Fundamentos de Redes de Computadores

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Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 1 
 
SUMÁRIO 
Introdução a Redes de Computadores e Histórico da Internet ............................................................. 7 
Introdução .................................................................................................................................................. 7 
1. Redes de computadores e internet .......................................................................................... 7 
Conceitos ................................................................................................................................................... 7 
Comutação de circuitos .............................................................................................................................. 7 
Comutação de pacotes .............................................................................................................................. 8 
Tendências ................................................................................................................................................. 9 
Redes definidas por software ................................................................................................................. 9 
Internet das Coisas .............................................................................................................................. 10 
2. Topologias e área de cobertura de redes .............................................................................. 11 
Classificação das redes ........................................................................................................................... 11 
Classificação quanto à topologia .......................................................................................................... 11 
Classificação quanto à área de cobertura (alcance) ............................................................................ 12 
Meio de transmissão ................................................................................................................................ 12 
Redes cabeadas .................................................................................................................................. 12 
Redes sem fio ...................................................................................................................................... 13 
3. Redes sem fio ........................................................................................................................ 13 
Conceitos ................................................................................................................................................. 13 
Desenvolvimento .................................................................................................................................. 13 
Peculiaridades e características das redes sem fio .................................................................................. 14 
Vantagens ............................................................................................................................................ 14 
Desvantagens ...................................................................................................................................... 15 
Redes locais sem fio – WiFi ..................................................................................................................... 16 
Redes móveis celulares ........................................................................................................................... 16 
4. Considerações finais .............................................................................................................. 17 
Referências .............................................................................................................................................. 18 
Modelo de Referência OSI e Arquitetura TCP/IP ................................................................................ 19 
Introdução ................................................................................................................................................ 19 
1. Divisão da estrutura das redes em camadas ........................................................................ 19 
Modelo em camadas ................................................................................................................................ 19 
Elementos da camada .......................................................................................................................... 20 
Comunicações horizontal e vertical .......................................................................................................... 20 
Encapsulamento ....................................................................................................................................... 21 
2. Camadas do modelo OSI ....................................................................................................... 22 
Modelo OSI .............................................................................................................................................. 22 
Camadas de aplicação, apresentação e sessão ...................................................................................... 24 
Aplicação .............................................................................................................................................. 24 
Apresentação ....................................................................................................................................... 25 
Sessão ................................................................................................................................................. 25 
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Camadas de transporte e rede ................................................................................................................. 25 
Transporte ............................................................................................................................................ 25 
Rede ..................................................................................................................................................... 26 
Camadas de enlace e física ..................................................................................................................... 27 
Enlace .................................................................................................................................................. 27 
Física .................................................................................................................................................... 28 
Resumo ................................................................................................................................................ 29 
3. Camadas da arquitetura TCP/IP ............................................................................................ 29 
Arquitetura e evolução do protocolo TCP/IP ............................................................................................ 29 
Camadas: funções e principais protocolos ............................................................................................... 31 
Aplicação .............................................................................................................................................. 31 
Transporte ............................................................................................................................................ 31 
Internet ................................................................................................................................................. 32 
Acesso à rede ......................................................................................................................................33 
Considerações finais ................................................................................................................................ 34 
Referências .............................................................................................................................................. 34 
Explore + .................................................................................................................................................. 34 
Camadas de Aplicação e Transporte .................................................................................................. 35 
Introdução ................................................................................................................................................ 35 
1. Arquiteturas e camada de aplicação ..................................................................................... 35 
A Aplicação .............................................................................................................................................. 35 
Camada de Aplicação .......................................................................................................................... 35 
Arquiteturas de Aplicações ................................................................................................................... 36 
Arquitetura Cliente Servidor ..................................................................................................................... 36 
Cliente-servidor .................................................................................................................................... 36 
Servidor ................................................................................................................................................ 36 
Arquitetura Peer-to-peer ........................................................................................................................... 38 
Peer-to-peer ......................................................................................................................................... 38 
2. Serviços da camada de aplicação ......................................................................................... 38 
Camada de Aplicação .............................................................................................................................. 38 
Protocolos da Camada de Aplicação ................................................................................................... 38 
Camadas de Aplicação na Internet ...................................................................................................... 39 
Serviço WEB ............................................................................................................................................ 39 
Protocolo HTTP .................................................................................................................................... 39 
Serviço de correio eletrônico .................................................................................................................... 40 
Correio Eletrônico (e-mail) .................................................................................................................... 40 
SMTP ................................................................................................................................................... 41 
POP3 .................................................................................................................................................... 42 
IMAP..................................................................................................................................................... 42 
Serviço de Nomes .................................................................................................................................... 43 
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DNS ...................................................................................................................................................... 43 
3. Elementos da camada de transporte ..................................................................................... 46 
A camada de transporte na Internet ......................................................................................................... 46 
Serviço de Transporte .......................................................................................................................... 46 
Endereçamento dos processos ................................................................................................................ 47 
Multiplexação e demultiplexação.............................................................................................................. 48 
4. Serviços da camada de transporte ........................................................................................ 49 
Protocolos de Transporte da Internet ....................................................................................................... 49 
Protocolo UDP.......................................................................................................................................... 49 
UDP ...................................................................................................................................................... 49 
Protocolo TCP .......................................................................................................................................... 51 
TCP ...................................................................................................................................................... 51 
Modelo de serviço TCP ........................................................................................................................ 51 
Cabeçalho TCP ........................................................................................................................................ 52 
Cabeçalho de Segmento no TCP ......................................................................................................... 52 
Conexão TCP ........................................................................................................................................... 54 
Gerenciamento de conexão TCP ......................................................................................................... 54 
Tipos de portas......................................................................................................................................... 54 
Portas conhecidas ................................................................................................................................ 54 
Considerações finais ................................................................................................................................ 55 
Referências .............................................................................................................................................. 55 
Explore + .................................................................................................................................................. 56 
Camada de Rede ................................................................................................................................. 57 
Introdução ................................................................................................................................................ 57 
1. Camada OSI ........................................................................................................................... 57 
Camada de rede ....................................................................................................................................... 57 
Conceitos básicos da camada de rede ................................................................................................58 
Comutação na camada de rede ............................................................................................................... 58 
Comutação de pacotes store and forward ............................................................................................ 58 
Circuitos virtuais e datagramas ............................................................................................................ 60 
Encaminhamento por circuitos virtuais ..................................................................................................... 60 
Circuitos virtuais ................................................................................................................................... 60 
Encaminhamento por datagramas ........................................................................................................... 62 
Datagramas .......................................................................................................................................... 62 
Endereçamento na camada de rede ........................................................................................................ 62 
Endereçamento .................................................................................................................................... 62 
2. Configurações de rede IP ...................................................................................................... 63 
A camada de rede na Internet .................................................................................................................. 64 
Protocolo de endereços IPv4 ................................................................................................................... 64 
Protocolo IP versão 4 (IPv4) ................................................................................................................. 64 
