LIVRO - REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS - LEITURA

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REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS    
Renato Cividini Matthiesen
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CONHECENDO A DISCIPLINA 
Caro aluno, o conhecimento em redes e sistemas distribuídos pode ser considerado
vital para um pro�ssional de Tecnologia da Informação (TI). O que se caracterizava
por uma disciplina da área computacional no passado acabou por se tornar uma
área essencial para, praticamente, todas as atividades pro�ssionais e sociais. A
interligação de sistemas em redes forjou o modelo de sistemas globalmente
distribuídos da atualidade e que vêm se expandindo com o conceito de Internet of
Things (IoT) ou Internet das Coisas, que amplia, ainda mais, a área de redes e
sistemas distribuídos.
Atualmente, o cenário social faz uso intenso de redes de computadores e aplicações
distribuídas, o que leva o pro�ssional especializado em redes a atuar em diversos
segmentos. Seja na con�guração de sistemas para redes locais em uma empresa,
seja em uma residência, na atuação em infraestrutura de redes metropolitanas ou
desenvolvendo projetos e sistemas de maior abrangência dentro de instâncias da
rede mundial de computadores, as redes oportunizam atividades técnicas em uma
escala ampla.
Para o pro�ssional de TI, as aplicações do conhecimento da disciplina são diversas e
abarcam estudos e planejamentos de infraestrutura física, implantação de sistemas
de redes, con�guração de servidores e serviços, assim como a programação de
aplicações distribuídas.
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Neste livro, serão trabalhadas competências essenciais para entendimento e
re�exões a respeito das tecnologias em rede. As competências transitam entre
reconhecer conceitos, analisar cenários, planejar, implantar e programar soluções
computacionais distribuídas.
Na unidade 1, Redes de computadores e seus protocolos, você reconhecerá
conceitos e tecnologias de redes, arquiteturas de operação, topologias, hardware e
infraestrutura de rede. Você, ainda, verá modelos de referência e protocolos de
comunicação em redes caracterizados por suas funções e exempli�cados com
práticas operacionais em redes.
Na unidade 2, Arquitetura e tecnologia de redes, serão abordados a avaliação e o
planejamento de redes e sub-redes com de�nição de endereçamento IP (Internet
Protocol), sistemas de nomes de domínios e padrões de transmissão de dados pela
tecnologia Ethernet. A gerência do desempenho de redes, a con�guração e a
contabilização também serão abordadas. Esse é um capítulo técnico e com
aplicações práticas que o ajudarão a se preparar para a gestão de redes.
Na unidade 3, Sistemas distribuídos, será apresentado o conceito de sistemas
distribuídos, a sua classi�cação e alguns exemplos. Você conhecerá a
funcionalidade de processos e threads, processos cliente-servidor, comunicação
entre processos e sockets, bem como verá aspectos de projetos de sistemas
distribuídos com escalabilidade, heterogeneidade, segurança e tolerância a falhas. 
Na unidade 4, Virtualização e Conteinerização, serão vistos conceitos e práticas
de virtualização e conteinerização em sistemas distribuídos, simulando sistemas
com a ferramenta Docker para monitoramento e aplicações distribuídas.
A disciplina de Redes e Sistemas Distribuídos traz um conteúdo altamente
importante e de aplicações imediatas em praticamente todas as disciplinas de
cursos de tecnologia, bem como deverá servir de suporte para o desenvolvimento
de atividades pro�ssionais, independentemente da área de especialização escolhida
por você.
Seja muito bem-vindo ao mundo das redes e dos sistemas distribuídos.
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NÃO PODE FALTAR
O MODELO DE REFERÊNCIA OSI E TCP/IP
Renato Cividini Matthiesen
PRATICAR PARA APRENDER 
Caro aluno, esta seção trará a você informações importantes a respeito da
organização dos protocolos e serviços de comunicação em redes de computadores
dentro de uma estrutura em camadas chamada de modelo de referência.
O MODELO DE REFERÊNCIA E OS PROTOCOLOS DE REDES DE COMPUTADORES
Apresentação do modelo de referência ISO/OSI e TCP/IP como modelos de referência que
classi�cam e organizam os protocolos de rede em camadas virtuais que regem toda a
comunicação em redes e garantem a interoperabilidade de sistemas computacionais
distribuídos.
Fonte: Shutterstock.
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Você será apresentado ao modelo de referência International Organization for
Standardization/Open Systems Interconnection (ISO/OSI), que está estruturado em
um conjunto de sete camadas hierárquicas que alocam os protocolos de
comunicação conforme sua operação na rede. Em seguida, você conhecerá uma
arquitetura que traz um conjunto de protocolos utilizados na estrutura de redes e
da internet chamado de Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP),
que, apesar do nome, não representa apenas dois protocolos e sim um conjunto de
quatro camadas que, a exemplo do modelo OSI, também alocam os protocolos de
rede de computadores pertinentes a cada nível de referência aos serviços de rede.
Com essas informações, você será capaz de organizar o conhecimento sobre os
protocolos de rede e serviços de rede de forma a serem independentes, ou seja,
que promovam a interoperabilidade entre diferentes sistemas de hardware e
software dentro do cenário das redes de computadores.
Você poderá compreender que o conceito de encapsulamento é utilizado em um
sistema de redes de computadores de forma que um computador, com um
hardware especí�co, com seu sistema operacional também especí�co, possa se
comunicar com outro hardware e sistema operacional diferentes em um sistema de
rede, pois os dados que trafegam entre as diferentes camadas de rede recebem
cabeçalhos com dados adicionais que os preparam para adequada interpretação
nos níveis superiores ou inferiores e, assim, podem ser transmitidos dentro de um
ambiente tecnologicamente heterogêneo.
Você foi contratado como consultor para avaliar um cenário de tecnologia de redes
de computadores, propor uma breve explicação sobre a organização e a utilização
de protocolos de rede para uma empresa e conduzir os seus principais gestores de
tecnologia a buscarem investimentos na área tecnológica para absorção de Internet
of Things (IoT) ou Internet das Coisas em seus sistemas industriais.
A empresa que contratou sua consultoria desenvolve projetos de automação
industrial em diversas áreas de produção e controle de suas linhas de produção e
está buscando soluções de conectividade de sensoriamento de atividades de
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produção mediante emergente conceito de IoT, que permite que sensores diversos
sejam instalados em dispositivos também diversos.
Seu trabalho consiste em gerar um relatório chamado Relatório do projeto de
redes: análise de protocolos para elucidar e conduzir investimentos em tecnologias
emergentes que contribuam com a automação de processos e o enriquecimento de
sistemas de Business Intelligence (BI) com informações mais detalhadas e precisas
sobre as linhas de produção da indústria em questão. Esse relatório deve trazer a
descrição das camadas do modelo de referência TCP/IP com as suas devidas
funções, que serão operacionalizadas pelos protocolos de rede.
O estudo de modelos de referência em camadas levará o pro�ssional a compreender e
vivenciar o conceito de independência de tecnologias de hardware e software dentro de
sistemas de redes de computadores. Sua correta compreensão, facilitará uma organização
didática e prática dos diversos protocolos de comunicação de sistemas em redes.
CONCEITO-CHAVE
Caro aluno, vamos iniciar nossos estudos sobre o modelo de referência e os
protocolos de redes de computadores. Tais estudos são fundamentais para o
entendimento de como os diversos dispositivos e sistemas se comunicam em uma
rede de computadores, como se dá essa troca de informações e como os serviços e
as aplicações são oferecidos em uma rede de computadores.
Padrões de comunicação são de extrema importância quanto à transmissão de
dados entre computadores e sistemas em uma rede de computadores,
principalmente quando vemos a quantidade e a diversidade de dispositivos e
sistemas conectados à internet hoje. Antes da criação de um modelo de referência,
quando uma empresa desejava desenvolver uma solução de computação em rede,
ela precisava construir um sistema de informação baseado no conjunto de
hardware, software, redes, dados e serviços, e todos baseados em tecnologias
homogêneas, ou seja, era preciso que os computadores, os sistemas operacionais,
os cabos e as aplicações, por exemplo, utilizassem tecnologias padronizadas entre
os diferentes hosts (computadores) conectados a uma rede.
