Aula 11 — Mergulhando nas Redes

Módulo 2 · Ciclo Comum · IN02 · Aula 11 de 11 · Encerramento

Mergulhando nas Redes

A infraestrutura invisível que sustenta o stack TS + Express + EJS em produção

🌐 TCP/IP

📡 DNS

🔒 TLS

⚡ CDN

🔁 Retry+Backoff

🛡️ Circuit Breaker

📊 Observabilidade

⏱️ Daily — 15 Minutos

Última daily do módulo: o que fechou? o que ficou? o que aprendemos?

15:00

✅ Stack do projeto 🎯 Entrega final 🚧 Bloqueios restantes 📦 Sprint review

📋 Agenda da Aula 11

Estrutura e objetivos da aula de hoje

🕐 Bloco 1 — Autoestudo (revisão e dúvidas)

Recap do material — TCP/IP, DNS, HTTP/1.1/2/3, TLS, cache, CDN.

🕑 Bloco 2 — Instrução (Professor)

Tolerância a falhas, circuit breaker e métricas RED — como fazer um sistema robusto na rede.

🕒 Bloco 3 — Almoço

Pausa para refeição.

🎯 Bloco 4 — Desenvolvimento (Projeto)

Aplicar timeouts, retries com backoff, headers de cache e monitoramento ao projeto.

🗺️ Onde estamos — Aula 11 de 11

Última aula do módulo. O stack está completo; agora o conectamos à internet real.

1

Introdução aos Sistemas Web

Visão geral da stack · cliente-servidor

2

Banco de Dados I · Modelagem ER e SQL

Relações, normalização, DDL

3

Banco de Dados II · CRUD completo

INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE

4

Banco de Dados III · JOINs avançados

JOINs, subconsultas, índices

5

Back-End I · Express + TypeScript

HTTP, rotas, MVC, controllers

6

Back-End II · Camada de dados

Services, repositories, pg

7

Front-End I · EJS e DOM

SSR, templates, manipulação DOM

8

Front-End II · fetch e redes

Async/await, JSON, CORS, APIs

9

Testes e Automação · Jest + Husky

Testes unitários, CI, pre-commit

10

Front-End III · CSS e JS avançado

Variables, Grid, ESM, BEM, Storage

11

Mergulhando nas Redes 🌐 (você está aqui)

TCP/IP, DNS, TLS, CDN, Resiliência

Por que um dev de aplicação precisa entender redes?

Você programa HTTP — mas é TCP/IP que entrega o pacote

🧠 O que você não vê

Quando você chama res.render('home'), o navegador do usuário acabou de passar por:

Resolução DNS de app.empresa.com.br
3-way handshake TCP
Handshake TLS (HTTPS)
Possível CDN no caminho
Load balancer roteando para o seu servidor

🎯 O que muda no seu código

Cache HTTP bem configurado economiza 90% das requisições.
Timeout em chamada externa evita travar o Express inteiro.
Retry com backoff sobrevive a falhas momentâneas.
Idempotência impede cobrança duplicada.
Logs e métricas permitem encontrar o gargalo.

💡 Tese da aula

Redes não são "problema do DevOps". O dev backend que entende TCP, DNS, TLS, cache e tolerância a falhas escreve software significativamente mais robusto e barato de operar.

Modelo TCP/IP — 4 Camadas

Cada camada esconde a complexidade da camada de baixo

📨

4 · Application

HTTP, DNS, SMTP, WebSocket — onde o seu Express vive

Define o protocolo de mensagens entre cliente e servidor.

🚚

3 · Transport

TCP (confiável, ordem garantida) · UDP (rápido, sem garantia)

Portas, segmentação, controle de fluxo, retransmissão.

🌐

2 · Internet

IP (IPv4, IPv6) · roteamento entre redes

Endereçamento e roteamento — entrega o pacote ao host certo.

🔌

1 · Link

Ethernet, Wi-Fi, fibra — quadros físicos

Como os bits viajam no meio físico.

