explicados a uma criança de cinco anos como "ideias que as pessoas acharam que pareciam boas e que elas registraram para que outras pessoas pudessem fazer as coisas com as mesmas ideias".
O Internet Protocol Suite é descrito em termos de camadas e protocolos. Coletivamente, o suite se refere aos protocolos de comunicação que permitem nossas consultas infinitas.
O suite é frequentemente chamado por seus protocolos fundamentais: o TCP (Transmission Control Protocol) e o IP (Internet Protocol). Agrupados como TCP/IP, esses protocolos descrevem como os dados na internet são empacotados, endereçados, enviados e recebidos.
Saiba os motivos de o Internet Protocol Suite, ou TCP/IP, ser, na verdade, um bolo imaginário de camadas.
As camadas são imaginárias
Se você considerar a natureza geral de um pão de ló de camadas, ele é composto principalmente de baunilha macia que derrete na boca. Essa maravilha é, em si, composta por algo como ovos, manteiga, farinha e açúcar.
Não há muito que possa distinguir uma camada de outra. Muitas vezes, a única diferença entre as camadas é a coloração dos alimentos e um pouco de cobertura. Quando você pensa nisso, é tudo parte do mesmo bolo. As camadas só estão lá porque o confeiteiro achou que deveriam estar.
Semelhante aos ingredientes do bolo, as camadas no contexto da rede de computadores são compostas principalmente por protocolos, algoritmos e configurações, com alguns dados espalhados entre eles.
Pode ser mais fácil falar sobre redes de computadores se suas muitas funções forem divididas em grupos. Certas pessoas criaram descrições de camadas, que chamamos de modelos de rede. O TCP/IP é apenas um modelo de rede entre outros. Nesse sentido, camadas são conceitos, não coisas.
Algumas das pessoas em questão fazem parte da Internet Engineering Task Force (IETF – em português, "força tarefa de engenharia da internet"). Eles criaram a publicação RFC-1122 (link em inglês), discutindo as camadas de comunicação da internet. O primeiro de dois documentos, o padrão:
…trata das camadas do protocolo de comunicação: camada de rede, camada de IP e camada de transporte; seu companheiro, o padrão RFC-1123 (link em inglês), trata dos protocolos de aplicação e de suporte.
As camadas descritas por RFC-1122 e RFC-1123 encapsulam protocolos que satisfazem a funcionalidade da camada. Vamos olhar para cada uma dessas camadas de comunicação e ver como o TCP e o IP se somam nesse modelo de bolo de camadas da internet.
Protocolos da camada de rede
A camada de rede (link em inglês) é a classificação mais básica, ou de nível mais baixo, do protocolo de comunicação. Ela lida com o envio de informações entre hosts na mesma rede local e a conversão de dados das camadas superiores para a camada física.
Os protocolos na camada de rede descrevem como os dados interagem com o meio de transmissão, como sinais eletrônicos enviados por hardware específico. Ao contrário de outras camadas, os protocolos de camada de rede dependem do hardware que está sendo usado.
Protocolos da camada da internet
Os protocolos na camada da internet (link em inglês) descrevem como os dados são enviados e recebidos pela internet. O processo envolve envolver dados em pacotes, endereçar e transmitir pacotes e receber pacotes de dados.
O protocolo mais conhecido nesta camada dá ao TCP/IP suas duas últimas letras. IP é um protocolo sem conexão, o que significa que ele não fornece nenhuma garantia de que os pacotes serão enviados ou recebidos na ordem correta, ao longo do mesmo caminho, ou mesmo em sua totalidade.
A confiabilidade é tratada por outros protocolos no suite, como na camada de transporte.
Atualmente, há duas versões de IP em uso: IPv4 e IPv6. As duas versões descrevem como os dispositivos na internet recebem endereços IP, que são usados para acessar os memes de gatos.
O IPv4 é mais amplamente utilizado, mas tem apenas 32 bits para endereçamento (link em inglês), permitindo cerca de 4,3 bilhões (cerca de 4,3×109) de endereços possíveis. Esses endereços estão acabando. O IPv4 acabará sofrendo com a exaustão de endereços à medida que mais e mais pessoas usam mais dispositivos na internet.
A versão que será sua sucessora, o IPv6, visa resolver a exaustão de endereços usando 128 bits para endereços (link em inglês). Isso proporciona muito mais possibilidades de endereçamento (cerca de 3,4×1038).
Protocolos da camada transporte
Em maio de 1974, Vint Cerf e Bob Kahn (coletivamente chamados de "os pais da internet") publicaram um artigo intitulado A Protocol for Packet Network Intercommunication (link em inglês – em português, "um protocolo para a intercomunicação de redes de pacotes").
Esse artigo continha a primeira descrição de um Programa de Controle de Transmissão, um conceito que englobava o que viria a ser conhecido como Protocolo de Controle de Transmissão (TCP) e Protocolo de Datagrama de Usuário (UDP). Eu tive o prazer de conhecer Vint e posso confirmar pessoalmente que sim, ele se parece exatamente com o Arquiteto dos filmes Matrix.
A camada de transporte (link em inglês) atualmente encapsula TCP e UDP. Como o IP, o UDP não tem conexão e pode ser usado para priorizar o tempo em detrimento da confiabilidade.
O TCP, por outro lado, é um protocolo de camada de transporte orientado à conexão que prioriza a confiabilidade sobre a latência, ou tempo. O TCP descreve a transferência de dados na mesma ordem em que foram enviados, a retransmissão de pacotes perdidos e os controles que afetam a taxa de transmissão de dados.
Protocolos da camada de aplicação
A camada de aplicação descreve os protocolos com os quais as aplicações de software interagem com mais frequência. A especificação inclui descrições do protocolo de login remoto Telnet (link em inglês), o FTP (File Transfer Protocol - link em inglês) e o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol - link em inglês).
Também estão incluídos na camada de aplicação o Hypertext Transfer Protocol (HTTP) e seu sucessor, o Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS).
O HTTPS é protegido pela Transport Layer Security, ou TLS, que pode ser considerada a camada mais acima no modelo de rede descrito pelo conjunto de protocolos da internet.
Se você quiser entender melhor o TLS e como esse protocolo protege a visualização de seus memes de gatos, convido você a ler meu artigo sobre TLS e criptografia (em inglês).
O bolo da internet segue em construção
Como um pão de ló que ainda está sendo preparado, descrições de camadas, protocolos melhores e novos modelos estão sendo desenvolvidos a cada dia. A internet, ou o que quer que venha a ser no futuro, ainda está em processo de criação.
Se você gostou de aprender com este artigo, há muito mais de onde isso veio! A autora escreve sobre computação, cibersegurança e formação de grandes equipes técnicas. Junte-se às milhares de pessoas que aprendem com os artigos da autora no site victoria.dev! Visite e inscreva-se por e-mail ou RSS para ver os novos artigos primeiro.