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Com a evolução da tecnologia e o aumento de dispositivos de um sistema de
informação, houve a necessidade de se desenvolver um modelo que possibilitasse
que diferentes tecnologias interoperassem dentro de uma rede de computadores,
o que exigiu que as tecnologias de rede fossem divididas em camadas ou níveis e
organizadas em um modelo de referência. Nesse cenário, a ISO normatizou um
modelo de camadas de protocolos chamado OSI, que se tornou o modelo de
referência ISO/OSI para os sistemas de redes de computadores, sobretudo para
organização e interoperação dos protocolos de rede. Esse modelo foi originalmente
organizado em sete camadas (aplicação, apresentação, sessão, transporte, rede,
enlace e física) com funções bem de�nidas, conforme sua nomenclatura. Conforme
a�rmam Kurose e Ross (2013, p. 36-37), cada protocolo de rede pertence a uma das
camadas do modelo, e uma camada de protocolo pode ser executada em
softwares, hardware ou em uma combinação de ambos. A Figura 1.19 apresentada
a seguir nos mostra a estrutura de camadas do modelo OSI.
Figura 1.19 | Modelo OSI
Fonte: elaborada pelo autor.
De acordo com Tanenbaum (2011), as funções das camadas são as seguintes:
Camada de aplicação: camada mais próxima do usuário em que ocorre a
comunicação; responsável por operacionalizar os sistemas de
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informação/aplicativos, de�nindo como ocorre a comunicação entre esses
sistemas e os usuários e como as informações devem ser transmitidas e
recebidas via protocolos existentes. Um exemplo de protocolo dessa camada é
o Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), utilizado para sistemas baseados em
hipertexto no universo da World Wide Web (WWW) e acessado via navegadores
(browsers).
Camada de apresentação: responsável por de�nir a apresentação e a
formatação dos dados. Essa camada tem por objetivo a compreensão dos
dados, considerando a sintaxe e a semântica das informações transmitidas pela
rede, direcionando os dados para aplicações �nais na camada de aplicação.
Camada de sessão: essa camada permite que os usuários, em diferentes hosts
ou em uma instância de navegador, como software de aplicação, estabeleçam
sessões de comunicação entre as aplicações.
Camada de transporte: essa camada tem como função básica aceitar dados
da camada acima, dividi-los em unidades menores e determinar o tipo de
serviço a ser executado com um protocolo orientado à conexão ou com um
protocolo não orientado à conexão. O Transmission Control Protocol (TCP) e o
User Datagram Protocol (UDP) são exemplos de protocolos dessa camada.
Camada de rede: essa camada tem como objetivo controlar as operações da
sub-rede, identi�cando e gerenciando a maneira como os pacotes de dados são
roteados do host de origem até o host de destino e realizando, também, o
endereçamento lógico dos hosts de rede. Um exemplo de protocolo dessa
camada é o Internet Protocol (IP).
Camada de enlace: essa camada tem como tarefa principal transformar um
canal de comunicação em uma linha de dados livre de erros. Alguns exemplos
de protocolos dessa camada são o IEEE 802.3 para redes cabeadas e o IEEE
802.11 para redes wireless, Asynchronous Transfer Mode (ATM) e Frame Relay.
Camada física: camada que trata a transmissão de sinais, o meio físico e onde
está situada toda a parte de hardware da rede, como placas, switches,
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conectores, cabos, entre outros.
Conforme a�rma Tanenbaum (2011), o modelo OSI segue os seguintes princípios:
uma camada deve ser criada onde houver necessidade de outro grau de abstração;
cada camada deve executar uma função bem de�nida; a função de cada camada
deve ser escolhida tendo-se em visa a de�nição de protocolos; e os limites de cada
camada devem ser escolhidos para minimizar o �uxo de informações.
Os dados transmitidos em um sistema de redes são chamados de “carga útil” ou
payload, conforme Kurose e Ross (2013). Para cada camada, os dados (ou carga útil)
adicionados de informações de cada camada recebem nomes diferentes.
Considerando-se o modelo OSI, os dados da camada física são chamados de bits, os
dados na camada de enlace são chamados de quadros (frame), os dados na
camada de rede são chamados de datagramas (pacotes), os dados na camada de
transporte são chamados de segmentos ou, tecnicamente, de Transport Protocol
Data Unit (TPDU), os dados na camada de sessão são chamados de Section Protocol
Data Unit (SPDU), na camada de apresentação de Presentation Protocol Data Unit
(PPDU) e, por �m, na camada de aplicação de mensagem ou Application Protocol
Data Unit (APDU).
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Figura 1.20 | Terminologia de dados nas camadas do modelo OSI
Fonte: elaborada pelo autor.
ENCAPSULAMENTO 
No conceito de arquitetura em camadasdos modelos de referência, a operação de
transportar dados entre as diferentes camadas de forma controlada, independente
e com dados adicionais de controle é chamada de encapsulamento. De forma geral,
essa técnica adiciona um cabeçalho com informações adicionais quando um dado é
encaminhado a outro nível, ou seja, para outra camada do modelo de referência ou
para outros protocolos de rede. Os diferentes nomes para os dados que trafegam
nas camadas de rede são dados aos que chamamos de dados + cabeçalho. Pense
em uma analogia para encapsulamento considerando que uma carta enviada por
você chega até uma agência de correios da cidade com um conteúdo e os devidos
dados, porém, como a carta é direcionada a outro estado, é colocada dentro de
outro pacote com mais informações que, por ser destinado a outro país e com
outros modelos de gestão das informações e de distribuição das cartas, é colocado
novamente em outro envelope com mais informações detalhadas. A Figura 1.21
ilustra o caminho que um dado percorre, como é formado e seus respectivos
nomes.
Figura 1.21 | Conceito de encapsulamento de dados representado nas camadas de referência
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Fonte: Kurose; Ross (2013, p. 40).
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Nunes (2017) apresenta o trajeto de um dado conduzido pelos protocolos em rede
e pelas camadas conforme a técnica de encapsulamento. A sequência inicia com os
dados inseridos em um browser na camada de aplicação que realiza uma
solicitação ao site destino e encaminha os dados à camada de sessão para
gerenciamento da conexão. Em seguida, os dados são encapsulados na camada de
transporte com o nome de segmento utilizando-se o protocolo orientado à
conexão (TCP) ou o protocolo não orientado à conexão (UDP), que o envia os dados
para a camada de rede com os seus endereços de host de origem e destino
adicionados e já com o nome Pacote (datagrama). Na camada de enlace, os dados
são divididos em quadros que seguem para a camada física para serem
transmitidos em formato de bits e adequados ao hardware, que realizará,
�sicamente, o transporte dos dados até o seu destino.
CARACTERÍSTICAS E ARQUITETURA TRANSMISSION CONTROL
PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL (TCP/IP)
O modelo TCP/IP foi uma evolução dos primeiros protocolos desenvolvidos para a
ARPANet e reúne um conjunto de protocolos padronizados para a utilização de
sistemas de rede juntamente à internet. Assim, o modelo TCP/IP foi incorporado nas
organizações para padronização dos sistemas de rede. Nesse modelo, existe a
classi�cação dos protocolos em quatro camadas: aplicação, transporte, inter-rede e
host de Rede ou camada física. A Figura 1.22 apresenta um esquema dos
protocolos TCP/IP e as atribuições em camadas a exemplo do modelo OSI.
ATENÇÃO 
De acordo com Kurose e Ross (2013), o TCP/IP foi uma evolução dos
primeiros protocolos desenvolvidos para a ARPANet e abrange diversos
outros protocolos. Tanenbaum direciona o TCP/IP como um modelo, de fato;
já Kurose e Ross (2013) fazem referência ao TCP/IP como arquitetura em
camadas e Forouzan (2010) como conjunto de protocolos.
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A arquitetura TCP/IP representa uma arquitetura de um conjunto de
protocolos de rede que não se limita apenas aos protocolos de transporte
TCP e de rede IP. Outros protocolos fazem parte desse conjunto de
protocolos e compõem o conjunto de protocolos utilizados, na atualidade,
nos sistemas de redes de computadores. O TCP é considerado o principal
protocolo de camada de transporte por ser orientado à conexão e garantir a
entrega dos pacotes; já o IP é considerado o principal protocolo de
endereçamento e roteamento de camada de Rede e possui duas versões
atuais, o IPv4 e o IPv6.