🎯 Para o dev de aplicação

Você toca a camada 4 (Application) diretamente, depende implicitamente da 3 (Transport) para confiabilidade, e quase nunca pensa nas camadas 1 e 2 — até elas falharem.

TCP × UDP · 3-way Handshake

Confiabilidade vs. velocidade — escolha consciente

TCP

Confiável, ordenado, com handshake

3-way handshake (SYN → SYN-ACK → ACK), retransmissão, controle de congestionamento. Base do HTTP/1.1 e HTTP/2.

HTTP, HTTPS, SSH, SMTP, PostgreSQL

UDP

Rápido, sem garantias

Sem handshake, sem retransmissão. Perde pacotes silenciosamente — útil quando latência > perfeição.

DNS query, streaming, jogos, HTTP/3 (QUIC)

Cliente

tem dados para enviar

SYN seq=x

Servidor

aceita conexão

Cliente

recebe SYN-ACK

SYN-ACK seq=y, ack=x+1

Servidor

aguarda ACK

Cliente

conexão estabelecida ✅

ACK ack=y+1

Servidor

conexão estabelecida ✅

DNS — A Lista Telefônica da Internet

Tradução de nome (app.empresa.com.br) → IP (203.0.113.42)

🏷️ Tipos de Registro

A · nome → IPv4
AAAA · nome → IPv6
CNAME · nome → outro nome (alias)
MX · servidor de e-mail do domínio
TXT · texto livre (SPF, DKIM, verificações)
NS · servidores de nome autoritativos
SOA · zona DNS — serial, TTL, autoridade

🔍 Resolução de um nome

Cache do navegador
Cache do sistema operacional
Resolver recursivo (ISP / 1.1.1.1 / 8.8.8.8)
Servidor raiz (.)
Servidor TLD (.br)
Servidor autoritativo (empresa.com.br)
Resposta + cache pelo TTL

⏱️ TTL e Propagação

TTL define por quantos segundos o registro pode ser cacheado. Antes de mudar DNS de produção, baixe o TTL para 60s com 24h de antecedência — assim a troca propaga rápido.

🛠️ Ferramentas

dig app.empresa.com.br · nslookup app.empresa.com.br · dig +trace mostra a resolução completa em cascata.

HTTP — três gerações em produção hoje

1.1, 2 e 3 convivem; o cliente negocia a melhor versão suportada

HTTP/1.1

Texto, uma req por vez na conexão

Headers em texto plano, head-of-line blocking. Persistente com Keep-Alive. Ainda é a base mental para entender o resto.

1997 · TCP · TLS opcional

HTTP/2

Binário, multiplexação, header compression

Várias requests simultâneas em uma única conexão TCP. HPACK comprime headers. Server Push (raramente usado).

2015 · TCP + TLS · ALPN h2

HTTP/3

Sobre QUIC (UDP) — sem TCP

Elimina head-of-line blocking de transporte. Handshake e TLS 1.3 fundidos. Conexão sobrevive a troca de IP (mobile).

2022 · UDP · QUIC · ALPN h3

📌 Métodos e códigos — recap rápido (vimos na Aula 6)

GET lê · POST cria · PUT/PATCH atualizam · DELETE remove. Família 2xx sucesso, 3xx redirecionamento, 4xx erro do cliente, 5xx erro do servidor. Headers que importam hoje: Content-Type, Authorization, Cache-Control, ETag.

TLS Handshake — Como o HTTPS nasce

Integridade + sigilo + autenticação do servidor em ~1-2 RTTs

Cliente (Browser)

"olá, falo TLS 1.3"

ClientHello

Servidor

recebe versões e ciphers

Cliente

valida certificado · verifica CA · checa nome

ServerHello + Certificate

Servidor

envia cert X.509 + chave pública

Cliente

deriva chave de sessão

Key Exchange (ECDHE)

Servidor

deriva mesma chave

🔒 Canal seguro

tudo agora é cifrado AES-GCM

Application Data

🔒 Canal seguro

HTTP corre dentro do TLS

📜 Certificados

DV (Domain Validation) — Let's Encrypt, gratuito via ACME. OV/EV — validação organizacional, pago. Renovação automática a cada 60-90 dias.

