Entendendo Overhead de Cabeçalho IP na Encapsulamento de Rede

Cada camada de protocolo embrulha o payload com seu próprio cabeçalho — isso é overhead. Pilha típica no Ethernet:

Camada	Protocolo	Tamanho Cabeçalho	Campos-chave
L3	IPv4	20–60 bytes	IP Orig/Dest, Protocolo, TTL, Flags, Opções
L3	IPv6	40 bytes fixo	IP Orig/Dest, Next Header, Hop Limit, Flow Label
L4	TCP	20–60 bytes	Portas, Seq/Ack, Flags, Window, Opções (MSS, SACK, TS)
L4	UDP	8 bytes	Portas, Comprimento, Checksum
L2	Ethernet	14 bytes (+4 VLAN, +8 QinQ)	MAC Dest/Orig, EtherType
L2	Wi-Fi (802.11)	24–36 bytes	Frame Control, Addr 1–4, Seq, QoS, HT/VHT/HE
Túnel	IPsec ESP	8+ bytes + IV/ICV	SPI, Seq, Payload, Pad, Next Header, Auth
Túnel	GRE	4–16 bytes	Flags, Protocolo, Key, Seq, Checksum
Túnel	VXLAN	8 bytes + UDP/IP	VNI, Reservado

Exemplo: Frame Ethernet MTU 1500 bytes carregando TCP/IPv4:
14 (Eth) + 20 (IPv4) + 20 (TCP) = 54 bytes overhead (3,6%). Com IPsec ESP (túnel): + ~50 bytes → ~7%.

Overhead consome largura de banda e CPU (checksum, criptografia). Designers de protocolo minimizam (compressão de cabeçalho: ROHC, 6LoWPAN) preservando garantias de entrega.