Rede e protocolos

Uma rede de computadores é, no fundo, um jeito de duas máquinas trocarem sequências de bytes entre si. Pra isso funcionar em escala global, existem camadas de protocolo — cada uma resolve um problema específico.

Endereço IP e porta

IP: identifica uma máquina na rede, como um endereço postal — único, público, qualquer máquina na internet consegue tentar falar com ele. Existem IPs privados (por exemplo, a faixa 172.18.0.0/16, comumente usada por redes internas de Docker) que só funcionam dentro de uma rede local — a internet não sabe rotear pra eles diretamente.

Porta: um número de 0 a 65535 que identifica qual serviço, dentro de uma máquina, deve receber os dados. Uma máquina tem um IP só, mas roda dezenas de serviços diferentes — a porta diferencia "essa conexão é pro banco" (normalmente 5432, no caso do Postgres) de "essa é pro servidor web" (normalmente 443). Uma porta "aberta" ou "fechada" é sobre o firewall permitir ou não tráfego chegando nela — ver Kernel, netfilter e firewall.

Pacote: dado não viaja inteiro de uma vez — é quebrado em pedaços pequenos, cada um com um cabeçalho dizendo origem, destino e número de sequência, pra poderem ser remontados na ordem certa do outro lado, mesmo chegando fora de ordem ou parcialmente perdidos.

TCP vs. UDP

TCP: confiável. Antes de mandar dado de verdade, as duas pontas fazem um "aperto de mão" (3-way handshake) confirmando que ambas estão prontas. Cada pacote é confirmado — se um se perde, é reenviado. Mais lento que UDP, mas garante entrega e ordem. A grande maioria do tráfego de aplicação web usa TCP: SSH, HTTP/HTTPS, conexão de banco de dados.

UDP: "manda e esquece" — não confirma entrega, não garante ordem. Mais rápido, usado onde perder um pacote ocasional não é grave (streaming, jogo online, DNS).

DNS — como um nome vira um IP

Ninguém digita um IP no navegador — digita um domínio. O DNS traduz nome → IP, como uma agenda telefônica distribuída globalmente. Um domínio real na prática comum não aponta direto pro IP do servidor de origem — aponta pros IPs de um provedor de CDN/proxy (ver Proxy reverso e CDN), que sabe repassar o tráfego pro servidor real por trás, permitindo filtrar tráfego malicioso antes mesmo de chegar lá.

Cliente e servidor

Cliente: quem inicia a conexão pedindo algo (um navegador, um app mobile). Servidor: quem espera conexões e responde. Uma mesma máquina pode ser cliente de um serviço e servidor de outro ao mesmo tempo — um servidor de aplicação é servidor pros usuários finais, mas é cliente quando faz upload de um arquivo pra um serviço de armazenamento externo, por exemplo.

Leitura de apoio

• High Performance Browser Networking — Ilya Grigorik — TCP, TLS e performance de rede no navegador, em profundidade.
• MDN — An overview of HTTP — onde HTTP se encaixa em cima de tudo isso.