Como PCs e smartphones conseguem se comunicar
Quando você abre um site, envia uma mensagem ou vê um vídeo em um PC ou smartphone, processos de comunicação são executados dentro do dispositivo.
Do ponto de vista humano, a comunicação parece muito simples.
Abrir uma URL no navegador. Pesquisar. Enviar uma mensagem. Fazer upload de uma imagem. Reproduzir um vídeo.
Mas, na realidade, um aplicativo não está se comunicando para fora sozinho e por conta própria.
A comunicação acontece pela cooperação entre o aplicativo, o OS, as funções de rede do dispositivo, roteadores Wi-Fi, estações rádio-base e outros elementos.
Este artigo explica como a comunicação começa dentro de um PC ou smartphone e como ela é enviada para redes externas.
Os mecanismos detalhados de endereços IP, DNS, HTTP/HTTPS, TCP/UDP, registros de comunicação e outros temas são tratados em artigos separados.
Como PCs e smartphones começam a comunicação
Em muitos casos, a comunicação começa com uma operação em um aplicativo.
Por exemplo, pense em abrir um site no navegador.
Quando você clica em um resultado de busca ou digita uma URL, o navegador cria o conteúdo da comunicação: "quero abrir este site".
O mesmo acontece ao enviar um texto em um aplicativo de mensagens.
Quando você digita um texto e pressiona o botão de envio, o aplicativo cria o conteúdo da comunicação: "quero enviar esta mensagem".
Ao fazer upload de uma imagem, é criado o conteúdo de comunicação "quero enviar estes dados de imagem".
Ao ver um vídeo em um aplicativo de vídeo, é criado o conteúdo de comunicação "quero receber estes dados de vídeo".
Ou seja, o primeiro gatilho da comunicação é o aplicativo criar "o conteúdo que quer trocar com o exterior".
No entanto, o aplicativo não se comunica diretamente, por si só, com servidores do mundo todo.
O conteúdo de comunicação criado pelo aplicativo é entregue ao OS.
Aplicativos criam o conteúdo que querem comunicar
Aplicativos são navegadores, aplicativos de mensagens, aplicativos de redes sociais, aplicativos de vídeo, aplicativos de mapas, aplicativos de jogos e similares.
Esses aplicativos se comunicam com o exterior conforme necessário.
O navegador se comunica para obter páginas web.
Aplicativos de mensagens se comunicam para enviar e receber textos, imagens, áudio, arquivos e outros dados.
Aplicativos de mapas se comunicam para obter dados de mapas e informações de rotas.
Aplicativos de vídeo se comunicam para receber dados de vídeo.
Dessa forma, os aplicativos criam o conteúdo da comunicação: "o que querem enviar" e "o que querem receber".
Mas a comunicação não se completa apenas com o aplicativo.
O aplicativo pede ao OS: "envie esta comunicação para fora".
O ponto importante aqui é que a comunicação não é uma ação do aplicativo isolado, mas algo realizado usando o mecanismo do dispositivo como um todo.
O OS tem o papel de enviar a comunicação para fora
O OS é o software básico que gerencia todo o PC ou smartphone.
Em PCs, há OS como Windows, macOS e Linux.
Em smartphones, há Android e iOS.
O OS gerencia inicialização de aplicativos, gerenciamento de arquivos, exibição na tela, operações de teclado e toque, segurança, funções de rede e outros aspectos.
A comunicação também é uma das funções importantes gerenciadas pelo OS.
Quando um aplicativo cria o conteúdo que quer comunicar, o OS recebe essa solicitação de comunicação.
Depois, ele processa qual função de rede deve ser usada para enviá-la para fora.
Por exemplo, se o dispositivo está conectado ao Wi-Fi, o OS envia a comunicação para fora usando o Wi-Fi.
Se o smartphone está usando uma conexão móvel, o OS usa a função de comunicação móvel.
Se o PC está conectado por um cabo LAN, ele usa a LAN cabeada.
Além disso, se uma estiver sendo usada, essa comunicação também pode ser processada para passar pela VPN.
Dessa forma, o OS recebe solicitações de comunicação dos aplicativos e tem o papel de enviá-las para fora usando as funções de rede do dispositivo.
A comunicação não é "o aplicativo saindo para fora sozinho".
O fluxo é: o aplicativo cria o conteúdo da comunicação, o OS o recebe e o envia para o exterior usando funções de rede.
Dispositivos têm funções para se comunicar
PCs e smartphones têm funções para se comunicar com o exterior.
Em um PC, há adaptadores Wi-Fi e portas LAN cabeadas.
Um adaptador Wi-Fi é uma peça para se comunicar usando ondas de rádio Wi-Fi.
Uma porta LAN cabeada é uma conexão para se comunicar usando um cabo LAN.
Em um smartphone, há funções de Wi-Fi e funções de comunicação móvel.
Ao usar Wi-Fi, o smartphone se comunica com um roteador Wi-Fi próximo.
Ao usar comunicação móvel, o smartphone se comunica com uma estação rádio-base próxima.