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Endereço IPv4 .......................................................................................................................................... 65 
Endereçamento IPv4 ............................................................................................................................ 65 
Sub-Redes ........................................................................................................................................... 68 
Tradução de endereços ........................................................................................................................... 69 
NAT ...................................................................................................................................................... 69 
3. Protocolos de controle ........................................................................................................... 70 
Principais protocolos de controle.............................................................................................................. 70 
Protocolo de controle da Internet ......................................................................................................... 70 
Configuração automática de endereços ................................................................................................... 72 
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) ..................................................................................... 72 
Funcionamento do DHCP..................................................................................................................... 73 
ICMP (Internet Control Message Protocol) ........................................................................................... 74 
4. Algoritmos de roteamento ...................................................................................................... 75 
Encaminhando os pacotes na rede .......................................................................................................... 75 
Roteamento .......................................................................................................................................... 75 
Roteamento pelo caminho mais curto (Dijkstra) ................................................................................... 76 
Algoritmos de roteamento ........................................................................................................................ 78 
Roteamento de vetor de distâncias ...................................................................................................... 78 
Roteamento de estado de enlace ......................................................................................................... 79 
Roteamento hierárquico ....................................................................................................................... 80 
Considerações finais ................................................................................................................................ 81 
Referências .............................................................................................................................................. 82 
Explore + .................................................................................................................................................. 82 
Camadas de Enlace e Física ............................................................................................................... 83 
Introdução ................................................................................................................................................ 83 
1. Camada física ........................................................................................................................ 83 
A camada física ........................................................................................................................................ 83 
Transmitindo informações ........................................................................................................................ 84 
Transmissão de sinais .......................................................................................................................... 84 
Sinal periódico ...................................................................................................................................... 85 
Banda passante ................................................................................................................................... 86 
Taxa de transmissão ............................................................................................................................ 88 
Meios de transmissão .............................................................................................................................. 89 
Meios físicos de transmissão ............................................................................................................... 89 
Meios de transmissão não guiados (espaço aberto) ............................................................................ 92 
2. Camada de enlace ................................................................................................................. 94 
Serviços da camada de Enlace ................................................................................................................ 94 
Delimitação de quadros (enquadramento) ............................................................................................... 95 
Contagem de caractere ........................................................................................................................ 95 
Enquadramento por caractere .............................................................................................................. 96 
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Enquadramento por bit .........................................................................................................................97 
Violação de códigos do nível físico ...................................................................................................... 98 
Controle de erros (codificação) ................................................................................................................ 98 
Open loop ............................................................................................................................................. 98 
Feedback.............................................................................................................................................. 99 
Controle de fluxo ...................................................................................................................................... 99 
3. Subcamada de acesso......................................................................................................... 100 
A subcamada MAC da camada de enlace ............................................................................................. 100 
Camada MAC ..................................................................................................................................... 100 
Controlando o acesso ao meio ............................................................................................................... 101 
Como solucionar os problemas .......................................................................................................... 101 
Protocolos baseados em alocação estática ....................................................................................... 101 
Protocolos que empregam contenção ................................................................................................ 102 
Protocolos de acesso ordenado ......................................................................................................... 104 
Considerações finais .............................................................................................................................. 106 
Referências ............................................................................................................................................ 106 
Explore + ................................................................................................................................................ 107 
Fundamentos de Administração e Segurança em Rede de Computadores .................................... 108 
Introdução .............................................................................................................................................. 108 
1. Riscos de segurança nas redes de computadores ............................................................. 108 
Definições............................................................................................................................................... 108 
Propriedades da segurança da informação ........................................................................................ 108 
Tipos de ataques .................................................................................................................................... 109 
Etapas de um ataque ............................................................................................................................. 110 
2. Softwares e equipamentos para diminuição dos riscos ...................................................... 112 
Segurança física ..................................................................................................................................... 112 
Segurança física x Segurança lógica ................................................................................................. 112 
Segurança lógica .................................................................................................................................... 113 
Autenticação........................................................................................................................................... 113 
Sistemas de controle de acesso............................................................................................................. 113 
Criptografia ............................................................................................................................................. 114 
Entendendo a criptografia .................................................................................................................. 114 
Funções de hash .................................................................................................................................... 115 
Conhecendo as funções de hash ....................................................................................................... 115 
Assinatura digital .................................................................................................................................... 116 
O que é Assinatura Digital .................................................................................................................. 116 
Certificado digital .................................................................................................................................... 117 
O que é o Certificado Digital ............................................................................................................... 117 
Redes virtuais privadas (VPN) ............................................................................................................... 118 
O que é uma VPN .............................................................................................................................. 118 
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Firewall, sistemas de detecção de intrusão e antivírus ...................................................................... 118 
3. Arquitetura de gerenciamento de redes .............................................................................. 119 
Arquitetura de gerenciamento OSI ......................................................................................................... 119 
A importância do gerenciamento ........................................................................................................ 119 
Gerência de detecção e correção de falhas (F = fault)........................................................................... 120 
Gerência de configuração e operação (C = configuration) ..................................................................... 120 
Gerência de contabilidade e faturamento (A = accounting) .................................................................... 121 
Gerência de desempenho e otimização (P = performance) ................................................................... 121 
Gerência de segurança e proteção (S = security) .................................................................................. 121 
Considerações finais .............................................................................................................................. 122 
Referências ............................................................................................................................................ 122 
Explore + ................................................................................................................................................ 122 
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Introdução a Redes de Computadores e Histórico da 
Internet 
Introdução 
Hoje é impossível pensar na nossa vida sem a participação da Internet e das redes de computares. 
As redes causaram um grande impacto modificando a forma como trabalhamos, estudamos e nos 
relacionamos, enfim, mudou a forma como vivemos. 
Para alcançarmos o que temos hoje houve uma grande evolução ao longo das últimas décadas, 
saindo do uso de computadores de grande porte para dispositivos cada vez menores emais portáteis, como 
o smartphone. 
É importante compreendermos como essa evolução ocorreu e o contexto no qual a Internet foi criada, 
tendo um objetivo inicial de uso em ambientes acadêmicos e militares para depois ampliar o uso para as 
empresas e as pessoas. Para isso vamos começar nossos estudos entendendo essa evolução das redes 
de computadores e depois vamos conhecer como as redes são classificadas e organizadas. 
Por fim, vamos ver as características básicas das redes sem fio, que foram e são responsáveis por 
grande parte do acesso à internet por parte de nós, usuários! Inclusive é bem provável que você leia esse 
conteúdo através de uma rede sem fio em algum momento! 
Para começar, vejamos, a seguir, um vídeo introdutório com um apanhado histórico sobre a evolução 
das redes de computadores. 
1. Redes de computadores e internet 
Conceitos 
Um dos conceitos fundamentais e inerentes às redes de computadores, que causou uma mudança 
de paradigma nas comunicações e foi um dos responsáveis pelo grande sucesso da Internet, é o paradigma 
da comutação de pacotes. 
Antes do surgimento da Internet, as redes de comunicação, como as redes de telefonia fixa 
convencional, eram baseadas no conceito da comutação de circuitos. 
Na época, a grande inovação foi a mudança de paradigma para a comutação de pacotes, que facilitou 
a conectividade e a rápida expansão das redes de computadores para uma escala global. 
Comutação de circuitos 
Na comutação de circuitos, é necessário o estabelecimento prévio de um circuito físico entre a 
origem e o destino antes da transmissão da informação propriamente dita. Tomemos como exemplo a 
imagem, a seguir, de uma conversa telefônica que utiliza as redes tradicionais de telefonia fixa. 
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Comutação de circuitos – rede tradicional de telefonia fixa. 
O usuário A deseja estabelecer uma ligação telefônica com o usuário B, localizado em outra cidade. 
Ao digitar o número do telefone do usuário B com o respectivo DDD, a central telefônica local 
conectada ao aparelho do usuário A inicia um processo de sinalização pela rede telefônica até que um 
caminho físico (circuito) seja estabelecido da rede do terminal A ao terminal telefônico do usuário B. 
Ao atender o telefone, o usuário B confirma a utilização desse circuito. A partir daí, a conversa (troca 
de informação entre os usuários A e B pode ser efetuada. 
Veja, a seguir, o processo passo a passo: 
Fase 1: estabelecimento de circuito 
Nesta fase, há a sinalização, em que os terminais (telefones) ainda não começaram a se comunicar. 
Fase 2: troca de dados usando o circuito estabelecido 
Nesta fase, ocorre a troca de informação, a conversa propriamente dita entre os usuários. 
Fase 3: encerramento do circuito 
Nesta fase, o circuito é desfeito dentro da rede e os recursos voltam a ser disponibilizados para 
atender outras ligações. 
Comutação de pacotes 
Na comutação de pacotes, não existem as fases 1 e 3 descritas anteriormente, que compreendem o 
estabelecimento prévio de um circuito antes da transmissão dos dados e a desconexão ou o encerramento 
do circuito estabelecido ao final da comunicação. 
Neste tipo de comutação, a informação é dividida em conjuntos de dados chamados pacotes, que 
também carregam a informação de identificação da origem e do destino dentro da rede. 
Assim, os pacotes são encaminhados individualmente e de forma independente; cada ponto 
intermediário do percurso analisa as informações do pacote e decide por onde encaminhá-lo dentro da rede, 
até que ele alcance o destinatário final. Veja a imagem a seguir: 
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Representação de transmissão de dados entre origem A e destino B. 
Temos um exemplo de um diagrama esquemático da transmissão de dados entre origem “A” e 
destino “B” conectados pelos nós intermediários (S1, S2, S3, S4, S5 e S6). 
A informação foi particionada em quatro pacotes (1, 2, 3 e 4) que são encaminhados de forma 
independente dentro da rede até alcançarem o destino “B”, conforme a imagem a seguir: 
 
