No início das redes
de computadores nos anos de 1980, diversos fabricantes
desenvolveram tecnologias de forma mais ou menos independente
entre si. Na atualidade, com o grande crescimento
na demanda por serviços de voz, dados, vídeo, etc,
e da própria Internet, ocorreram mudanças nas arquiteturas
dessas redes e novas alternativas têm surgido para
atender a demanda do número cada vez maior de usuários
pelo mundo.
Entretanto, alguns
aspectos não mudaram. Todas as arquiteturas de rede
permanecem estruturadas em camadas. Isto se deve ao
distanciamento existente entre os serviços proporcionados
para a transmissão dos sinais e a informação que se
pretende transmitir, ou seja, a comunicação entre
as aplicações de modo confiável e transparente para
seus usuários.
Devido a esse distanciamento
optou-se e manteve-se uma implementação em camadas,
de tal modo que em cada camada sejam dados pequenos
passos no sentido do objetivo final. Assim, ao implementar
uma nova camada, o ponto de partida são os resultados
da camada anterior, notadamente o conjunto de serviços
disponibilizado por essa camada.
Por outro lado, nem
todas as aplicações necessitam do mesmo tipo de serviços;
para alguns tipos de aplicação podem ser suficientes
serviços de menor qualidade. Tratando-se de um modelo
em camadas, essas aplicações podem interagir diretamente
com as camadas inferiores. Por esta razão o conjunto
dos protocolos existentes nas várias camadas recebe
a designação de "pilha de protocolos".
Quando uma camada
N recebe dados – SDU (Service Data Unit) da camada
N+1, a existência de um protocolo obriga à adição
de informação de controle - PCI (Protocol Control
Information) a esses dados. O resultado obtido é o
PDU (Protocol Data Unit) que é então enviado à camada
N -1. No modelo emergente das redes atuais voltadas
para dados, os serviços são transportados por uma
infra-estrutura onde os PDU’s tomam designações especificas,
tais como: "frames", "pacotes",
"datagramas" ou "células".
Em telecomunicações,
toda a informação enviada via rede é dividida em partes
menores que são depois reagrupadas no destino. Os
frames são quadros de dados transmitidos entre os
pontos de uma rede como uma unidade completa, constando
de informações de controle de endereçamento e dos
protocolos necessários. Trata-se de uma unidade utilizada
para o transporte de informações através de uma rede
de computadores e cada tipo físico de rede possui
um formato de frame distinto. Ethernet e ATM são,
por exemplo, dois tipos físicos distintos de redes.
Um frame é composto
basicamente por uma determinada quantidade de informação
como o endereço do remetente (origem) e do destinatário
(destino) e por dados de controle, entre outros. O
frame normalmente é transmitido de forma serial, bit
a bit, contendo um campo de cabeçalho e um campo de
enquadramento de dados. Todavia, convém observar que
existem alguns frames de controle que não contém dados.
Já na gravação e reprodução
de filmes e vídeos, por exemplo, um frame representa
uma única imagem em uma seqüência de imagens que são
gravadas e reproduzidas. Em aplicações de inteligência
artificial, um frame é um conjunto de dados com informações
sobre determinado objeto, processo ou imagem. As informações
ou dados no frame podem conter um outro frame encapsulado
que é utilizado em um protocolo de mais alto nível
ou diferente.
Outro exemplo de PDU
é o pacote. Semelhante ao frame, representa uma unidade
de dados que é roteada entre uma origem e um destino
dentro de uma rede qualquer (Internet, inclusive).
A diferença está que este não depende do tipo físico
da rede. Por exemplo, os pacotes TCP/IP podem trafegar
em qualquer tipo de rede.
Quando a informação
trafega através da rede, ela é primeiramente dividida
em partes. Cada uma dessas partes, que recebe o nome
de "pacotes" é numerada separadamente, incluindo
um endereço de destino na rede. Depois estes pacotes
são colocados em frames. Existem portanto, várias
camadas de controle.
Por exemplo, quando
um arquivo qualquer é enviado através de uma rede,
o protocolo de transmissão divide esse arquivo em
diversas partes com tamanhos predefinidos. Os diferentes
pacotes de um arquivo podem trafegar por diferentes
rotas pela rede de computadores. Quando todos os pacotes
chegarem ao destino, eles serão reagrupados na ordem
correta, retornando a informação ao seu formato original.
Finalmente, temos
o Datagrama. Datagramas ou células são as unidades
de mensagem com as quais protocolos (como o IP) lidam
e são transportados pela rede de computadores. Assim
como acontece com os pacotes, cada datagrama é formado
por um cabeçalho e uma área de dados. Citando a RFC
1594, um Datagrama é "uma entidade de dados completa
e independente que contém informações suficientes
para ser roteada da origem ao destino sem precisar
confiar em permutas anteriores entre essa fonte, a
máquina de destino e a rede de transporte".
Dessa maneira, a operação
no modo datagrama é uma comunicação não confiável,
não sendo usado nenhum tipo de reconhecimento fim
a fim ou entre nós intermediários, nem qualquer tipo
de controle de fluxo. No datagrama, o caminho através
da rede é definido para cada pacote individualmente
e é possível ainda tentar usar sempre o melhor caminho
possível.