Com essas funções de comunicação, PCs e smartphones conseguem se conectar a redes externas.
No entanto, PCs e smartphones não estão, sozinhos, conectados diretamente a servidores do mundo todo.
O dispositivo primeiro envia a comunicação para um equipamento de rede próximo.
No Wi-Fi de casa, ele primeiro envia a comunicação para o roteador Wi-Fi.
Na comunicação móvel de um smartphone, ele primeiro envia a comunicação para uma estação rádio-base próxima.
Na LAN cabeada, ele envia a comunicação por um cabo LAN para um roteador ou equipamento de rede.
A partir daí, a comunicação avança pela rede da operadora de comunicação e pelas rotas da Internet até o destino.
As informações são tratadas como dados de 0 e 1
Aqui, vejamos também como as informações são tratadas dentro do dispositivo.
Do ponto de vista humano, as informações têm várias formas.
Texto. Imagens. Áudio. Vídeo. Arquivos. Operações de aplicativos.
No entanto, os computadores não as entendem da mesma forma que as pessoas.
Computadores tratam texto, imagens, áudio e outros elementos como dados numéricos.
A base disso são o 0 e o 1.
Por exemplo, a letra inglesa "A" pode ser representada, em um código de caracteres comum, como uma sequência de 0 e 1: 01000001.
Mesmo que para as pessoas ela pareça a letra "A", dentro do computador ela é tratada como dados numéricos definidos.
Imagens são iguais.
Uma imagem é um conjunto de muitos dados de cor e luminosidade.
Mesmo que na tela pareça uma foto ou uma ilustração, dentro do computador ela é tratada como um conjunto de números que indicam qual cor exibir em qual posição.
Áudio também é igual.
As pessoas ouvem áudio como som.
Mas, dentro do computador, ele é tratado como um conjunto de números obtidos ao medir ondas sonoras em pequenos pedaços.
Ou seja, textos, imagens, áudio e vídeo são tratados como dados dentro do dispositivo, e sua base é uma combinação de 0 e 1.
0 e 1 são enviados como sinais
No entanto, os números 0 e 1 não voam exatamente assim pelo ar ou dentro dos cabos.
0 e 1 são uma representação usada pelos computadores para manipular informações.
Na comunicação real, dados de 0 e 1 são enviados como sinais elétricos, de luz, de rádio e similares.
Na LAN cabeada, as informações são enviadas como sinais elétricos pelo cabo.
Na fibra óptica, as informações são enviadas como sinais de luz.
No Wi-Fi e na comunicação móvel, as informações são enviadas como mudanças nos sinais de rádio.
Ou seja, os dados criados dentro do dispositivo são convertidos em sinais físicos quando são enviados para fora.
Nesse momento, informações correspondentes a 0 e 1 são representadas por estados altos e baixos de eletricidade, mudanças na luz, mudanças nas ondas de rádio e outros elementos.
Comunicação não é apenas apertar um botão na tela.
Ela acontece porque o aplicativo cria dados, o OS os processa, a função de comunicação do dispositivo os converte em sinais, e esses sinais são enviados para equipamentos de rede.
Por que 0 e 1 são usados
Uma grande razão para os computadores usarem 0 e 1 é que, para as máquinas, é fácil julgar dois estados de forma estável.
Para uma máquina, distinguir dois estados é relativamente simples.
Por exemplo, se a tensão elétrica está baixa ou alta.
Se não há sinal ou se há sinal.
Se está abaixo ou acima de certo critério.
Com dois níveis assim, a máquina consegue julgar de forma mais estável.
Se tentássemos representar informações com estados detalhados, como 10 níveis, a máquina teria que distinguir pequenas diferenças com precisão.
Mas, na comunicação real, há ruído.
Sinais elétricos podem sofrer interferências.
Ondas de rádio podem ser afetadas por outras ondas de rádio.
Quando a distância aumenta, o sinal também pode enfraquecer.
Nesses ambientes, distinguir dois níveis, 0 ou 1, é mais estável do que distinguir 10 níveis finos.
O desenho que trata a informação dividindo-a em dois estados, 0 e 1, é fácil de manipular para computadores e equipamentos de comunicação, e é uma representação mais fácil de julgar mesmo em ambientes reais com ruído.
Por isso, computadores tratam informações como combinações de 0 e 1.
O dispositivo primeiro envia a comunicação para um equipamento próximo
Quando um PC ou smartphone se comunica, o dispositivo primeiro envia a comunicação para um equipamento de rede próximo.
Ao usar Wi-Fi em casa, na escola ou no trabalho, o PC ou smartphone primeiro se comunica com o roteador Wi-Fi.
Depois disso, a comunicação avança do roteador Wi-Fi para a rede da operadora de comunicação e, em seguida, por rotas da Internet até o servidor de destino.
Ao usar comunicação móvel em um smartphone, o smartphone primeiro se comunica com uma estação rádio-base próxima.
Depois disso, passa pela rede da empresa de comunicação móvel e segue para o destino na Internet.