⚠️ Por que importa

Sem HTTPS: senhas, cookies de sessão, tokens trafegam em texto puro. Qualquer roteador no caminho lê e modifica. Em 2026, HTTPS é não-negociável.

Cache HTTP — Cache-Control, ETag, 304

A request mais rápida é a que não acontece

resposta-do-servidor

HTTP/1.1 200 OK

Content-Type: text/html; charset=utf-8

Cache-Control: public, max-age=3600

ETag: "a1b2c3d4"

Last-Modified: Mon, 27 Apr 2026 12:00:00 GMT

// próxima request do mesmo recurso:

GET /produtos/42

If-None-Match: "a1b2c3d4"

HTTP/1.1 304 Not Modified

// 0 bytes de body — usa o cache local

max-age

Tempo (s) que o cliente pode reusar

Cache-Control: max-age=3600

public/private

Cacheável por proxies/CDN ou só no navegador

private = só para esse usuário

no-cache

Sempre revalida com servidor (ETag)

no-store = nunca cacheia, nem em disco

ETag

Hash do conteúdo · validação condicional

If-None-Match → 304 Not Modified

🪜 Camadas de cache no caminho

Navegador → CDN → Reverse proxy (nginx) → Aplicação (cache em memória) → Banco. Cada camada que responde é uma camada que o seu Express não precisou tocar.

CDN — Servindo do mais perto possível

Origem fica em um lugar; o conteúdo, em centenas de edges

🏛️ Origem

Seu servidor Express em São Paulo. Fonte da verdade.

🌍 Edge / PoP

Centenas de pontos no mundo. Cacheiam estáticos e HTML elegível.

📱 Usuário

Em Lisboa, Tóquio, Nova York. Recebe do edge mais próximo.

✅ Cache HIT

Edge tem o recurso fresco. Responde direto, em ms. Origem não é tocada.

❌ Cache MISS

Edge busca na origem, guarda e responde. Próxima vez vira HIT.

🧹 Purge

Invalida cache no edge após deploy. API do CDN ou versão no nome do arquivo (app.a1b2.js).

🛒 No mercado

Cloudflare · Fastly · AWS CloudFront · Akamai. Hoje uma CDN também roda edge functions (lógica perto do usuário) e oferece WAF, DDoS protection e análise de tráfego.

Tolerância a Falhas · Retry, Timeout, Idempotência

A rede sempre falha. A pergunta é: como o seu código reage?

timeout-retry.ts

// timeout no fetch interno entre serviços

async function callPayment(orderId: string) {

const ctrl = new AbortController();

const t = setTimeout(() => ctrl.abort(), 3000);

try {

const res = await fetch(url, {

method: 'POST',

headers: { 'Idempotency-Key': orderId },

body: JSON.stringify({ orderId }),

signal: ctrl.signal,

});

return await res.json();

} finally { clearTimeout(t); }

}

TIMEOUT

Sempre. Sem exceção.

Sem timeout, uma chamada lenta trava a thread do Node por minutos. Morte por mil cortes.

RETRY + BACKOFF

Tente de novo, mas espere mais

200ms, 400ms, 800ms · com jitter (ruído aleatório) para evitar thundering herd.

IDEMPOTENCY-KEY

Mesma chave = mesma operação

Servidor remoto sabe que é uma retentativa, não uma compra duplicada.

FALLBACK

Plano B em caso de falha

Retorne dados em cache, mensagem amigável ou degradação parcial — nunca uma stack trace.

Circuit Breaker + Observabilidade RED

Pare de bater na porta fechada · meça o que importa

🛡️ Circuit Breaker — conceito

Como o disjuntor da sua casa: depois de N falhas seguidas, o circuito abre e para de tentar — protegendo o sistema do qual depende.

