Para transportar dados através de uma grande rede, como uma WAN, os dados podem viajar através de muitas conexões diferentes. Estas conexões são chamadas links porque eles ‘ligam’ os dispositivos juntos. Cada tipo de link tem uma estrutura de frame diferente e usa endereços e protocolos diferentes.
O processo de encapsular dados, transportá-los através de um link e decapsulá-los no final do link, é repetido várias vezes à medida que os dados viajam.
A analogia ‘envelope especial’
Imagine um mundo em que enviamos cartas colocando-as em diferentes tipos de envelopes para diferentes sistemas de transporte (isto é, tipos de links); os endereços que escrevemos nos envelopes só recebem o envelope através de uma determinada secção do sistema de transporte.
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O sistema de transporte entre casas e correios usa envelopes brancos. As únicas coisas que podem ser escritas nos envelopes brancos são o número de uma casa, uma rua e o nome de uma estação de correios local.
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O sistema de transporte entre as estações de correios usa envelopes vermelhos. As únicas coisas que podem ser escritas em envelopes vermelhos são os nomes dos correios.
- O remetente escreve uma carta com o endereço completo da pessoa para a qual quer enviar.
- A seguir, colocam-na num envelope branco, apenas endereçada à estação de correios local.
- A estação de correios abre o envelope para olhar para o endereço completo na parte superior da carta para ver para onde vai. Depois coloca a carta de volta num novo envelope vermelho endereçado ao próximo correio.
- Isso pode se repetir através de vários correios.
- Quando a carta chega a um posto de correios que reconhece o endereço completo como sendo local, coloca a carta num envelope branco endereçado à casa de destino e à rua.
Em cada etapa, o envelope está na embalagem correta para aquela seção da viagem e só tem os endereços locais para levá-la através daquela seção ou link.
Note que ao contrário do que parece aqui, os correios não conseguem ler o conteúdo da nossa carta – mais sobre isso mais tarde no curso.
A Camada de Ligação de Dados
Como isso se conecta às redes do mundo real? Como transportamos dados através de um link?
- Os dados a serem transportados provêm da camada de rede do remetente. Esta é a parte do sistema operacional de rede de um dispositivo que lida com comunicações externas – você aprenderá mais sobre isso na próxima semana.
- Os dados devem ser encapsulados em um frame, convertidos no sinal elétrico, sem fio ou óptico apropriado para o tipo de mídia de transmissão, e finalmente transmitidos através da mídia.
- Quando os dados são recebidos, este processo é invertido: o sinal é decodificado, e os dados são decapsulados do frame e passados para a camada de rede dos receptores.
Referimo-nos ao conjunto de processos acima como parte da camada de ligação de dados. Esta é uma combinação de software e hardware incorporada na placa de interface de rede (NIC) ou adaptador de rede. Um computador moderno normalmente tem três camadas separadas de link de dados para Ethernet, wireless e Bluetooth, e switches na camada apropriada conforme necessário.
Na parte do sistema operacional de um dispositivo que lida com rede, a camada de link de dados fica entre a camada de rede e os conectores físicos que conectam o dispositivo à mídia de transmissão.
A camada de link de dados em ação
Você pode estar imaginando que a camada de link de dados em um dispositivo se comunica diretamente com a camada de link de dados em outro dispositivo. Entretanto, a conexão é através da mídia física.
- A camada de rede em um dispositivo quer enviar alguns dados para a camada de rede em outro dispositivo, através de algum tipo de conexão.
- No dispositivo de envio, a camada de rede passa os dados para a camada de conexão de dados apropriada. Esta camada encapsula os dados para criar um frame, e passa o frame para o meio.
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A parte final da camada de link de dados converte os bits dos frames em sinais elétricos, sem fio ou ópticos que são enviados ao longo do meio de link.
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Quando o frame é recebido, a camada de link de dados do dispositivo receptor decapsula os dados do frame e os passa para a camada de rede do receptor.
Dizemos que a camada de link de dados está fornecendo um serviço à camada de rede transportando seus dados em frames através do link.
O modelo TCP/IP
Agora podemos começar a construir nosso modelo em camadas a partir de baixo para cima.
Vemos que a camada de ligação de dados é apenas a primeira, ou inferior, camada de um modelo em camadas chamado modelo TCP/IP. TCP significa Transmission Control Protocol (Protocolo de Controle de Transmissão) e IP significa Internet Protocol (Protocolo de Internet). Ambos são protocolos fundacionais de telecomunicações
Questões
- No modelo TCP/IP em camadas, o que acontece quando a camada de link de dados receptor verifica o Frame Check Sequence (FCS) e percebe que ocorreu um erro?
- A camada de link de dados para Ethernet usa endereços MAC na construção de um frame. Precisamos de endereços em todos os tipos de frames?