Representação de transmissão de dados entre origem “A” e destino “B” 
Observe que cada pacote pode seguir um caminho diferente, de forma que a ordem de chegada ao 
destino não é preservada. Cabe assim ao nó destino “B” rearrumar os pacotes na sequência correta para 
recuperar completamente a informação original transmitida por “A”. 
Tendências 
Redes definidas por software 
As redes de computadores apresentaram uma evolução impressionante ao longo das últimas 
décadas, e as projeções apontam para um desenvolvimento ainda mais rápido nos próximos anos. Cada 
vez mais, as pessoas dependerão das redes de computadores para o uso dos mais diversos serviços, com 
impactos cada vez maiores em todas as áreas de atuação da sociedade. 
Dada a grande evolução e o crescimento das redes de computadores, essas estruturas passaram a 
integrar grande quantidade e diversidade de sistemas, equipamentos, dispositivos, enlaces e serviços, 
tornando as tarefas de gerência bastante complicadas e dispendiosas. 
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As redes definidas por software (SDN: Software Defined Networks) permitem programar o 
comportamento da rede de forma centralizada e controlada por meio de interfaces de programação abertas. 
Controlador de redes 
É um sistema que roda em um servidor central desenvolvido para controlar todo o fluxo de informações na rede 
de forma a facilitar o trabalho de gerência e melhorar o desempenho das aplicações de rede. O controlador utiliza 
protocolos para se comunicar com os demais elementos da rede e informar para onde encaminhar os pacotes. 
A figura central em uma rede SDN é o controlador de rede, por onde o gerente consegue estabelecer 
políticas e comportamentos, e passar essas informações diretamente para os equipamentos que compõe a 
rede. Assim, o plano de controle da rede fica independente das características físicas e do hardware de cada 
equipamento, sendo implementado agora no controlador de rede. Observe a imagem a seguir: 
 
