Arquitetura de camadas de redes
Antes de tentarmos organizar nosso raciocínio sobre a arquitetura da Internet, vamos procurar uma analogia humana. Na verdade, lidamos com sistemas complexos o tempo todo em nosso dia a dia. Imagine se alguém pedisse que você descrevesse, por exemplo, o sistema de uma companhia aérea. Como você encontraria a estrutura para descrever esse sistema complexo que tem agências de emissão de passagens, pessoal para embarcar a bagagem para ficar no portão de embarque, pilotos, aviões, controle de tráfego aéreo e um sistema mundial de roteamento de aeronaves? Um modo de descrever esse sistema poderia ser apresentar a relação de uma série de ações que você realiza (ou que outros realizam para você) quando voa por uma empresa aérea. Você compra a passagem, despacha suas malas, dirige-se ao portão de embarque e, finalmente, entra no avião, que decola e segue uma rota até seu destino. Após a aterrissagem, você desembarca no portão designado e recupera suas malas. Se a viagem foi ruim, você reclama na agência que lhe vendeu a passagem (esforço em vão). Esse cenário é ilustrado na Figura 1.21.
Já podemos notar aqui algumas analogias com redes de computadores: você está sendo despachado da origem ao destino pela companhia aérea; um pacote é despachado da máquina de origem à máquina de destino na Internet. Mas essa não é exatamente a analogia que buscamos. Estamos tentando encontrar alguma estrutura na Figura 1.21. Observando essa figura, notamos que há uma função referente à passagem em cada ponta; há também uma função de bagagem para passageiros que já apresentaram a passagem e uma função de portão de embarque para passageiros que já apresentaram a passagem e despacharam a bagagem. Para passageiros que já passaram pelo portão de embarque (isto é, aqueles que já apresentaram a passagem, despacharam a bagagem e passaram pelo portão), há uma função de decolagem e de aterrissagem e, durante o voo, uma função de roteamento do avião. Isso sugere que podemos examinar a funcionalidade na Figura 1.21 na horizontal, como mostra a Figura 1.22.
A Figura 1.22 dividiu a funcionalidade da linha aérea em camadas, provendo uma estrutura com a qual podemos discutir a viagem aérea. Note que cada camada, combinada com as camadas abaixo dela, implementa alguma funcionalidade, algum serviço. Na camada da passagem aérea e abaixo dela, é realizada a transferência ‘balcão-de-linha-aérea-balcão-de-linha-aérea’ de um passageiro. Na camada de bagagem e abaixo dela, é realizada a transferência ‘despacho-de-bagagem–recuperação-de-bagagem’ de um passageiro e de suas malas. Note que a camada da bagagem provê esse serviço apenas para a pessoa que já apresentou a passagem. Na camada do portão, é realizada a transferência ‘portão-de-embarque-portão-de-desembarque’ de um passageiro e de sua bagagem. Na camada de decolagem/aterrissagem, é realizada a transferência ‘pista-a-pista’ de passageiros e de suas bagagens. Cada camada provê seu serviço (1) realizando certas ações dentro da camada (por exemplo, na camada do portão, embarcar e desembarcar pessoas de um avião) e (2) utilizando os serviços da camada imediatamente inferior (por exemplo, na camada do portão, aproveitando o serviço de transferência ‘pista-a-pista’ de passageiros da camada de decolagem/aterrissagem).
Uma arquitetura de camadas nos permite discutir uma parcela específica e bem definida de um sistema grande e complexo. Essa simplificação tem considerável valor intrínseco, pois provê modularidade fazendo com que fique muito mais fácil modificar a implementação do serviço prestado pela camada. Contanto que a camada forneça o mesmo serviço para a que está acima dela e use os mesmos serviços da camada abaixo dela, o restante do sistema permanece inalterado quando a sua implementação é modificada. (Note que modificar a implementação de um serviço é muito diferente de mudar o serviço em si!) Por exemplo, se as funções de portão fossem modificadas (digamos que passassem a embarcar e desembarcar passageiros por ordem de altura), o restante do sistema da linha aérea permaneceria inalterado, já que a camada do portão continuaria a prover a mesma função (embarcar e desembarcar passageiros); ela simplesmente implementaria aquela função de maneira diferente após a modificação. Para sistemas grandes e complexos que são atualizados constantemente, a capacidade de modificar a implementação de um serviço sem afetar outros componentes do sistema é outra vantagem importante da divisão em camadas.
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