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Figura 1.22 | Modelo TCP/IP
Fonte: elaborada pelo autor.
A arquitetura ou conjunto de protocolos TCP/IP é, na realidade, um nome dado a
um conjunto de protocolos de rede organizados em uma estrutura dividida em
quatro camadas. As suas quatro camadas e suas funcionalidades serão descritas a
seguir:
Camada de aplicação: ou application layer é uma camada composta por
protocolos de rede de nível de aplicação que são responsáveis pela
operacionalização de sistemas e aplicações �nais para o usuário. Nessa camada,
são de�nidos como os programas vão se comunicar com as aplicações de rede e
como se dará o gerenciamento da interface e o que o usuário vai utilizar para
executar a aplicação. Normalmente, mas não exclusivamente, as aplicações são
executadas em um browser (navegador) de internet. Alguns dos principais
protocolos de camada de aplicação são: HTTP, Simple Mail Transfer Protocol
(SMTP), Domain Name System (DNS), Simple Mail Transfer Protocol (SNMP) e
File Transfer Protocol (FTP).
Camada de transporte: ou Transport Layer é uma camada composta por
protocolos de transporte de dados em rede que fornecem, à camada de
aplicação, serviços de empacotamento e comunicação de duas formas, sendo
uma delas via serviços orientados à conexão e a outra via serviços não
orientados à conexão. Ela tem como função realizar e gerenciar conexões ponto
a ponto para garantir a integridade dos dados por meio de sequenciamento de
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pacotes segmentados no envio e recebimento de mensagens. Seus dois
principais protocolos são o TCP e o UDP.
Camada de inter-rede: ou Internet Layer ou, ainda, camada de Rede é
responsável pela de�nição do endereçamento de um host de rede por meio do
endereço de rede e também de roteamento dos pacotes de dados pelos
dispositivos de rede. O principal protocolo dessa camada é o IP, responsável
pelos endereçamentos de hosts na rede. Outros protocolos de camada de Inter-
rede são: Internet Control Message Protocol (ICMP), Address Resolution
Protocol (ARP) e Reverse Address Resolution Protocol (RARP).
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EXEMPLIFICANDO 
A arquitetura TCP/IP, como conjunto de protocolos de rede, apresenta, em
sua camada de Inter-rede, protocolos que são utilizados na prática para a
con�guração de hosts de rede. O Protocolo IP (Internet Protocol) deve ser
atribuído de forma única em cada host de rede, ou seja, em cada dispositivo
que venha a fazer parte de uma rede. Por exemplo,para que um notebook
seja ativo dentro da rede local de uma empresa, ele precisa receber um
endereço IP válido, como 192.168.0.15 ou 172.16.0.18 ou, ainda, 10.0.0.125,
em conformidade com a política de endereçamento da empresa. O mesmo
ocorre para qualquer outro dispositivo de rede, como impressoras e
smartphones, por exemplo. Se for um endereço para um host em rede
pública, uma organização de atribuição de endereços na internet, como a
IANA (Internet Assigned Number Authority) e seus representantes locais,
deverá atribuir o endereço.
Camada host de rede: ou network access layer, como no modelo OSI, é a
camada em que se localizam os dispositivos físicos da rede e as funções de
enlace para acesso aos dispositivos físicos da rede. Entre suas atribuições, estão
o monitoramento de tráfego de rede e o endereçamento em nível físico de
dispositivos de rede para se realizar a transmissão de dados. São exemplos de
protocolos de camada de host de rede: IEEE 802.3, IEEE 802.11 e IEEE 802.16,
em que IEEE representa uma instituição internacional que organiza,
regulamenta e padroniza sistemas de comunicação de rede em nível de
hardware.
Com o objetivo de organizar alguns dos principais protocolos de comunicação de
rede de computadores com as camadas do modelo TCP/IP, a Figura 1.23 ilustra
exemplos de protocolos.
Figura 1.23 | Exemplos de protocolos das camadas do modelo TCP/IP
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Fonte: elaborada pelo autor.
ARQUITETURA E SERVIÇOS DE REDES TCP/IP 
Quando se aborda serviços oferecidos pelos protocolos de redes, uma análise de
protocolos pode ser vista como essencial. Em redes de computadores, são
oferecidos serviços orientados à conexão e serviços não orientados à conexão.
Serviços orientados à conexão são aqueles que necessitam de garantia de entrega
dos dados. O protocolo de nível de transporte que realiza esse tipo de serviço é o
TCP, e os protocolos de nível de aplicação que utilizam esse tipo de serviço são o
HTTP, FTP, Telnet e SMTP. Esses protocolos são utilizados por aplicações que
transmitem dados como arquivos, imagens, textos e que precisam ter garantia de
entrega para completar a transmissão.
Um exemplo de serviço orientado à conexão é o Internet Banking, em que, para se
�nalizar uma transação bancária, é necessário que a entrega da totalidade dos
dados seja concluída.
Outro tipo de serviço em redes de computadores é o não orientado à conexão, em
que a rapidez para transmissão de dados é mais relevante do que a entrega na
totalidade dos dados. Esse serviço, por sua vez, transporta dados sem a
con�abilidade entre os hosts da rede. O protocolo de camada de transporte que
realiza esse tipo de comunicação é o User Datagram Protocol (UDP), e alguns
exemplos de protocolos de nível de aplicação que utilizam esse serviço são:
Dynamic Host Control Protocol (DHCP), Domain Name System (DNS), Simple
Network Management Protocol (SNMP) e Network File System (NFS). Esse tipo de
serviço é utilizado em aplicações de streamings de áudio e vídeo, em que a perda
de um ou mais dados não interfere com grande impacto na comunicação. Esse tipo
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de serviço é comum em sistemas de transmissão de streaming de áudio e vídeo ou,
ainda, em uma ligação pelo WhatsApp, por exemplo, em que ocorre a degradação
do serviço, mas os pacotes não são retransmitidos.
Para melhor entendimento, apresentaremos, a seguir, uma comparação entre as
estruturas do modelo de referência ISO/OSI e TCP/IP. A partir dela, podemos
observar que existe apenas uma reorganização conceitual dos níveis de protocolos
e nomenclatura, que se referem, na prática, ao mesmo contexto.
Figura 1.24 | Modelos ISO/OSI e TCP/IP
Fonte: Lorem ipsum dolor sit amet.
ASSIMILE
O modelo de referência ISO/OSI e a arquitetura (conjunto de protocolos)
TCP/IP são referenciais que buscam organizar os protocolos que executam
os serviços de transmissão e interpretação de dados em um sistema
distribuído em redes de computadores. O modelo ISO/OSI é considerado
um modelo referencial desenvolvido no início das tecnologias de rede; já a
arquitetura de protocolos TCP/IP é considerada um conjunto de protocolos
que representa, na prática, a distribuição dos protocolos utilizados, na
atualidade, em redes de computadores e na internet.
Chegamos ao �nal da seção, que nos apresentou como é estruturado o modelo de
referência OSI e a arquitetura TCP/IP, estruturas que visam garantir a
interoperabilidade de uma rede e possibilitam oferecer serviços padronizados para
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transferência de dados em redes com independência de tecnologias de hardware e
software.
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
O modelo de referência ISO/OSI e a arquitetura ou o conjunto de protocolos TCP/IP
são estruturas que organizam os protocolos de redes de computadores em
camadas. Além de organizar os protocolos de redes de computadores, eles
garantem a interoperabilidade de um sistema computacional quando um bit inicia
sua trajetória dentro do sistema pela camada de host de rede, passando pelas
diferentes camadas, até ser apresentado como mensagem na camada de
apresentação. Esses bits ganham cabeçalhos e informações de controle conforme
passam de uma camada mais básica (em níveis menores) para as mais superiores. O
caminho inverso também faz uso da interpretação dos bits para o transporte dos
dados do outro lado da comunicação.
Assinale a alternativa que apresenta a técnica que adiciona informações aos dados
de camadas inferiores para as camadas superiores em um sistema de redes de
computadores.
a.  Serviço.
b.  Protocolo.
c.  Encapsulamento.
d.  Endereçamento.
e.  Cabeamento.
