Protocolos Internet – TCP/IP

Os protocolos Internet foram desenvolvidos uma década antes do modelo OSI, sendo projetados com base no modelo DOD. Apesar disso, os protocolos Internet podem ser mapeados de acordo com o modelo OSI.

            Os protocolos Internet especificam funções correspondentes às camadas do modelo OSI acima da camada de Link de Dados. As camadas inferiores foram deixadas abertas de propósito para permitir o uso de vários protocolos e diferentes topologias lógicas e tecnologias físicas. Essa foi a chave para o sucesso dos protocolos Internet.

- O TCP/IP é composto de vários protocolos.

- Os protocolos mais importante são o IP e o TCP.

  IP (Internet Protocol)

 Implementação da camada de rede que realiza o endereçamento e a seleção de rotas. O IP, também, fragmenta pacotes em partes menores, se necessário, e os recompõe em uma estação intermediária (normalmente um roteador) ou no host de destino. Cada pacote (também chamado de datagrama IP) é colocado em um cabeçalho do IP e transmitido como um frame pelos protocolos da camada inferior. Dependendo da estrutura da rede, poderá haver vários caminhos disponíveis entre a origem e destino do datagrama. O IP move os datagramas através da rede interligada, com um salto de cada vez, consultando as tabelas de roteamento dinâmico a cada salto. Cada roteador do caminho decide sobre o salto seguinte do datagrama com base nos endereços da rede lógica e dispositivo físico (como fornecido pelo ARP). O IP realiza, também, o controle de uma pequena quantidade de erros através do checksum do cabeçalho. 

ICMP (Internet Control Message Protocol)

 Trabalha com o IP para fornecer informações de controle de erros e outras. Como o IP não tem conexões, ele não pode detectar as condições da rede interligada, como congestionamentos ou falhas de caminho. O ICMP notifica ao IP e aos protocolos das camadas superiores a cerca dos erros no nível da rede e problemas no controle de fluxo.

RIP (Routing Information Protocol)

 Protocolo de descoberta de rota de vetor de distância. As implementações do RIP fazem o broadcasting periódico das tabelas de roteamento através da rede. São listadas as redes de destino e suas distâncias ao roteador em termos de saltos (quantidade de roteadores) que devem ser atravessados. Apesar de sua popularidade, o RIP tem várias deficiências perceptíveis que limitam seu uso em redes grandes e complexas.

Broadcasting - é a capacidade de se enviar uma mesma mensagem para múltiplos usuários simultaneamente.

Nem todas as tecnologias de rede suportam igualmente ou eficientemente o uso de broadcasting.

Por isso, o uso de broadcasting é geralmente limitado ao ambiente de redes locais.

OSPF (Open Short Path First)

 Desenvolvido para resolver os pontos fracos do RIP. O OSPF é um protocolo de descoberta de rotas do estado de conexão que oferece o recurso de descobrir a topologia específica da rede. Tem um desempenho melhor do que o RIP em redes maiores porque facilita o roteamento com base na classe de serviço e no balanceamento de carga.

Os protocolos que constituem a família TCP/IP são:

TCP (Transmission Control Protocol)

Principal protocolo de transporte Internet. Aceita mensagens de qualquer tamanho dos protocolos das camadas superiores e oferece transporte full-duplex orientado por conexão.

UDP (User Datagram Protocol)

É semelhante ao TCP, oferecendo serviços de transporte. No entanto, o UDP não é orientado por conexões e não confirma o recebimento de pacotes, simplesmente aceitando e transportando datagramas. A entrega de datagramas UDP também é realizada, atribuindo o endereço de uma porta. O UDP, normalmente, transfere dados mais rapidamente do que o TCP, pois não tem a sobrecarga em fazer e desfazer conexões, controlar o fluxo de dados e realizar outras funções do TCP.

ARP (Address Resolution Protocol)

Esse protocolo Internet usa uma combinação de endereços do dispositivo físico e da rede lógica para formular um endereço IP. Nomes lógicos também podem ser atribuídos aos nós, facilitando a interação entre as pessoas. O ARP determina endereços IP numéricos com base no nome de um dado nó. Por exemplo, as camadas superiores dos protocolos Internet apresentam um pacote com dados ao IP e o nome do nó de destino. O ARP usa pacotes de broadcast, ou uma tabela de cache de pesquisas anteriores, para determinar o endereço IP que é exigido pelos protocolos da camada de Link de Dados, possibilitando o envio dos dados.

DNS (Domain Name System)

Sistema de banco de dados distribuído que faz a resolução endereço/nome para as aplicações do cliente. Os servidores DNS mantêm a estrutura hierárquica de nome para que os hosts individuais possam usar nomes lógicos para identificação de pessoas.

FTP (File Transfer Protocol)

Permite que um usuário transfira arquivos entre computadores da rede. O FTP oferece uma variedade de possibilidades de conexão à rede, inspeção de diretórios, manipulação de arquivos, execução de comandos e outras funções de controle de sessão. Além disso, o FTP pode ser usado para mover arquivos entre sistemas operacionais locais diferentes, pois oferece uma estrutura de pedido de arquivo genérica independente dos sistemas operacionais locais.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

 Protocolo de roteamento de correio eletrônico que usa o TCP e o IP para rotear mensagens de correio entre hosts da rede. O SMTP não oferece uma interface com o usuário do correio local. Para gravar mensagens, estabelecer caixas postais e entregar correspondências a usuários locais, deve-se usar uma interface de correio local (aplicação do usuário).

TELNET (Remote Terminal Emulation)

 Permite que usuários acessem os aplicativos com base em hosts na rede, com PCs funcionando como terminais burros. Assim como o FTP, o TELNET oferece conectividade entre sistemas diferentes, sendo uma das aplicações de rede mais usadas.

NFS (Network File System)

  O NFS permite que usuários de computadores e sistemas operacionais diferentes acessem sistemas de arquivos remotos sem que eles tenham que aprender novos comandos específicos da rede. Depois que os sistemas estão configurados de forma adequada com o NFS, os sistemas de arquivo remotos parecem fazer parte do ambiente do computador local.

Tecnologia Ethernet

É a tecnologia de rede local predominante no mercado;

Topologia original em barra;Pode usar cabo coaxial, par trançado ou fibra ótica;Padrão original desenvolvido por Intel, Xerox e Digital, servindo posteriormente como base para o padrão IEEE 802.3.

Roteamento

Roteadores ou gateways são elementos que possibilitam a interconexão de duas redes físicas distintas.

Roteamento é o processo de escolha da rota que uma mensagem irá realizar a partir de uma origem até o seu destino.

Atividades básicas do roteador:

•    Determinação das melhores rotas

- Os algoritmos de roteamento inicializam e mantêm tabelas de roteamento para ajudar na determinação da melhor rota;

- A tabela de roteamento apresenta relações do tipo destino/próximo hop e a conveniência deste caminho;

- Estas informações são constantemente trocadas entre roteadores.

•    Transporte de pacotes (switching)

      - O roteador examina o endereço destino e determina se sabe passar adiante o pacote, muda o endereço físico, e transmite o pacote.

Requisitos do roteador

- Conhecer a topologia da subrede e escolher os caminhos adequados dentro dela.

- Cuidar para que algumas rotas não sejam sobrecarregadas, enquanto outras fiquem sem uso.

- Resolver os problemas que ocorrem quando origem e destino estão em redes diferentes.