Representação de rede 
Vimos, na imagem anterior, uma representação de rede onde o controlador possui a visão global da 
topologia e atua diretamente nos equipamentos para estabelecer as políticas definidas pelo gerente da rede. 
Internet das Coisas 
A conectividade é a palavra-chave da Internet; sendo assim, a evolução, no sentido de aumentar 
ainda mais o grau de conectividade, trouxe a tecnologia da Internet das Coisas (IoT: Internet of Things). 
A ideia é conectar não apenas os computadores, smartphones e tablets, mas também qualquer 
dispositivo, objeto e até mesmo animais na rede. Isso permitiria que todos os objetos do nosso cotidiano 
(ex. geladeira, porta da casa, lata de lixo, par de sapatos etc.) pudessem trocar dados e ser utilizados 
remotamente. 
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2. Topologias e área de cobertura de redes 
Classificação das redes 
Classificação quanto à topologia 
Nós 
Representam os sistemas finais responsáveis pela geração, consumo dos dados e o propósito de 
existência da rede, ou sistemas intermediários participantes da infraestrutura da rede e retransmitem os 
dados dos usuários até que cheguem ao destino, que são interconectados em rede. 
Enlaces 
Representam as ligações físicas entre os nós da rede, podendo empregar os mais diferentes meios 
de transmissão: fibra ótica, par trançado, cabo coaxial, transmissão em RF, micro-ondas, enlace satelital 
etc. 
Protocolos 
Implementam as regras de comunicação nas redes que organizam e controlam o fluxo de informação. 
Os protocolos automatizam a comunicação entre os nós e resolvem os problemas de transmissão, erros, 
controles, gerência, serviços e políticas de uso. 
A topologia de uma rede é representada pelo arranjo de ligação dos nós através dos enlaces. Essas 
ligaçõespodem ocorrer das mais diversas formas, o que resulta em diferentes tipos de topologia. 
Veja alguns tipos de arranjos e os respectivos nomes dados às topologias a seguir: 
 
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A topologia de uma rede tem influência direta no seu desempenho e na sua robustez. 
Classificação quanto à área de cobertura (alcance) 
As redes de computadores podem também ser classificadas quanto à região ou área física em que 
são dispostas para prestarem serviços aos usuários. São classificadas sob diversas siglas, que 
detalharemos no vídeo a seguir: LAN, MAN, WAN, WLAN, WMAN, SAN e PAN. 
Meio de transmissão 
Redes cabeadas 
Podemos também classificar as redes em dois grandes grupos de acordo com o tipo de meio físico 
usado para interconectar os dispositivos: redes cabeadas ou redes sem fio. 
Nas redes cabeadas (ou redes por cabo), as conexões entre os dispositivos empregam meios físicos 
por onde o sinal é transmitido de forma confinada. São geralmente empregados como meios físicos os 
seguintes cabos: 
 