Ao usar LAN cabeada, a comunicação é enviada do PC por um cabo LAN para um roteador ou equipamento de rede.
Esse fluxo pode ser organizado de forma simples assim:
- Você opera um aplicativo
- O aplicativo cria o conteúdo que quer comunicar
- O OS recebe a solicitação de comunicação
- O OS usa a função de rede do dispositivo para enviá-la para fora
- Sinais são enviados por Wi-Fi, comunicação móvel, LAN cabeada e outros meios
- Primeiro chegam a equipamentos próximos, como um roteador Wi-Fi ou uma estação rádio-base
- A partir daí, avançam para uma rede externa
Dessa forma, a comunicação não se completa apenas no dispositivo.
Aplicativos, OS, funções de comunicação do dispositivo, roteadores, estações rádio-base, redes de operadoras de comunicação e outros elementos cooperam entre si.
A comunicação não é determinada por uma única peça
Como organizado nesta página, a comunicação de PCs e smartphones não é determinada por uma única peça.
O aplicativo cria o conteúdo que quer comunicar.
O OS recebe essa solicitação de comunicação e a envia para fora usando funções de rede.
A função de comunicação do dispositivo converte dados em sinais elétricos, de luz, de rádio e similares.
Roteadores Wi-Fi e estações rádio-base conectam esses sinais a redes externas.
Dessa forma, a comunicação é formada por várias camadas.
Por isso, ao entender como a comunicação funciona, não basta vê-la de forma ampla como "o navegador está se comunicando" ou "o smartphone está se comunicando".
Na realidade, por trás disso, o aplicativo, o OS, as funções de comunicação do dispositivo e os equipamentos de rede ao redor têm cada um o seu papel.
Com essa perspectiva, também fica mais fácil entender depois endereços IP, DNS, HTTP/HTTPS, TCP/UDP, VPN, WebRTC e temas semelhantes.
Uma perspectiva importante para aprender anonimato
Ao pensar em anonimato, muitas pessoas prestam atenção no navegador.
É claro que o navegador é importante.
Ao acessar sites, o navegador se comunica com o exterior.
Dependendo das configurações do navegador, as informações visíveis para o exterior também podem mudar.
No entanto, olhar apenas para o navegador não é suficiente.
Na comunicação real, aplicativos, OS, configurações de rede, Wi-Fi, linhas móveis, configurações de DNS, configurações de VPN e outros elementos estão envolvidos.
Por exemplo, mesmo que você esteja atento ao anonimato no navegador, outro aplicativo pode estar se comunicando.
O próprio OS também pode realizar comunicações para verificar atualizações, sincronizar horário e fins semelhantes.
As configurações de DNS também mudam para onde as consultas de resolução de nomes são enviadas.
Mesmo que você ache que está usando uma VPN, se as configurações forem insuficientes, comunicações não pretendidas podem sair pela conexão normal.
Além disso, navegadores têm funções como WebRTC que, dependendo das configurações, podem levar a vazamentos de informações de rede.
Dessa forma, para pensar em anonimato, é necessário olhar não apenas para "o navegador", mas para "como o dispositivo inteiro está se comunicando".
Para entender configurações do navegador, configurações de DNS, configurações de VPN, vazamentos de WebRTC e temas semelhantes, é importante primeiro compreender de onde a comunicação do dispositivo começa e como ela sai para fora.
Resumo
A comunicação de PCs e smartphones começa com operações em aplicativos.
Abrir um site no navegador.
Enviar texto em um aplicativo de mensagens.
Fazer upload de uma imagem.
Ver um vídeo.
Quando você realiza operações desse tipo, o aplicativo cria o conteúdo que quer comunicar.
Esse conteúdo de comunicação é entregue ao OS.
O OS envia a comunicação para fora usando funções de rede como Wi-Fi, LAN cabeada e comunicação móvel.
A função de comunicação do dispositivo envia os dados como sinais elétricos, de luz, de rádio e similares.
E esses sinais chegam primeiro a equipamentos próximos, como um roteador Wi-Fi ou uma estação rádio-base, e a partir daí avançam para redes externas.
Além disso, dentro do dispositivo, informações como texto, imagens, áudio e vídeo são tratadas como dados numéricos.
A base disso são o 0 e o 1.
0 e 1 são usados como base dos computadores e da comunicação porque as máquinas conseguem julgá-los de forma estável e eles são relativamente resistentes a ruído.
O ponto importante neste artigo é que a comunicação não é "o aplicativo saindo para fora sozinho".
A comunicação só acontece quando aplicativo, OS, funções de rede do dispositivo, roteadores Wi-Fi, estações rádio-base e outros elementos cooperam entre si.
Essa perspectiva também é importante para aprender anonimato.
Ao pensar em anonimato, é necessário olhar não apenas para o navegador, mas também para aplicativos, OS, configurações de rede, Wi-Fi, linhas móveis, configurações de DNS, configurações de VPN e outros elementos.
Entender como a comunicação começa dentro de um PC ou smartphone e como ela sai para fora é a base para entender redes e anonimato.
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