Questão 2
O modelo de referência OSI e a arquitetura (ou conjunto de protocolos) foram
criados para organizar os protocolos de comunicação em redes de computadores
de forma didática, a �m de que os dados possam ser tratados de forma
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interoperável entre hosts, passando pelas diferentes tecnologias de hardware,
software e algoritmos nos diversos sistemas computacionais distribuídos mundo
afora.
Considerando o modelo de referência TCP/IP, analise as a�rmativas a seguir:
O conjunto de protocolos TCP/IP é um modelo de organização de protocolos de
redes de computadores dividido em quatro camadas: aplicação, transporte,
inter-redes e host de rede.
A camada de aplicação da arquitetura (conjunto de protocolos) TCP/IP é
composta por protocolos responsáveis pela operacionalização de sistemas e
aplicações �nais para o usuário. São exemplos desses protocolos o: HTTP, SMTP
e o SNMP.
O modelo de referência TCP/IP é um modelo conceitual, sem aplicabilidade na
prática e que não apresenta o conjunto total de protocolos de uma rede de
computadores.
O conjunto de protocolos TCP/IP é uma estrutura de organizaçãode protocolos
de redes de computadores formado por dois protocolos: o TPC, que rege a
comunicação na camada de transporte, e o IP, que rege a comunicação na
camada de inter-redes.
Considerando o contexto apresentado, é correto o que se a�rma em:
a.  I e II, apenas.
b.  II e III, apenas. 
c.  I, II e IV, apenas. 
d.  I e IV, apenas. 
e.  I, II e III, apenas.  
Questão 3
Os serviços oferecidos pelos protocolos de redes para um sistema computacional
distribuído utilizam duas abordagens, sendo a primeira serviços orientados à
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conexão e a segunda serviços não orientados à conexão.
Assinale alternativa correta que apresenta dois protocolos de nível de aplicação que
fazem uso de serviços de natureza orientada à conexão.
a.  HTTP e DNS.
b.  FTP e SNMP.
c.  DHCP e DNS.
d.  SNMP e NFS.
e.  FTP e SMTP.
REFERÊNCIAS
COMER, D. E. Redes de computadores e internet, 6. ed. Porto Alegre: Bookman,
2016.
FOTORUZAN, B. A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. Porto
Alegre: AMGH, 2010.
KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem
top-down. 6. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
NUNES, S. E. Redes de computadores. Londrina: Editora e Distribuidora
Educacional S. A. 2017.
TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice
Hall, 2011. 
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NÃO PODE FALTAR
PROTOCOLOS DE REDES
Renato Cividini Matthiesen
PRATICAR PARA APRENDER 
Caro aluno, a seção tem como objetivo apresentar os diversos protocolos de rede
de computadores distribuídos em suas quatro camadas, bem como suas principais
características e aplicações dentro de um sistema distribuído baseado em redes de
computadores e na tecnologia mundialmente utilizada da internet. Iniciaremos
PROTOCOLOS DE REDES DO MODELO TCP/IP 
Apresentação dos diversos protocolos de rede em suas respectivas camadas de aplicação,
transporte, inter-rede e host de rede ou física dentro do modelo TPC/IP.
Fonte: Shutterstock.
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nossos estudos com a análise da camada de aplicação, que será melhor
compreendida por representar as aplicações de um sistema computacional em
rede. Nela, tanto o pro�ssional de tecnologia da informação como o usuário comum
interagem com o sistema por meio de interfaces grá�cas ou mesmo linhas de
comando. Enquanto o usuário utilizará aplicações �nais para desenvolver suas
atividades pro�ssionais e pessoais, o pro�ssional de TI deverá, além de utilizá-las,
enquanto usuário de sistemas, também interagir para veri�car informações de
protocolos de rede por comandos ou aplicações de gerenciamento de redes, bem
como con�gurar e programar sistemas distribuídos. Nessa camada, estão os
protocolos de Hipertexto (HTTP), correio eletrônico (SMTP, POP3, IMAP),
transferência de arquivos (FTP), gerenciamento de redes (SNMP), terminal remoto
(TELNET), entre outros.
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Na camada de transporte, situam-se dois protocolos muito importantes nas redes
de computadores, o TCP e o UDP, que serão, mais uma vez, explorados para
reconhecimento de comportamento do transporte de dados em uma rede,
conforme a de�nição do serviço a ser utilizado. Há, também, outros protocolos que
atuam nessa camada, como o SCTP. Entre a camada de aplicação e transporte,
também há protocolos, como o SSL, que suporta segurança em aplicações em rede.
Seguindo para a camada de Internet (Inter-Rede), vamos explorar o protocolo mais
conhecido nas redes, o protocolo IP, responsável pelo endereçamento de redes; o
ARP e o RARP, que trabalham para prover a relação de endereços físicos e lógicos
em uma rede; e o ICMP, um protocolo de apoio ao IP.
Para �nalizar a unidade, exploraremos a camada de host de rede, que faz o controle
de acesso aos enlaces e rede física. Nela, há o acesso aos diversos dispositivos
físicos da rede, como cabos, enlaces wireless, roteadores, switches, entre outros
equipamentos regidos também por protocolos CSMA/CA e CSMA/CD, que suportam
os padrões IEEE 802.3 e IEEE 802.11 para redes locais.
Aqui, vimos muitas siglas e protocolos que trouxeram curiosidade a você. Agora, e
nas seções que compõem esta unidade, vamos conhecer o signi�cado, as
características e as aplicações de cada um deles.
Caro aluno, você foi, mais uma vez, acionado para dar continuidade à consultoria
que está realizando para implantação de uma rede de computadores em uma
empresa de Coworking que necessita saber, neste momento, de maiores detalhes
dos serviços que estarão disponíveis em nível de aplicação em sua nova rede.
Nesse novo desa�o, a consultoria contratada �cou encarregada de fazer uma
apresentação para os proprietários da empresa de Coworking que desejam ter
maiores esclarecimentos a respeito dos serviços e protocolos de rede que deverão
ser implementados na rede local de�nida, a �m de conhecerem os serviços que
serão oferecidos em nível de aplicação e reconhecer os investimentos em hardware
e software (sistema operacional de rede) com consultorias especializadas.
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Dessa forma, sua equipe foi direcionada a elaborar uma descrição dos principais
protocolos de rede em camada de aplicação que serão utilizados para a
implantação dos sistemas de informações baseados em Web, com utilização de
browsers navegados e informações contidas em um site da empresa, um serviço de
correio eletrônico, que será implantado também via servidor local, a �m de que os
colaboradores possam trocar informações internas, bem como a utilização de
sistemas de e-mail e de um sistema de transferência de arquivos para que possam
enviar e receber arquivos sobre os negócios que vierem a praticar no ambiente
compartilhado de trabalho.
Estudar os protocolos de redes do modelo TCP/IP é importante para compreender o
funcionamento de redes de computadores em seus diferentes níveis. Da camada de
aplicação, perceptível pelo uso de aplicativos dentro do sistema operacional, até a camada
de host de rede, que vai tratar os dados recebidos dos meios físicos durante a transmissão,
o estudo é fantástico e levará o pro�ssional de TI a vivenciar, na prática, as redes de
computadores.
CONCEITO-CHAVE
Caro aluno, seja bem-vindo à seção que tratará dos protocolos de redes, que
funcionam como regras que de�nem o que e como ocorrerá um evento ou serviço
de toda a rede. Por exemplo: imagine como uma máquina conectada à internet vai
se comunicar com outra máquina já conectada.
Os protocolos de redes funcionam como uma língua universal entre computadores
que não depende de fabricantes e nem de sistemas operacionais especí�cos,
viabilizando que qualquer computador se comunique com a rede mundial de
computadores.
Existe uma grande quantidade de protocolos e cadaum apresenta um objetivo e
uma funcionalidade; entre eles, temos o conjunto de protocolos TCP/IP, que pode
ser considerado um modelo destinado à organização e padronização de sistemas
de redes de computadores juntamente à internet. Conforme apresenta Nunes
(2017), a arquitetura do modelo TCP/IP foi dividida em quatro camadas, e um
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conjunto de aplicações é utilizado para prover os diversos serviços de rede. A Figura
1.25 ilustra a distribuição de protocolos dentro das quatro camadas do modelo
TCP/IP, de modo a reconhecer a localização e a funcionalidade de cada protocolo.