Algumas características da rede cabeada são: 
Transporte de sinal 
Tanto o par trançado quanto o cabo coaxial transportam o sinal eletromagnético. Na fibra óptica, o 
sinal é propagado na forma de luz. 
Vantagens e desvantagens 
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Cada um dos meios oferece vantagens e desvantagens em relação aos demais. Embora o par 
trançado seja mais flexível e barato, enfrenta o problema de interferências eletromagnéticas em maior 
escala. Já a fibra óptica, que é mais cara, está imune às interferências e possui a capacidade de atingir 
altas taxas de transmissão. 
Redes sem fio 
Nas redes sem fio, o sinal é transmitido em espaço aberto, não guiado. São tecnologias de redes 
sem fio: 
 
Esses tipos de rede apresentam diversas facilidades em relação às redes cabeadas, como a rapidez 
na instalação, capacidade de mobilidade, pouco ou nenhum impacto sobre a infraestrutura predial. Em 
alguns prédios históricos e locais críticos, acabam sendo a única possibilidade viável para uma rede ser 
instalada. 
3. Redes sem fio 
Conceitos 
Desenvolvimento 
O objetivo da ALOHAnet, primeira demonstração pública das redes sem fio em pacotes (dados), era 
empregar equipamentos de rádio de baixo custo para as transmissões que possibilitassem a conexão dos 
terminais dos usuários espalhados pela universidade até um grande computador central de uso 
compartilhado. 
Embora as redes sem fio para transmissão de dados tenham se popularizado bastante nas últimas décadas, o 
seu desenvolvimento data do início dos anos 1970. Pode-se afirmar que a primeira demonstração pública das redes 
sem fio em pacotes (dados) ocorreu em junho de 1971, na Universidade do Havaí, conhecida como ALOHAnet. 
(ABRAMSON, 2009) 
A contribuição que o sistema trouxe foi tão importante que, mais tarde, diversos protocolos de 
comunicação empregados em redes celulares e até mesmo em redes cabeadas foram inspirados na 
ALOHAnet. 
Veja, a seguir, a imagem em que os terminais remotos acessam a estação central através de 
transmissões UHF (Ultra High Frequency) em meio aberto: 
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Ilustração da rede ALOHA. 
A partir de então, o desenvolvimento das redes sem fio seguiu um ritmo constante, até chegarmos à 
explosão de seu uso nos dias de hoje. Pode-se dizer que as tecnologias de redes sem fio foram responsáveis 
pela imensa conectividade de usuários que observamos em todo o mundo, como também são um veículo 
de participação e inclusão social. 
Porém, antes de abordarmos algumas de suas principais tecnologias, é importante entender alguns 
conceitos e algumas peculiaridades das redes sem fio que as diferem das redes cabeadas tradicionais. 
Peculiaridades e características das redes sem fio 
Vantagens 
A simples possibilidade de se utilizar enlaces sem fio em vez de enlaces por cabo em redes de 
computadores introduz diversas vantagens. 
O lançamento de cabos em áreas urbanas ou rurais, ou mesmo a instalação predial de cabos, pode, 
por vezes, ser bastante complicado, custoso ou até mesmo proibido. No exemplo citado anteriormente da 
ALOHAnet, o terreno acidentado e a dispersão dos terminais na universidade se tornaram claramente fatores 
motivadores para a utilização de enlaces sem fio. Existem também outras situações em que a adoção dos 
enlaces sem fio acaba se tornando a única opção disponível. 
Exemplo 
A instalação de uma rede em um prédio histórico tombado onde não é permitida qualquer alteração, obra ou 
reforma; dentro de um centro cirúrgico de um hospital; instalação de redes temporárias etc. 
A mobilidade dos terminais também aparece como uma das grandes vantagens da utilização 
de redes sem fio; assim, uma infinidade de diferentes cenários para a utilização das redes de computadores 
se tornou possível, tais como: campos de batalha, regiões afetadas por calamidades, operações de resgate, 
atividades esportivas, eventos, shows, veículos autônomos não tripulados, redes de sensores. 
A facilidade de expansão da rede com a inclusão de novos dispositivos e a rapidez com que esses 
dispositivos podem ser instalados e ganhar acesso à rede sem fio também configuram grandes vantagens 
em relação às redes com cabos. Podemos adicionar a isso a flexibilidade de o terminal poder alcançar locais 
aonde o cabo não chega. 
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Desvantagens 
No entanto, é importante também conhecer as desvantagens ou dificuldades encontradas pelas 
redes sem fio. Em primeiro lugar, a transmissão em espaço aberto traz preocupações imediatas com a 
segurança, visto que os sinais podem ser mais facilmente capturados por algum terminal não autorizado 
que esteja escutando o meio. 
A transmissão do sinal em espaço aberto também está sujeita a maior atenuação do sinal e 
interferência de outras fontes, tendo em vista que não há a proteção e o isolamento do meio guiado. Isso 
afeta diretamente as taxas de transmissão, o alcance e a potência necessária nos transmissores. 
A propagação do sinal também sofre o que se chama de propagação multivias; como o meio não 
é guiado, o sinal pode sofrer reflexões em obstáculos pelo caminho, o que dificulta a detecção da informação 
por parte dos receptores. Até mesmo as condições climáticas (temperatura, pressão, umidade do ar) impõem 
dificuldades nas transmissões. Em suma, a transmissão de sinais em meio aberto está sujeita a diferentes 
intemperes e dificuldades que geralmente não afetam ou são mitigadas pelos meios guiados. 
Veja as seguintes imagens que exemplificam essas dificuldades: 
 
