3.1. Encapsulamento/Desencapsulamento

Encapsulamento e desencapsulamento de dados são processos comunicação em redes de computadores, essenciais para a transmissão de informações de uma maneira organizada e segura entre dispositivos. Esses conceitos são mais facilmente compreendidos dentro do contexto do Modelo OSI (Open Systems Interconnection), um modelo de rede que divide a comunicação de rede em sete camadas, cada uma com funções específicas.

Encapsulamento de Dados

O encapsulamento é o processo pelo qual as informações de controle são adicionadas aos dados à medida que eles passam pelas camadas do modelo OSI, do remetente ao destinatário. Cada camada trata uma forma específica de dado ou informação, chamada de Protocol Data Unit (PDU), que tem nomes diferentes dependendo da camada:

• Camada 7 (Aplicação): Os dados são gerados aqui, baseados na interação do usuário ou em outras fontes.
• Camada 6 (Apresentação): Os dados podem ser criptografados, comprimidos ou transformados.
• Camada 5 (Sessão): Controla as conexões e mantém a sessão.
• Camada 4 (Transporte): Divide os dados em segmentos. Aqui é onde é adicionado o cabeçalho de transporte, que inclui informações como número de porta e controle de fluxo.
• Camada 3 (Rede): Os segmentos são divididos em pacotes. Nesta camada, é adicionado o cabeçalho de rede, que inclui informações de endereço IP.
• Camada 2 (Enlace de Dados): Os pacotes são divididos em quadros. Adiciona-se o cabeçalho de enlace de dados, contendo endereços físicos (MAC), controle de erro e sequenciamento.
• Camada 1 (Física): Os quadros são convertidos em bits e transmitidos fisicamente.

 

Desencapsulamento de Dados

O desencapsulamento é o processo inverso do encapsulamento e ocorre no lado do receptor. À medida que os dados recebidos viajam de volta pelas camadas do modelo OSI, do nível físico até a aplicação, as informações de controle adicionadas durante o encapsulamento são removidas, camada por camada. Isso permite que os dados voltem à sua forma original antes de serem entregues ao programa ou usuário final.

• Camada 1 (Física): Os sinais são convertidos de volta em quadros.
• Camada 2 (Enlace de Dados): O cabeçalho e o rodapé do enlace de dados são removidos, e os quadros são processados para verificar erros.
• Camada 3 (Rede): O cabeçalho de rede é removido, e o roteamento é processado.
• Camada 4 (Transporte): O cabeçalho de transporte é removido, e os segmentos são reagrupados se necessário.
• Camadas 5, 6 e 7 (Sessão, Apresentação e Aplicação): Processam os dados de forma incremental até que a informação seja entregue ao aplicativo ou ao usuário na forma original.

 

3.2. Exemplo

Acessar uma página web de sua estação de trabalho envolve um complexo processo de encapsulamento e desencapsulamento de dados, seguindo as camadas do modelo OSI (Open Systems Interconnection). Vamos detalhar esse processo, começando pelo momento em que você digita o URL de uma página web no navegador até a página ser exibida na sua tela.

 

Encapsulamento de Dados ao Acessar uma Página Web

Camada 7 – Aplicação: O processo começa quando você digita uma URL no navegador. O navegador, operando na camada de aplicação, gera uma solicitação HTTP ou HTTPS para acessar a página web.

Camada 6 – Apresentação: Nesta camada, os dados podem ser preparados para a transmissão. Se a solicitação for HTTPS, os dados serão criptografados para segurança.

Camada 5 – Sessão: É estabelecida uma sessão entre o navegador e o servidor web, gerenciando a troca de informações.

Camada 4 – Transporte: A solicitação é dividida em segmentos. O protocolo TCP é utilizado, adicionando um cabeçalho de transporte a cada segmento. Este cabeçalho inclui informações como números de porta (por exemplo, porta 80 para HTTP e porta 443 para HTTPS) para garantir que os dados cheguem ao aplicativo correto no servidor.

Camada 3 – Rede: Cada segmento é então encapsulado em um pacote, com um cabeçalho de rede adicionado, incluindo os endereços IP de origem e destino. Este cabeçalho permite que os roteadores ao longo do caminho encaminhem o pacote para o destino correto.

Camada 2 – Enlace de Dados: Os pacotes são encapsulados em quadros, adicionando um cabeçalho de enlace de dados que inclui endereços MAC de origem e destino, controle de erro e outras informações necessárias para a transmissão física.

Camada 1 – Física: Finalmente, os quadros são convertidos em sinais elétricos, ópticos ou eletromagnéticos, dependendo do meio de transmissão, e enviados pela rede.

 

Desencapsulamento de Dados no Servidor Web

O processo de desencapsulamento ocorre no servidor web, seguindo as camadas do modelo OSI na ordem inversa:

Camada 1 – Física: O servidor recebe os sinais e os converte de volta em quadros de dados.

Camada 2 – Enlace de Dados: O servidor processa os cabeçalhos de enlace de dados para reconstruir os pacotes de dados, verificando erros no processo.

Camada 3 – Rede: Os pacotes são desencapsulados para extrair os segmentos, utilizando o endereço IP para determinar que a solicitação é para esse servidor.

Camada 4 – Transporte: Os segmentos são reagrupados na mensagem original. O servidor verifica o número de porta TCP para identificar o serviço solicitado (neste caso, o servidor web).

Camada 5 – Sessão: A sessão entre o navegador e o servidor é utilizada para coordenar a comunicação.

Camada 6 – Apresentação: Se os dados foram criptografados (HTTPS), esta camada os descriptografa.

Camada 7 – Aplicação: O servidor web processa a solicitação HTTP/HTTPS, gera a página web solicitada e inicia o processo de envio da página de volta ao navegador, passando novamente pelas camadas em um processo de encapsulamento.