Os protocolos e suas siglas serão apresentados na sequência.
Figura 1.25 | Relação do conjunto de protocolos TCP/IP
Fonte: elaborada pelo autor.
A �m de que possa compreender o uso de protocolos em sistemas de redes de
computadores, traremos um conceito prévio sobre portas de comunicação. Na
camada de transporte, os protocolos TCP e UDP utilizam-se de portas para acessar
os serviços de camada de aplicação, conforme Kurose e Ross (2013). Tais portas
possibilitam a utilização de diferentes serviços de comunicação de rede em um
mesmo nó de rede (host), fazendo a interface entre um aplicativo e a rede e
con�gurando o ponto �nal de comunicação que permite a um host uma conexão
para um aplicativo. Por exemplo, ao acessar um site por meio de um navegador
(browser) ou o seu e-mail ou fazer downloads e uploads de arquivos ou realizar
algum acesso remoto, você utiliza protocolos de redes especí�cos que estão
associados a portas de comunicação também especí�cas. Nesse sentido, há uma
grande quantidade de portas utilizadas para que um sistema de redes de
computadores identi�que um protocolo de rede.
No total, existem 65.536 portas em uma rede de computadores, porém apenas
65.535 são úteis. Dessas portas, cada aplicação programada em um sistema para
atuação em rede deverá alocar uma porta para sua execução. Por padrão, portas
entre 1 e 1.024 são reservadas para protocolos já de�nidos e são conhecidas como
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portas bem de�nidas. Os protocolos apresentados serão também associados às
suas portas de comunicação padronizadas, exempli�cando a utilização de portas
juntamente aos protocolos de camadas de transporte e aplicação.
Figura 1.26 | Mapa mental com os principais protocolos do modelo TCP/IP
Fonte: elaborada pelo autor.
PROTOCOLOS DA CAMADA DE APLICAÇÃO 
A camada de aplicação é uma camada composta por protocolos de rede de nível de
aplicação, que são acessadas e possuem interação direta com usuários. Esses
protocolos são responsáveis pela operacionalização de sistemas e aplicações �nais
para o usuário.
Conforme de�nido por Tanenbaum (2011), as camadas abaixo da camada de
aplicação têm a função de oferecer um serviço de transporte con�ável, mas, na
verdade, elas não executam nenhuma tarefa para os usuários. Há protocolos nas
camadas inferiores que entregam serviços de transporte con�ável e não con�ável.
A camada de aplicação de�ne como os programas vão se comunicar com as
aplicações de rede e como se dará o gerenciamento da interface com o que o
usuário irá utilizar para executar a aplicação. Em geral, as aplicações são
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executadas em um browser (navegador) de internet.
A seguir, vamos descrever alguns dos principais protocolos da camada de aplicação:
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HTTP 
Protocolo de transferência de hipertexto utilizado em sistemas de WWW para
representação de sistemas dentro de navegadores. Trata-se de um protocolo com
intenso uso na atualidade, pois a grande parte dos sistemas da internet é
executada utilizando-se esse protocolo. Conforme Kurose e Ross (2013), o HTTP
de�ne como os clientes requisitam páginas aos servidores e como eles as
transferem aos clientes. Esse protocolo está no coração da Web; é por meio desse
padrão de comunicação em redes que as páginas de conteúdo dos Websites são
programadas e distribuídas via internet.
De acordo com Laudon e Laudon (2014), a WWW, formatada pelo HTTP, refere-se a
um sistema de padrões universalmente aceitos para armazenar, recuperar,
formatar e apresentar informações utilizando-se o modelo cliente/servidor em
sistemas de redes de computadores. O protocolo TCP utiliza a porta 80 ou a porta
8080 para acessar o HTTP.
ASSIMILE 
O HTTP é representado pelo conjunto de letras no início de um endereço
dos serviço de WWW seguido do nome de domínio que especi�ca o servidor
de arquivos que será identi�cado pelo Uniform Resource Locator (URL) no
aplicativo de navegação de internet (browser). Um exemplo completo de
URL é: https://www.iana.org/.
Existem diversos browsers (navegadores) disponíveis para acesso ao
conteúdo da WWW. O primeiro a utilizar interface grá�ca foi o Mosaic, que
deu origem à Netscape, e os mais conhecidos na atualidade são: Google
Chrome, Mozilla Firefox, Microsoft Edge, Microsoft Internet Explorer, Safari e
Apple Opera.
SMTP 
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Protocolo de gerenciamento e distribuição de sistema de mensagens eletrônicas
para sistemas de e-mail. De acordo com Kurose e Ross (2013), o correio eletrônico
existe desde o início da Internet e era uma das aplicações mais populares em seu
início. Em um sistema de correio eletrônico, há três componentes principais na
operação do serviço: agentes de usuário, servidores de correio eletrônico e o
protocolo SMTP. Os agentes de usuário são compostos por aplicativos como
Microsoft Outlook, Google Mail, entre outros e permitem que os usuários
veri�quem seus e-mails, leiam, respondam, encaminhem suas mensagens. Os
servidores formam a infraestrutura principal do sistema, mantendo caixas postais
em servidores. Por último, o SMTP, como protocolo de aplicação desse serviço,
utiliza um serviço con�ável de transferência via TCP para transferir as mensagens
do servidor do correio do remetente para o destinatário. O protocolo TCP utiliza a
porta 25 para acessar o SMTP; considerando-se o uso de criptogra�a, o TCP utiliza a
porta 465 para o SMTP.
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POST OFFICE PROTOCOL (POP3) E INTERNET MAIL ACCESS PROTOCOL (IMAP) 
Adicionalmente ao SMTP, existem outros dois protocolos na gestão de sistemas de
correio eletrônico. O POP3 é um protocolo utilizado também para sistemas de
correio eletrônico para o gerenciamentode e-mails, assim como o IMAP. O POP3
realiza o download das mensagens de e-mail ao acessar uma caixa de correio
eletrônico para a caixa de entrada no sistema gerenciador, liberando o espaço
ocupado pelas mensagens no servidor de e-mail, enquanto o IMAP é um protocolo
de correio eletrônico que acessa a caixa de e-mail e sincroniza as pastas da conta
do usuário, mas não faz seu download. Esse protocolo é melhor para usuários que
utilizam o sistema de correio eletrônico em diversas plataformas. O protocolo TCP
utiliza a porta 110 para o protocolo POP3 e a porta 143 para o protocolo IMAP.
Considerando-se o uso de criptogra�a, o TCP utiliza a porta 995 para POP3 e porta
993 para o IMAP. A Figura 1.27 apresenta uma tela de con�guração (parcial) de
conta utilizando protocolos de acesso ao serviço de correio eletrônico.
Figura 1.27 | Exemplo de con�guração de conta em e-mail via protocolo POP3
Fonte: Wikimedia Commons.
DOMAIN NAME SYSTEM (DNS) 
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Protocolo utilizado para o sistema de nomes de domínio que faz a interconexão de
URL, ou seja, nomes de endereços de sites da internet com endereços IP. Para que
endereços de camada de Internet IP tenham sua localização em um sistema
distribuído mundialmente, é necessário que exista, no mundo, um sistema de
nomes de domínios para a organização dos servidores na rede. Esse sistema é
chamado Domain Name System (DNS) e seu objetivo é organizar os servidores na
internet para que endereços IP sejam convertidos em nomes, como www.iana.org,
por exemplo, e vice-versa.