Sinal sendo refletido por múltiplos caminhos no espaço aberto (propagação multivias) 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 16 
 
 
Condições climáticas (chuva) causando a atenuação do sinal para o receptor 
Redes locais sem fio – WiFi 
As redes locais sem fio se tornaram atualmente uma das mais importantes tecnologias de acesso à 
Internet. 
Está presente nos mais diversos locais de atividade das pessoas: em casa, no trabalho, nos hotéis, 
nas universidades, escolas, nos restaurantes, cafés, aeroportos, estádios etc. 
A tecnologia dominante empregada em redes locais sem fio é a tecnologia WiFi, identificada pelo 
padrão IEEE 802.11. 
Redes móveis celulares 
Outra tecnologia de redes de comunicação sem fio amplamente utilizada nos dias atuais é a 
tecnologia de redes móveis celulares. A cobertura que essas redes oferecem nas grandes cidades, estradas 
e até mesmo em zonas rurais é bastante ampla, o que motivou a explosão do consumo e a utilização de 
aparelhos celulares como plataformas de acesso à Internet. 
Um levantamento realizado pela empresa GSMA Intelligence estimou que, até janeiro de 2020, cerca 
de 5,18 billhões de pessoas aparecem como usuários de serviço de telefonia celular, ou seja, 66.77% da 
populaçãomundial. Esse dado confirma o grande sucesso e a evolução tecnológica dessas redes ao longo 
dos anos e também reflete a necessidade da população mundial por serviços de redes móveis sem fio. 
Veja, a seguir, uma imagem da estrutura básica de uma rede móvel celular. 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 17 
 
 
Estrutura básica de uma rede móvel celular. 
As células representadas pelos hexágonos cobrem determinada região geográfica na qual o acesso 
à rede é oferecido. O conjunto de células, então, garante a cobertura em uma área maior: uma cidade, por 
exemplo. Cada célula possui uma estação-base – BS (Base Station), que desempenha um papel 
semelhante ao dos APs nas redes IEEE 802.11. 
Veja as seguintes características das redes móveis celulares: 
Handoff 
Um dos objetivos das redes móveis celulares é oferecer mobilidade total aos usuários. Ao se 
movimentarem, os usuários podem trocar de célula de cobertura e, assim, trocar também de acesso a outra 
BS. Esse processo é conhecido como handoff, que é totalmente despercebido pelos usuários e realizado 
automaticamente pela rede e pelos dispositivos móveis. 
Uplink e downlink 
A comunicação dos terminais até a BS é realizada pelo canal chamado uplink (canal de subida que 
é compartilhado entre os terminais), e a comunicação da BS até os terminais é realizada pelo downlink 
(canal de decida controlado unicamente pela BS). 
Assim, no canal compartilhado uplink, são necessários também os protocolos de múltiplo acesso 
para organizar a comunicação dos diversos terminais. Porém, diferente das redes WiFi, aqui não se utiliza 
o protocolo CSMA/CA, e sim soluções de compartilhamento estáticas baseadas, por exemplo, na técnica 
de múltiplo acesso por divisão no tempo – TDMA (Time Division Multiple Access) ou divisão de 
frequência – FDMA (Frequency Division Multiple Access). Essas soluções foram herdadas das redes de 
telefonia anteriores, e não das redes de dados. 
4. Considerações finais 
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Marcio Quirino - 18 
 
As redes de computadores apresentam uma história relativamente recente; no entanto, os avanços 
experimentados pela tecnologia de rede fizeram com que as redes de computadores se tornassem presentes 
nas mais diversas atividades da sociedade, sendo praticamente indispensáveis atualmente. 
Referências 
ABRAMSON, N. The ALOHAnet – Surfing for Wireless Data, IEEE Communications 
Magazine.47(12): 21–25. Consultado na internet em: 19 maio 2022. 
BARAN, P. On Distributed Communication Networks: I. Introduction to Distributed Communications 
Networks. Santa Monica, CA: RAND Corporation, 1964. Consultado na internet em: 19 maio 2022. 
KLEINROCK, L. History of the Internet and its flexible future. IEEE Wireless Communications Volume: 
15. Consultado na internet em: 19 maio 2022. 
KUROSE, F., ROSS, K. Redes de Computadores e a Internet. 5. ed. São Paulo: Pearson, 2010. 
LEINER, B. et. al. The Past and Future History of the Internet, Communications of the ACM 40(2):102-
108. Consultado na internet em: 19 maio 2022. 
STALLINGS, W. Redes e Sistemas de Comunicação de Dados. 1. ed. Rio de Janeiro: Altabooks, 
2018. 
TANENBAUM, A. Redes de Computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson, 2011. 
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Pesquise e assista ao vídeo História da internet no Brasil e a importância da RNP. 
Busque e analise também o material IEEE 802.11TM WIRELESS LOCAL AREA NETWORKS. 
 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 19 
 
