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Camadas TCP/IP – encapsulamento, endereços MAC e IP, TCP versus UDP

ComputaçãoRedes e internetIdades 17–18

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Acompanhe os dados de um aplicativo (HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS ou uma videochamada) enquanto são embalados camada por camada – dados, segmento TCP ou datagrama UDP com portas, pacote IP com endereços IP, quadro Wi-Fi ou Ethernet com endereços MAC –, atravessam roteadores e um switch e são desembalados no receptor. Compare o modelo TCP/IP de 4 camadas com o modelo OSI de 7 camadas, veja os endereços MAC mudarem a cada salto enquanto os IP continuam iguais e acrescente perda de pacotes para ver o TCP reenviar o que se perdeu e o UDP não.

Aula: Protocolos de rede e camadas: a pilha TCP/IP e o modelo OSI, encapsulamento, portas, endereços IP e MAC, TCP e UDP

O que mostra

O software de rede é organizado em camadas. No computador que envia, cada camada acrescenta seu próprio cabeçalho: a camada de transporte acrescenta as portas (o TCP também numera os bytes), a camada de internet acrescenta os endereços IP de origem e de destino, e a camada de enlace embala tudo em um quadro com endereços MAC. Um switch lê só o quadro; um roteador o retira, lê o IP de destino e monta um quadro novo para o próximo enlace, por isso os MAC mudam a cada salto e os IP permanecem. O TCP confirma a entrega com ACK e reenvia o que se perde; o UDP não.

Como usar

Escolha um Aplicativo e um Modelo de camadas e ajuste Roteadores, Perda de pacotes em cada roteador e Partes dos dados. Veja os pacotes descerem pelas camadas em A e subirem em B; toque em um pacote para ver os cabeçalhos aninhados. Use Pausar e Passo a passo para seguir evento por evento, compare a tabela de cabeçalhos em cada enlace e clique em Enviar de novo depois de mudar um ajuste para somar uma linha em Envios.

Parâmetros que você pode mudar

  • Protocolo de aplicação HTTP – pedir uma página web, HTTPS – página web segura, SMTP – enviar um e-mail, POP3 – baixar e-mail, IMAP – ler e-mail no servidor, FTP – enviar um arquivo, DNS – consultar nomes (UDP), Videochamada – RTP (UDP)
  • Modelo de camadas TCP/IP (4 camadas), OSI (7 camadas)
  • Número de roteadores no caminho 1–4
  • Perda de pacotes em cada roteador 0–30 %
  • Número de partes dos dados (segmentos ou datagramas) 1–6
  • Velocidade da animação 1–5

Perguntas para explorar

  1. Por que o MAC de destino muda depois de cada roteador enquanto o IP de destino continua igual?
  2. Até qual camada um switch lê um quadro, e até qual um roteador lê?
  3. Com 20% de perda, como TCP e UDP se comportam de modo diferente, e por que uma videochamada usa UDP?

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