Closed · tudo normal, requests passam
Open · falhou demais, retorna erro imediato (sem chamar)
Half-Open · após cooldown, tenta uma — se ok, fecha; se falha, abre de novo

🚫 Anti-padrões

Retry infinito (sem teto)
POST sem Idempotency-Key sendo retried
Chamada externa sem timeout
Logar segredo no caderno de bordo

📊 RED — Rate · Errors · Duration

Para cada endpoint do seu Express, três métricas básicas:

Rate

120 req/s

Errors

2.1%

Duration

p99=320ms

🩺 Health checks

Liveness · "estou vivo?" — reinicia o processo se falha.
Readiness · "posso receber tráfego?" — fora do load balancer se DB caiu, sem matar o processo.

OpenTelemetry propaga trace-id pelos serviços e permite ver a request fim a fim.

RM-ODP — As 5 Visões do Sistema

ISO/IEC 10746 · Infraestrutura de rede nas 5 visões

🏢 Enterprise
Disponibilidade do serviço

→

📋 Information
Mensagens HTTP, headers

→

⚙️ Computational
Timeouts, retries, breakers

→

🔧 Engineering
DNS, TLS, CDN, cache

→

💻 Technology
TCP/IP, HTTP/1-3, TLS

Esta aula: Visão Engineering/Technology — entendemos a infraestrutura que sustenta a comunicação na rede.

Esta Aula: Resiliência

RM-ODP · RF, RNF e Artefato — 8 Eixos de resiliência

📌 Requisito Funcional

Sistema continua respondendo com qualidade aceitável mesmo sob falhas parciais e latência variável da rede.

📦 Artefato

⏱️ Timeouts + retries com backoff
🛡️ Circuit breaker + fallback
📊 Métricas RED (Rate, Errors, Duration)

⚖️ RNF — 8 Eixos ISO/IEC 25010

CONF Confiabilidade	✅ Retries + breaker
DES Desempenho	✅ Cache + CDN
SEG Segurança	✅ TLS + headers
SUP Suportabilidade	✅ Métricas RED
PORT Portabilidade	→ DNS-based failover

🛠️ Atividade — Entrega Final do Módulo

Checklist do projeto: 6 itens obrigatórios para o encerramento do Módulo 2

Em grupo · Revise seu projeto e confirme cada item abaixo antes de entregar. Cada ponto representa um conceito que você aprendeu ao longo do módulo.

🔒 HTTPS em Produção

Certificado TLS válido (Let's Encrypt). http:// redireciona para https://. Sem avisos no navegador.

⚡ Cache-Control correto

Assets estáticos com max-age longo. APIs com no-store ou ETag. CDN configurada para estáticos.

🔄 Timeout + Retry

Chamadas a serviços externos com timeout explícito e retry com back-off exponencial + jitter.

📊 Métricas RED

Endpoint /metrics expõe Rate, Errors e Duration. Logs estruturados com nível e correlation-id.

❤️ Health Checks

Rota /healthz responde 200 quando saudável. /ready indica que DB e dependências estão ok.

📄 README + Diagrama

README com instruções de deploy. Diagrama de arquitetura (C4 nível 2) mostrando todos os componentes e fluxos.

🎓

Fim do Módulo 2 — Desenvolvimento Web

Você partiu do "o que é a Web?" e chegou em um sistema TS + Express + EJS + PostgreSQL falando HTTPS, com cache, tolerância a falhas e observabilidade. Você é, oficialmente, um dev web full stack.

✅ Banco modelado e normalizado

✅ Express + TS + pg

✅ MVC 6 camadas

✅ SSR com EJS

✅ Auth e sessões

✅ HTTPS, DNS, cache, CDN

✅ Retry, timeout, idempotência

✅ Observabilidade RED

A entrega final: sistema rodando em domínio próprio com HTTPS válido, métricas RED expostas, retentativas em chamadas externas, README com diagrama de arquitetura, deploy reproduzível.
Próximos módulos: testes automatizados, integrações externas, escalabilidade horizontal, e o projeto integrador de longa duração.

Módulo 2 · Ciclo Comum · Aula 11 de 11 · 🎉 Encerramento