Em redes TCP/IP cada computador é identificado com um endereço virtual único, chamado endereço IP. A camada Internet é responsável por adicionar um cabeçalho ao pacote de dados recebidos da camada de Transporte onde, entre outros dados de controle, será adicionado também o endereço IP de origem e o endereço IP de destino – isto é, o endereço IP do computador que está enviando os dados e o endereço IP do computador que deverá recebê-los.
A placa de rede de cada computador tem um endereço físico. Este endereço está gravado na memória ROM da placa de rede e é chamado endereço MAC. Dessa forma, em uma rede local se o computador A quiser enviar dados para o computador B, ele precisará saber o endereço MAC do computador B. Enquanto que em uma pequena rede local os computadores podem facilmente descobrir o endereço MAC de todos os PCs, esta não é uma tarefa tão simples em uma rede global como a Internet.
Se nenhum esquema de endereçamento virtual for usado, você precisa saber o endereço MAC do computador de destino, o que não é apenas uma tarefa complicada, mas também não ajuda no roteamento dos pacotes, já que este endereço não usa uma estrutura em árvore (em outras palavras, enquanto o endereçamento virtual usado na mesma rede terá endereços seqüenciais, com o endereçamento MAC o computador com o endereço MAC seguinte ao seu pode estar na Rússia).
Roteamento é o caminho que os dados devem usar para chegar ao destino. Quando você solicita dados de um servidor da Internet, por exemplo, este dado passa por vários locais (chamados roteadores) antes de chegar ao seu computador. Se você quiser ver com isto funciona, faça o seguinte: clique no menu Iniciar, Executar e digite Cmd. No prompt de comando digite tracert www.google.com. O resultados será o caminho entre seu computador e o servidor web do Google. Veja como os pacotes de dados passam através de diferentes roteadores antes de chegar ao destino. Cada roteador no meio do caminho é também conhecido como “salto” (“hop”).
Em todas as redes conectadas à Internet existe um dispositivo chamado roteador, que faz a ponte entre os computadores na sua rede local e a Internet. Todo roteador tem uma tabela contendo as redes conhecidas e também uma configuração chamada gateway padrão apontando para outro roteador na Internet. Quando seu computador envia um pacote de dados para a Internet, o roteador conectado à sua rede primeiro verifica se ele conhece o computador de destino – em outras palavras, o roteador verifica se o computador de destino está localizado na mesma rede ou em uma rede que ele conhece a rota. Se ele não conhecer a rota para o computador de destino, ele enviará o pacote para seu gateway padrão, que é outro roteador. Este processo é repetido até que o pacote de dados chegue ao seu destino.
Há vários protocolos que operam na camada Internet: IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet), ICMP (Internet Control Message Protocol, Protocolo de Controle de Mensagens Internet), ARP (Address Resolution Protocol, Protocolo de Resolução de Endereços) e RARP (Reverse Address Resolution Protocol, Protocolo de Resolução de Endereços Reversos). Os pacotes de dados são enviados usando o protocolo IP, e por isso que explicaremos o seu funcionamento.
O IP pega os pacotes de dados recebidos da camada de Transporte (do protocolo TCP se você está transmitindo dados como e-mails ou arquivos) e os divide em datagramas. O datagrama é um pacote que não contém nenhum tipo de confirmação de recebimento (acknowledge), o que significa que o IP não implementa nenhum mecanismo de confirmação de recebimento, isto é, ele é um protocolo não confiável.
Você deve notar que durante a transferência de dados o protocolo TCP será usado acima da camada Internet (ou seja, acima do IP) e o TCP implementa mecanismo de confirmação de recebimento. Portanto apesar de o protocolo IP não verificar se o datagrama chegou ao destino, o protocolo TCP fará esta verificação. A conexão será então confiável, apesar do IP sozinho ser um protocolo não confiável.
Cada datagrama IP pode ter um tamanho máximo de 65.535 bytes, incluindo seu cabeçalho, que pode usar 20 ou 24 bytes, dependendo se um campo chamado “opções” for usado ou não. Dessa forma os datagramas IP podem transportar até 65.515 ou 65.511 bytes de dados. Se o pacote de dados recebidos da camada de Transporte for maior do que 65.515 ou 65.511 bytes, o protocolo IP fragmentará os pacotes em quantos datagramas forem necessários
Na Figura 4 nós ilustramos o datagrama gerado na camada Internet pelo protocolo IP. É interessante notar que o que a camada Internet vê como sendo “dados” é o pacote completo que ela recebe da camada de Transporte, que inclui o cabeçalho TCP ou UDP. Este datagrama será enviado para a camada Interface com a Rede (se estivermos transmitindo) ou pode ter sido recebido da camada Interface com a Rede (se estivermos recebendo dados).
Como mencionamos anteriormente, o cabeçalho adicionado pelo protocolo IP inclui o endereço IP de origem, o endereço IP de destino e várias outras informações de controle.
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Figura 4: Datagrama na camada de Internet.
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