Esse sistema é uma estrutura hierárquica em que, no topo, há um servidor-raiz
interligado a servidores de domínios de níveis inferiores, de primeiro e segundo
níveis. Os domínios primários são chamados de servidores DNS de domínio de
alto nível (TDL), aqueles referenciados por: .com, .gov, .mil, .edu entre outros
adicionados das informações dos países, como: .br, .uk .it. Os domínios de segundo
nível, servidores DNS autoritativos, possuem duas partes, designando-se os
nomes de primeiro e de segundo nível, como exemplo: empresa.com. Um nome de
host designa o computador �nal, especí�co na internet, em uma rede privada. O
protocolo TCP utiliza as portas 53 e 953 para acessar o DNS, e o protocolo UDP
utiliza a porta 53 para seu acesso. Para tratar da questão da escala, o DNS usa um
grande número de servidores, organizados de maneira hierárquica e distribuídos
por todo o mundo. Nenhum servidor DNS isolado tem os mapeamentos completos
para hosts da Internet. Os mapeamentos são distribuídos pelos servidores DNS por
meio de três classes de servidores DNS: raiz, de domínio de alto nível (Top-Level
Domain — TLD) e servidores DNS autoritativo, conforme ilustrado na Figura 1.28.
Por exemplo, considere que um cliente DNS deseja determinar o endereço IP para o
nome de host www.amazon.com. Na primeira aproximação, o cliente contatará um
dos servidores raiz, que retornará endereços IP dos servidores TLD para o domínio
de alto nível com. Em seguida, o cliente contatará um servidor TLD, que retornará o
endereço IP de um servidor autoritativo para amazon.com; por �m, o cliente
contatará um dos servidores autoritativos para amazon.com, que retornará o
endereço IP para o nome de host www.amazon.com (KUROSE; ROSS, 2013).
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Figura 1.28 | Parte da hierarquia de servidores DNS
Fonte: Kurose; Ross (2013, p. 99).
SIMPLE NETWORK MANAGEMENT PROTOCOL (SNMP) 
Protocolo de gerenciamento de redes simples que realiza coleta e mensuração de
performance de rede. Conforme Forouzan (2010), o gerenciamento de redes refere-
se a monitoramento, teste, con�guração e diagnóstico de componentes de rede
para atender a um conjunto de exigências de�nidas por uma organização. Esse
protocolo realiza o gerenciamento de con�guração, falhas (reativas, proativas),
desempenho (capacidade, tráfego, throughput, tempo de resposta), segurança e
contabilização. O protocolo UDP utiliza as portas 161 e 162 para acessar o SNMP.
FILE TRANSFER PROTOCOL (FTP)
Protocolo de transferência de arquivos entre dispositivos em uma rede de
computadores. Tanto o HTTP quanto o FTP são protocolos de transferência de
arquivos, como a�rmam Kurose e Ross (2013).
O protocolo TCP utiliza as portas 20 e 21 para acessar e gerenciar o FTP; ele utiliza
duas portas para conexão via camada de transporte pois uma é utilizada para
conexão de controle e a outra para a conexão de dados. O FTP oferece maior
facilidade de comunicação entre computadores para transferência de arquivos com
maior velocidade, praticidade e sem necessidade de dispositivos externos. São
exemplos de aplicativos que operacionalizam o serviço de transferência de arquivos
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via protocolo FTP: FileZila, um dos mais conhecidos programas por ser de fácil uso e
trazer ferramentas completas; Classic FTP; Fere FTP; e Cyberduck com código aberto
e compatibilidade com diversas plataformas.
TELEPHONE NETWORK (TELNET)
Protocolo de conexão remota utilizado por meio de um terminal, representado por
um prompt de comando nos sistemas operacionais. O protocolo TCP utiliza a porta
23 para acessar o Telnet.
A camada de aplicação traz um volume grande de protocolos, alguns mais novos,
desenvolvidos, por exemplo, para a realidade da internet atual, em que aplicações
em HTTP necessitam de transmissão de streaming de vídeos. Um exemplo é o
protocolo Hypertext Transfer Protocol Live Streaming (HLS), que se utiliza das
novas tecnologias e velocidades de transmissão em sistemas móveis para
protocolos de nível de transporte con�áveis para distribuição de conteúdo de
streaming em velocidades compatíveis com as necessidades dos sistemas. Novos
protocolos são desenvolvidos constantemente para provisão de segurança em
sistemas e adaptação às novas necessidades tecnológicas dos sistemas distribuídos
via internet.
REFLITA 
HTTPS = HTTP + SSL.
O protocolo HTTPS é o protocolo HTTP adicionado de serviço de segurança
provido pelo protocolo Secure Socket Layer (SSL), implementado sob a
camada de transporte e abaixo da camada de aplicação na arquitetura
TCP/IP. Esse protocolo oferece recurso de criptogra�a para as informações
transmitidas do servidor até o navegador de internet do host. O HTTPS
utiliza a porta 443 via TCP. A versão do SSL3 é denominada Transport Layer
Security (TLS). Mesmo com essas tecnologias implementadas para melhorar
a segurança nas aplicações em rede, ainda existem fragilidades que podem
deixar sua conexão vulnerável, como podemos ver no artigo HTTPs não quer
dizer seguro, da empresa de soluções de segurança Kaspersky.
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PROTOCOLOS DA CAMADA DE TRANSPORTE 
A camada de transporte ou Transport Layer é uma camada composta por
protocolosde transporte de dados em rede que fornecem à camada de aplicação
serviços de empacotamento e comunicação de duas formas, sendo uma delas via
serviços orientados à conexão e a outra via serviços não orientados à conexão. Ela
tem como objetivo principal gerenciar conexões ponto a ponto para garantir a
integridade dos dados por meio de sequenciamento de pacotes segmentados no
envio e recebimento de mensagens. Suas principais funções são: tratar questões de
transporte entre hosts, contabilizar o transporte de dados, estabelecer circuitos
virtuais, detectar e recuperar falhas e controlar o �uxo de informações. Ademais,
nessa camada, há o endereçamento via portas das informações, via protocolos de
camada de aplicação.
De acordo com Tanenbaum (2011), quando um processo de aplicação deseja
estabelecer uma conexão com um processo de aplicação remoto, é necessário
especi�car a aplicação com a qual ele vai se conectar, o que ocorre por meio da
de�nição de um endereço de transporte, chamados de portas ou Transport Service
Access Point (TSAP), que se associam a sessões de acesso, chamadas de Socket.
Exempli�cando, quando um usuário solicita o acesso a um site de internet, ele
digita o URL referente ao site, que vai abrir uma sessão no browser identi�cada
pelo endereço IP relacionada a URL e seguida do número da porta, que identi�ca o
serviço. O usuário ainda poderá solicitar uma nova página, em uma nova aba do
navegador, com o endereço adicionado do número de porta, que é a mesma
referente ao serviço de HTTP, porém com um TSAP diferente, que identi�ca um
novo socket.
A Figura 1.29 mostra um exemplo de comunicação utilizando-se as portas dentro
de um sistema de rede de computadores. Na �gura, podemos perceber que no
segmento A-B, o número da porta de origem serve como parte de um endereço de
retorno (por exemplo, quando B quer enviar um segmento de volta para A, a porta
de destino no segmento B-A toma seu valor do valor da porta de origem do
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segmento A-B). Observe, também, que o endereço de retorno completo é o
endereço IP adicionado do número da porta de origem de A. Utilizando o UDP, por
exemplo, o servidor usa um método recvfrom() para extrair o número de porta
cliente-servidor de origem do segmento que recebe do cliente e envia um novo
segmento ao cliente com o número de porta que extraiu, servindo como o número
de porta de destino desse novo segmento.
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Figura 1.29 | Comunicação em redes de computadores por meio de portas (TSAP)
Fonte: Kurose; Ross (2013, p. 142).
Tanenbaum (2011) a�rma que a camada de transporte juntamente à camada de
rede formam o núcleo da hierarquia de protocolos. A seguir, apresentaremos a
descrição de seus principais protocolos.
USER DATAGRAM PROTOCOL (UDP) 
É um protocolo de nível de transporte não orientado à conexão utilizado para
transmissões que necessitam de maior velocidade de entrega, porém ele não
garante a entrega dos dados e é utilizado, por exemplo, em aplicações de streaming
de áudio e vídeo, em que a falta de um fragmento da mensagem não é relevante. A
camada de transporte mapeia o pedido de transmissão de host feito ao serviço não
orientado à conexão fornecido pela camada de inter-rede.