Modelo de Referência OSI e Arquitetura TCP/IP 
Introdução 
Uma infinidade de serviços é oferecida por meio da internet, por exemplo, os governamentais, 
financeiros, educacionais, entre muitos outros que mudaram o comportamento humano. Ao ficarmos sem 
acesso à internet, sentimos como se estivéssemos em uma ilha deserta. Experimente colocar seu 
smartphone em modo avião durante um dia e perceba como se sentirá isolado. 
Mas, para que todos esses serviços possam funcionar, um conjunto de funcionalidades complexas e 
difíceis de implementar deve ser disponibilizado pelos dispositivos que compõem uma rede. Portanto, desde 
o início das redes de comunicação de dados, foram pensadas formas de otimizar o processo da transmissão 
de dados. 
1. Divisão da estrutura das redes em camadas 
Modelo em camadas 
A internet é um conjunto de redes de computadores que permite a troca de informações entre 
dispositivos computacionais. Para que essa troca seja realizada de forma eficiente, devem ser estabelecidas 
regras de comunicação. Essas regras são os protocolos de rede, que devem garantir que a comunicação 
ocorra de forma confiável, segura, eficaz, no momento certo e para a pessoa certa. 
De maneira intuitiva, percebemos que satisfazer a todos esses requisitos não é uma tarefa fácil. São 
muitas regras que devem ser implementadas para garantir a efetividade da comunicação, tornando o 
processo de troca de dados entre computadores uma tarefa extremamente complexa. 
Por causa dessa complexidade, os engenheiros e projetistas de redes do passado pensaram em 
formas de facilitar o desenvolvimento das regras nos dispositivos computacionais. Eles utilizaram um 
princípio básico de resolução de diversos outros problemas: a técnica de dividir para conquistar. 
Na técnica dividir para conquistar, os projetistas dividem o problema em problemas menores e 
resolvem cada um de forma isolada. Se cada pequeno problema for resolvido, o grande problema será 
resolvido. 
Para que essa divisão ocorresse de forma simplificada, os projetistas dividiram a organização das 
redes de computadores em camadas, sendo cada camada responsável por cuidar de determinada regra ou 
protocolo necessário ao processo de comunicação. 
A quantidade de camadas utilizadas depende de como as funcionalidades são divididas. Quanto 
maior a divisão, maior o número de camadas que serão empilhadas, numerando da mais baixa, camada 1, 
para a mais alta, camada n. 
 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 20 
 
As camadas se inter-relacionam da seguinte maneira: a camada superior utiliza os serviços 
oferecidos por outra imediatamente inferior, portanto, a camada 3 utiliza os serviços oferecidos pela camada 
2. 
De forma contrária, podemos dizer que a camada inferior oferece serviços para outra imediatamente 
superior, logo, a camada 2 oferece serviços para a camada 3. 
Elementos da camada 
As camadas são formadas por três elementos principais: 
Serviço 
É o conjunto de funcionalidades que uma determinada camada oferece. Por exemplo, uma camada 
pode ser responsável pela verificação de erros na transmissão, por determinar o endereço de um 
computador, entre outras funcionalidades. O serviço diz o que a camada faz e não como ela faz. 
Protocolo 
Responsável por como a camada faz. Assim, o protocolo é a implementação do serviço da camada, 
ou seja, executa as regras para que os erros possam ser corrigidos ou para que um computador possa ser 
identificado. "Um conjunto de camadas e protocolos é a arquitetura de rede e o conjunto de protocolos 
utilizados por determinado sistema é uma pilha de protocolos." (TANENBAUM, 2011, p. 38) 
Interface 
Para que uma camada possa utilizar a camada imediatamente inferior, é necessário que haja um 
ponto de comunicação entre ambas, chamado interface. Por meio dela, uma camada pode utilizar o serviço 
de outra, passando informações para a camada vizinha. 
Onde, exatamente, tudo isso é implementado no computador? 
O que está implementado são os protocolos e interfaces, que podem estar desenvolvidos em um 
hardware, como uma placa de rede, ou em um software, como no sistema operacional da máquina. 
Agora que os elementos da camada foram apresentados, é possível entender dois conceitos 
importantes da arquitetura de redes: Comunicação Vertical e Comunicação Horizontal. 
Comunicações horizontal e vertical 
Já vimos que uma camada utiliza os serviços de outra imediatamente inferior, sucessivamente,até 
chegar à camada mais baixa. Como estão empilhadas, podemos fazer analogia à comunicação vertical, uma 
vez que o dado original, no topo do conjunto de camadas, desce até a camada 1, caracterizando a 
verticalidade desse processo. 
Na origem 
Na origem, o dado a ser transmitido desce pelas camadas até o nível mais baixo, a camada 1. Essa 
camada está conectada ao meio de transmissão, por exemplo, uma fibra ótica, um cabo de rede metálico 
ou o ar, possíveis caminhos para o dado fluir até o destino. 
No destino 
No destino, o processo ocorrerá de modo contrário, pois o dado sobe pelas camadas até o nível mais 
alto da arquitetura. Podemos, assim, associar a comunicação vertical aos serviços das camadas. 
Conforme o dado passa por determinada camada, o hardware ou o software, responsável por 
implementar o protocolo, irá preparar esse dado para que a regra (para a qual ele foi projetado) possa ser 
executada. 
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Se a camada 2 é responsável pela verificação de erro, o dado será preparado na origem por essa 
camada para que, ao passar pela camada 2 do destino, seja verificado se houve erro ou não. 
No exemplo anterior, vimos que a camada 2 de origem preparou o dado para que a camada 2 de 
destino verificasse se a informação está correta, caracterizando a existência de uma conversa entre as duas 
camadas de mesmo nível em computadores distintos. Essa conversa é a comunicação horizontal, realizada 
pelos protocolos que implementarão a regra. 
 
