Redes e Internet: Centrais e Servidores de Rede


Já parou pra pensar como as músicas, vídeos e e-mails que você vê na Internet chegam até você?

Por que chegam até você e não pro seu vizinho? Por que chega até você e não ao seu tablet ou ao computador de seus pais, já que estão tão próximos?

Com bilhões de computadores, iPhones, iPads e notebook conectados, as coisas não se embaralham?

Será que alguém não dá uma 'espiadinha' pelo meio do caminho?

Se você sempre teve essas e outras curiosidades, continue lendo. Explicarei alguma destas e mostrarei o caminho que as informações percorrem (visualmente, inclusive), até chegarem em você.

Não se surpreenda ao ver que os dados passam pela China, India e outros países antes de chegar até você ;)




Centrais e Servidores de Rede


Antes de entrarmos em mais detalhes sobre comutação de circuitos e de pacotes, vamos definir o que são comutadores e enlace, termos que serão bastante usados neste curso.

Comutador também são conhecidos como switches e tem como função reencaminhar módulos (frames) entre os nós através de suas portas, segmentando sua rede internamente para não haver colisão entre pacotes de segmentos diferentes.
Ou seja, ele identifica o destino e envia o pacote correto pro caminho correto.

Enlace é a união de vários nós em um mesmo ponto.
No sentido de redes, quer dizer um link, ou qualquer ligação entre dois elementos é um enlace.
Dois computadores ligados formam um enlace, pois estão conectados.

Em redes de comutação de circuitos há a reserva de recursos para o tempo em que houver a comunicação.
O exemplo mais comum desse tipo de rede é a telefonia. Não temos a garantia de ter a banda/faixa de rede garantida (a ligação pode dar 'ocupada', por exemplo), antes a conexão precisa ser estabelecida, porém, caso a comunicação seja iniciada, teremos uma garantia de banda/faixa de freqüência para a troca de informação, uma transmissão constante e fixa.

Já nas redes de comutação de pacotes isso não ocorre, não há reserva, há fila.
A rede que mais usa os pacotes é a própria internet, que tenta entregar 'no prazo' os pacotes, e caso não dê, armazena eles em um buffer - um local temporário, uma fila -, mas caso demore muito muito (como em caso de um congestionamento), não há garantias! O pacote pode ser perdido.

Um dos grandes problemas da comutação de circuitos é o desperdício de recursos, pois quando estes não estão sendo utilizados não servem para melhorar o serviço de quem está usando.
Já na comutação de pacotes, quando não se utiliza o serviço, este se 'volta' para quem está usando, além de não haver fila, o que facilitaria o processo.
Em termos de software, a comutação de circuito também é mais complexo, por conta dessa garantia fixa de recursos.

Como o enfoque é em Redes de computadores, não focaremos mais na comutação de circuitos, que é mais usadas em telefonia e em outras áreas da telecomunicações.

Nas redes atuais, devido ao grande número de arquivo e grande tamanho destes, é comum a 'quebra' desses arquivos em partes menores, para facilitar sua transmissão, essas partes menores são chamadas de pacotes.
Esses pacotes percorrem os enlaces e comutadores. Esses pacotes são transmitidos por cada enlace de comunicação a uma taxa igual à de transmissão total do enlace.

Os comutadores recebem um pacote e o armazenam nas entradas dos enlaces e só começam a transmiti-lo quando o pacote estiver inteiramente armazenado/recebido no comutador. Isso gera um atraso a cada saída ao longo do processo, pois os pacotes ficam no buffer. É a fila da comutação de pacotes, que foi previamente citada e agora explicada.
Como o espaço de buffer é finito, quando um pacote chega em um buffer lotado, onde ele ficará armazenado, para aguardar para ser transmitido?
Ou ele se perde, ou um que está na fila se perde. Em qualquer caso, há perda.
Esses atrasos e perdas são os pontos fracos da comutação de pacotes.

Porém, em termos de implementação, ela é mais simples, mais barata e mais simples que a de circuitos.

No geral, é possível mostrar que a comutação de pacotes é superior a comutação de circuitos.
Isso pode ser mostrado através de cálculos que envolvem situações com cálculos com números de usuários, da probabilidade de determinado número de clientes estarem usando o sistema ao mesmo tempo e de quanto estarem usando do sistema etc. Mesmo no ramo das telecomunicações, a comutação de circuitos está sendo substituída pela comutação de pacotes, mesmo que em um ritmo lento, pois a de circuito está amplamente instalada e utilizada, e seria exigido muitos recursos, principalmente financeiro, para uma mudança mais radical.

Mas, na Internet, a maior de todas as redes (em suma, a Internet é uma rede de subredes), há milhões, bilhões ou trilhões de nós, enlaces, comutadores, pacotes, endereços e tudo mais...como os pacotes sabem seu destino? Como são entregues e como chegam em seu destino?
Cada pacote possui seu endereço de destino, no chamado cabeçalho. É como se fosse nosso endereço mesmo, e os roteadores/switches/servidores são os Correios e outros serviços postais, ou seja, eles olham o endereço das correspondências e encaminham os pacotes pro destino correto.

Na verdade, é um pouco mais complicado que o serviço dos correios, pois envolve muitas, mas muitas redes, envolve vários países, continentes, servidores, cidades, provedores internacionais, continentais, estaduais, municipais, da universidade, do colégio, do prédio etc.
Não se surpreenda se, nesse momento, para estar visualizando este blog você estiver trocando pacotes com servidores na China, Índia, Canadá e com alguns satélites. O importante é que funciona.

Se quiser ter uma ideia visual da coisa, entre no seguinte site, que irá olhar a que redes você está conectado:
http://www.yougetsignal.com/tools/visual-tracert/

Você pode colocar o IP de qualquer pessoa ou um site, ou clicar em 'Use Current IP' e depois em 'Host Trace' para que ele mostre por onde, ao redor do mundo, você está conectado.
Não tenha medo, IP não é uma informação pessoal. É seu endereço, é como se fosse o endereço que os correios usam para fazer a entrega.

Outra site que mostra informações sobre os locais que os pacotes andam ao redor do mundo até chegar até você é o traceroute:
http://whatismyipaddress.com/traceroute-tool/

O que? Só funcionar não vai saciar sua curiosidade? Bom garoto! Continue acompanhando esta seção!






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