As principais características de um protocolo UDP são:
1. Protocolo de transporte sem conexão.
2. Transporta dados sem con�abilidade entre hosts.
3. Realiza transmissão sem conexão e de forma não con�ável.
4. Não tem tratamento de erros;
5. Não garante a entrega das mensagens;
6. Sem controle de congestionamento.
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7. Sem controle de �uxo.
8. Não reagrupa mensagens.
As aplicações desse protocolo são para streaming media, teleconferência, telefonia
IP e controles.
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Um segmento UDP é simples, tem uma estrutura formada por campos de
cabeçalho com os números de porta de origem e destino do host de rede, o
comprimento do número de bytes do segmento e o campo com informação de
veri�cação dos erros no segmento e, naturalmente, o campo de dados (mensagem).
A Figura 1.30 apresenta a estrutura de um segmento UDP. Observe que o
cabeçalho UDP tem apenas quatro campos com 2 bytes cada. Os números de porta
permitem que o host destinatário passe os dados da aplicação ao processo correto
que está funcionando no sistema �nal do destinatário. O campo de comprimento
especi�ca o número de bytes no segmento UDP (cabeçalho mais dados). A soma de
veri�cação é usada pelo host receptor para veri�car se foram introduzidos erros no
segmento. Por �m, o campo de comprimento especi�ca o comprimento do
segmento UDP, incluindo o cabeçalho, em bytes.
Figura 1.30 | Estrutura do segmento do UDP
Fonte: Kurose; Ross (2013, p. 148).
O UDP é um protocolo não orientado à conexão, sem garantia de entrega, utilizado
para aplicações que necessitam de velocidade de acesso e não obrigatoriamente da
entrega de 100% dos dados, como transmissões de áudio e vídeo pela internet,
jogos online e sistemas de mensagens instantâneas, como o WhatsApp, por
exemplo. Os principais protocolos de aplicação que utilizam esse tipo de
transmissão são: TFTP, DHCP, SNMP, NFS e DNS.
TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL (TCP) 
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É um protocolo de nível de transporte orientado à conexão utilizado em aplicações
que exigem que a totalidade e a integridade dos dados sejam realizadas com
garantia de entrega, como na transmissão de um documento, uma mensagem ou
uma �gura, por exemplo, em formato de arquivo. O serviço de transporte oferece
meios para se estabelecer, manter e liberar conexões de transporte entre pares de
hosts por meio dos Services Access Points (SAP). De forma geral, o protocolo TCP
divide as mensagens vindas da camada de aplicação em segmentos e as encaminha
para o host de destino, que a reconstruirá com informações adicionadas no
cabeçalho do protocolo. Esse protocolo cuida da con�rmação do recebimento da
mensagem, estabelece uma conexão �m a �m e escolhe o caminho con�ável de
transporte da mensagem.
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As principais características de um protocolo TCP são:
Fornece um circuito virtual entre aplicações �nais.
Orientado para conexão.
Realiza controle de �uxo para garantir a con�abilidade na transmissão.
Divide as mensagens enviadas em segmentos;
Utiliza o conceito de janelasdeslizantes para segmentação e controle;
Reagrupa as mensagens no host destino.
Realiza controle de congestionamento. As aplicações para esse protocolo são
para transmissão de dados.
Um segmento TCP é formado por campos de cabeçalho e campo de dado. Os
campos de cabeçalho contêm as portas de origem (porta de origem #) e destino da
transmissão (porta de destino #), um número de sequência (número de sequência),
um número de reconhecimento para veri�cação de integridade de dados (número
de reconhecimento), campos da janela de recepção para o controle de �uxo (URG,
ACK, PSH, RST, SYN, FIN), campo de comprimento de cabeçalho, campo de opções
para controle em redes de alta velocidade (opções), sinalizadores de
reconhecimento (soma de veri�cação da Internet) e o campo de dados. A Figura
1.31 mostra a estrutura do segmento TCP.
Figura 1.31 | Estrutura do segmento do TCP
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Fonte: Kurose; Ross (2013, p. 172).
O TCP é um protocolo orientado à conexão com garantia de entrega, também
chamado de protocolo elástico, utilizado para acesso a sites em formato de
hipertexto nos sistemas Web, Internet Banking, correio eletrônico e transferência
de dados por exemplo. Os principais protocolos de aplicação que utilizam esse tipo
de transmissão são: HTTP, FTP, SMTP e DNS.
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PROTOCOLOS DA CAMADA DE INTERNET 
De acordo com Tanenbaum (2011, p. 222), a camada de inter-rede ou Internet
Layer ou, ainda, Rede, está relacionada à transferência de pacotes da origem para o
destino. Ela é responsável por reconhecer a topologia da rede, escolher os
caminhos mais apropriados para entrega dos pacotes entre hosts na rede e
também pela de�nição do endereçamento de um host de rede por meio do
endereço de rede. A exemplo do endereçamento realizado pelo TSAP na camada de
transporte, na camada de inter-rede um endereço de rede é dado pelo chamado
NSAP, exempli�cados pelo endereço IP (Internet Protocol), responsável pelo
endereçamento de hosts na rede de forma prática. Os principais protocolos da
camada de inter-rede são:
IP 
Protocolo mais conhecido de camada de inter-rede, uma vez que é o responsável
pelo endereçamento lógico dos hosts de rede, informado pelo pro�ssional de
tecnologia da informação ou mesmo pelo usuário para identi�cação única do host
dentro de um segmento de rede.
Faz-se importante saber que, para que um computador ou dispositivo possa fazer
parte de uma rede, ele, obrigatoriamente, necessita ser con�gurado recebendo um
endereço IP válido no segmento de rede. Esses endereços também podem ser
atribuídos de forma automática de rede, com um servidor de endereços IPs ativo
em um sistema operacional de rede, como o DHCP.
O protocolo IP é utilizado em duas versões disponíveis: Internet Protocol 4 (IPv4) e
Internet Protocol 6 (IPv6), ambas ativas e com possibilidades de utilização conforme
políticas de atribuição de endereços que serão estudadas na Unidade 2 deste livro.
A Figura 1.32 apresenta a con�guração de um endereço de IPv4 estático em um
ambiente Windows.
Figura 1.32 | Exemplo de con�guração de conta em e-mail via protocolo POP3
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Fonte: captura de tela elaborada pelo autor.
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ICMP 
Protocolo utilizado para gerenciar os erros de processamento de datagramas do
protocolo IP. Esse protocolo é exempli�cado por: bu�er full, que indica se um
bu�er atingiu sua capacidade máxima de processamento; hops, que mostra
quantos saltos são necessários para que uma mensagem chegue ao destino; ping,
que identi�ca se a interface de rede é ativa por meio de um teste; e traceroute
(Linux) ou tracert (Windows), que mapeia os saltos e traz informações sobre o
tempo entre nodos de rede e seus nomes. Esses são comandos que podem ser
utilizados para a operação de testes e análises de rede com o protocolo ICMP. Um
exemplo de utilização desse protocolo é a utilização do comando tracert 8.8.8.8
apresentado na Figura 1.33, em que o endereço IP 8.8.8.8 é do Google e o retorno
do comando apresenta dados do rastreamento da rota para o servidor dns.google.
Figura 1.33 | Exemplo de utilização de tracert
Fonte: captura de tela elaborada pelo autor.
ARP 
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Protocolo que reconhece o endereço físico de uma placa de rede, chamado Media
Access Control (MAC) por meio de seu endereço IP. Exemplo: para se veri�car o
mapeamento dos endereços MAC e IP, é possível digitar arp -a no prompt de
comando.
RARP 
Protocolo que reconhece o endereço lógico de uma rede, ou seja, reconhece o
endereço IP por meio de um endereço MAC.
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EXEMPLIFICANDO
As redes de computadores são organizadas em camadas dentro do modelo
de referência OSI e/ou TCP/IP. Em cada camada dos modelos de referência,
os dados transferidos possuem endereços para que a informação possa ser
transmitida de um host de origem para um host de destino. Dispositivos
conectados em rede possuem um endereço MAC atribuído à camada do
TCP/IP de Host de rede gravado em uma placa de rede como endereço físico
e único, formado por uma sequência de seis dígitos em formato
hexadecimal. Exemplo: 00-14-CE-5B-3A-93.
Já o endereço IP é um endereço lógico, de camada de inter-rede, atribuído
manualmente ao host ou por meio de um servidor DHCP de um serviço de
rede. Um IPv4 é um endereço de 32 bits constituído por um conjunto de 4
números decimais que representam quatro números binários de 8 bits
cada. Exemplo de IPv4 é 192.168.15.12. Na versão IPv6, ele é representando
por um conjunto de 128 bits. Exemplo:
835C:5B9D:BC27:0000:0000:0000:C4B8:1FBB.
Outros protocolos de camada de inter-rede são utilizados para o trabalho de
roteamento interno e externo de pacotes em rede, operando-se em roteadores.
Alguns exemplos desses protocolos são: Routing Information Protocol (RIP), Open
Shortest Path First (OSPF), Interior Gateway Routing Protocol (IGRP), Enhanced
Interior Gateway Routing Protocol (EIGRP) e Border Gateway Protocol (BGP).
PROTOCOLOS DA CAMADA DE HOST DE REDE 
A camada host de rede ou network access layer, como no modelo OSI, é a camada
em que se localizam os dispositivos físicos da rede com as funções de enlace para
acesso aosdispositivos físicos da rede. Entre suas atribuições, estão o
monitoramento de tráfego de rede, a detecção e a correção de erros e o
endereçamento, em nível físico de dispositivos de rede para a transmissão de
dados. Aqui, destacam-se os protocolos de acesso múltiplo ao meio Carrier Sense
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Multiple Access (CSMA) implementados com especi�cações de detecção de colisão
ou de colisão evitada nos padrões, também chamados de protocolos dos
dispositivos físicos de rede, sendo os mais utilizados: IEEE 802.3, IEEE 802.11 e IEEE
802.16, em que IEEE representa uma instituição internacional que organiza,
regulamenta e padroniza sistemas de comunicação de rede em nível de hardware.
A seguir, serão apresentados dois protocolos de acesso múltiplo ao meio.
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CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS WITH COLLISION DETECTION (CSMA/CD) 
O protocolo CSMA utiliza um único meio de transmissão (cabo de rede, por
exemplo) para suportar a transmissão de todos os hosts da rede. Seu
funcionamento ocorre por meio de acesso múltiplo com detecção de onda
portadora, chamada de CSMA/CD, independentemente da topologia da rede. A
transmissão é feita quando o cabo está livre, e existe controle de colisão quando
mais de um host transmite dados ao mesmo tempo, implementado por meio de um
algoritmo com mecanismo de gestão de colisão e transmissão. Conforme Forouzan
(2010), nesse método, a estação monitora continuamente o meio de transmissão
após transmitir um frame para: veri�car se a transmissão foi bem sucedida, �nalizar
a transmissão ou, se houver colisão na transmissão, providenciar a retransmissão.
O algoritmo detecta a colisão do sinal transmitido e controla sua retransmissão com
a de�nição de um tempo aleatório para transmitir e retransmitir os dados
conforme a disponibilidade do meio (cabo), por meio de protocolos de
revezamento. Esse padrão é implementado nas redes padrão Ethernet,
normatizadas pela IEEE 802.3.
CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS WITH COLLISION AVOIDANCE (CSMA/CA) 
Protocolo que de�ne o formato de utilização de um meio de comunicação
compartilhado por meio de prevenção de colisão de onda portadora. Seu
funcionamento é realizado a partir da análise do meio pelo qual o sinal será
transmitido, e ao se veri�car que o canal está livre, a transmissão é iniciada. Como
apresentam Kurose e Ross (2013), durante a transmissão em uma rede de
computadores, cada host veri�ca o canal antes de transmitir e abstém-se de
transmitir quando percebe que o canal está ocupado. Esse é um padrão utilizado
pelas redes sem �o (wireless) e normatizado pela IEEE 802.11.
Essa camada é composta também por outros protocolos que regem a comunicação
em redes de telecomunicações e redes convergentes no contexto de integração
entre redes de telecomunicações e redes de computadores.
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SAIBA MAIS 
Protocolos de redes de computadores são os padrões desenvolvidos via
programação que regem o funcionamento dos serviços em redes de
computadores. Além das aplicações dos protocolos de redes de
computadores e suas funções, existe uma preocupação quanto a questões
de segurança em redes, que transcendem a funcionalidade de cada
protocolo e é suportada por protocolos adicionais, que operam em camadas
ou mesmo em subcamadas. Segundo Stallings (2015), o SSH é um protocolo
para comunicações seguras de rede projetado para que sua implementação
seja relativamente simples. Aplicações SSH cliente e servidor são
encontradas na maioria dos sistemas operacionais e utilizadas para login
remoto e tunelamento (termo utilizado nas VPN – Virtual Private Network).
Caro aluno, nesta seção foram apresentados alguns dos principais protocolos de
camada de aplicação àqueles que estão mais próximos ao pro�ssional de tecnologia
da informação e mesmo de usuários, que regem as aplicações �nais dos serviços
distribuídos em redes de computadores. Passamos por uma análise dos dois
principais protocolos de camada de transporte, o TCP e o UDP, caracterizando-os
pelas orientações à conexão e não orientação à conexão e relacionando-os com
protocolos e natureza de aplicações. Na camada de inter-redes, pudemos conhecer
as funções de endereçamento pelo seu principal protocolo, o IP, bem como ter uma
breve descrição de protocolos de roteamento. Para �nalizar, mostramos alguns
protocolos de camada de host de rede, que de�nem a forma com que os
dispositivos físicos implementam protocolos de comunicação e tratativas de erros.
PESQUISE MAIS
Conheça a seção 17.2 Secure Socket Layer, do capítulo 17, Segurança na
camada de Transporte, do livro Criptogra�a e Segurança em redes:
princípios e práticas, de Stallings (2015). Trata-se de um importante livro
dentro do contexto de redes e traz conteúdo referente à criptogra�a e
segurança de redes.
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Conheça a seção 17.3 Transport Layer Security , do capítulo 17, Segurança
na camada de Transporte, do livro Criptogra�a e Segurança em redes:
princípios e práticas, de Stallings (2015). Trata-se de um importante livro
dentro do contexto de redes e traz conteúdo referente à criptogra�a e à
segurança de redes.
STALLINGS, W. Criptogra�a e segurança de redes: princípios e práticas. 6
ed. São Paulo: Pearson Educacional do Brasil, 2015.
Conheça o site da revista eletrônica Wired. Trata-se de uma revista de
referência mundial sobre redes de computadores que acompanha toda a
história das redes. 
WIRED - Magazine. Revista eletrônica.
Conheça o site da revista eletrônica Network World. O site é uma
referência mundial de informações sobre redes de computadores.
FAÇA VALER A PENA
Questão 1
As redes sem �o (wireless) são comumente utilizadas em ambientes domésticos
para acesso à internet via desktops, notebooks, smartphones, smartTVs entre os
diversos dispositivos com interface de rede. No ambiente de trabalho, as redes sem
�o também são de grande importância, pois permitem ao pro�ssional atividades
operacionais e administrativas com mobilidade. Defendido por Kurose e Ross (2013)
as redes que fazem uso dos protocolos IEEE 802.11 projetadas para comunicação
sem �o estão presentes no local de trabalho, em casa, em instituições educacionais,
em cafés, aeroportos e esquinas.
Assinale a alternativa que traz o protocolo em nível de host de Rede que suporta o
padrão IEEE 802.11 utilizado para as redes Wi-Fi.
a.  CSMA/CD.
b.  HTTP.
c.  CSMA/CA.
0
V
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r 
a
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29/03/22, 15:30 lddkls211_red_sis_dis
https://colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=hector.gbs%40gmail.com&usuarioNome=HECTOR+GABRIEL+BORDIN+DA+SILVA&disciplinaDescricao=REDES+E+SISTEMAS+DISTRIBUÍD… 31/32
d.  UDP.
e.  FTP.
Questão 2
Na camada de transporte da arquitetura do TCP/IP (Transmission Control
Protocol/Internet Protocol), os serviços de transporte de dados podem ser
orientados à conexão e assim fazerem transmissões com a garantia de entrega dos
dados, ou serviços não orientados a conexões, que não tem esta garantia, pois
neste protocolo a velocidade de entrega é mais importante do