Relação entre camadas, protocolos e interfaces. 
Encapsulamento 
Ainda pode estar um pouco abstrata a forma como realmente a comunicação vertical e, 
principalmente, a horizontal funcionam. 
Como a camada 2 da máquina de origem consegue conversar com a mesma camada na máquina 
de destino? 
A comunicação horizontal ocorre de forma virtual. A camada 2 da máquina de origem, ao preparar o 
dado para ser enviado, adiciona informações que serão lidas e tratadas única e exclusivamente pela mesma 
camada do dispositivo de destino. Essas informações são denominadas cabeçalhos. 
Fundamentos de Redes de Computadores 
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Comunicação horizontal por meio de cabeçalho. 
Cada camada adicionará um novo cabeçalho ao dado que será enviado, e esse processo é chamado 
de encapsulamento. 
Cada camada receberá o dado da camada superior, através da interface, e adicionará seu próprio 
cabeçalho, encapsulando o dado recebido. 
 
Processo de encapsulamento de dados. 
Nesse processo, quando determinada camada recebe os dados, ela não se preocupa com o 
conteúdo que recebeu, apenas adiciona o seu cabeçalho para permitir que o protocolo execute as regras 
necessárias à comunicação. 
Esse procedimento acontece, repetidamente, até alcançar a camada 1 e a informação ser transmitida 
ao destino, onde ocorrerá o processo inverso. A informação subirá, desencapsulando as informações, da 
camada 1 até o usuário do serviço. 
Atenção! 
Ao realizar o encapsulamento, a unidade de dados do protocolo ou PDU (Protocol Data Unit, na sigla em inglês) 
é criada. 
A PDU é constituída pela informação que vem da camada superior (PDU da camada superior) e o cabeçalho 
da própria camada. 
2. Camadas do modelo OSI 
Modelo OSI 
Na década de 1970, a International Organization for Standardization (ISO), um órgão que desenvolve 
padrões internacionais, criou um modelo de referência de camadas denominado OSI (Open System 
Interconnection - ISO/IEC 7498-1:1994). 
O objetivo foi elaborar um modelo que permitisse a comunicação entre sistemas diferentes, 
independentemente de suas arquiteturas, facilitando a comunicação, sem a necessidade de realizar 
mudanças na lógica do hardware ou software (FOROUZAN, 2010). 
Observe que o modelo OSI propriamente dito não é uma arquitetura de rede, pois não especifica os serviços 
e protocolos exatos que devem ser usados em cada camada. Ele apenas informa o que cada camada deve fazer. No 
entanto, a ISO também produziu padrões para todas as camadas, embora esses padrões não façam parte do próprio 
modelo de referência. Cada um foi publicado como um padrão internacional distinto. O modelo (em parte) é bastante 
utilizado, embora os protocolos associados há muito tempo tenham sido deixados de lado. 
(TANENBAUM, 2011, p. 45) 
Fundamentos de Redes de Computadores 
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O que utilizamos hoje do modelo OSI é a referência para as funções das camadas. Então, quando 
ouvimos falar que determinado protocolo é da camada X (1, 2, 3, ...), esse X se refere ao OSI, tanto que é 
encontrada, em diversos livros e artigos, a expressão modelo de referência OSI (RM-OSI em inglês). 
O modelo OSI possui sete camadas, de cima para baixo: aplicação, apresentação, sessão, 
transporte, rede, enlace e física. 
De acordo com o conceito de camadas que estudamos, cada uma delas é responsável por 
determinada tarefa no processo de transmissão de dados. Entretanto, já sabemos que, por mais que tenham 
sido especificados protocolos para cada camada, na prática, eles não são utilizados. 
 
Os conceitos estudados de comunicação vertical, comunicação horizontal e encapsulamento são 
válidos nesse modelo. Portanto, um dado transmitido por um dispositivo de origem será inserido na estrutura 
de rede a partir da camada de aplicação e descerá até a camada física, quando será enviado pelo meio de 
transmissão. Cada camada adicionará o seu próprio cabeçalho, encapsulando a PDU da camada superior 
e permitindo a comunicação horizontal entre camadas de mesmo nível. 
 
É possível dividir as sete camadas em três subgrupos. 
Camadas mais altas 
As três camadas mais altas (aplicação, apresentação e sessão) estão relacionadas a funções que 
dão suporte para que os usuários possam acessar os diversos serviços de redes, garantindo a 
interoperabilidade de sistemas heterogêneos (FOROUZAN, 2010). 
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Camadas mais inferiores 
As três camadas mais inferiores (rede, enlace e física) estão relacionadas às operações ligadas aos 
aspectos da movimentação dos dados de um dispositivo para o outro, dando suporte às operações de rede 
(FOROUZAN, 2010). 
Camadas de transporte 
A camada de transporte faz a interligação entre o suporte ao usuário e o suporte de rede. Ela vai 
permitir que os dados que chegaram das camadas mais baixas estejam em condições de serem utilizados 
pelas camadas mais altas (FOROUZAN, 2010). 
 
Agora vamos ver, de modo mais específico, as tarefas de cada camada do modelo OSI. 
Sua primeira tarefa será conseguir acesso aos recursos da rede. Escolha com atenção o serviço 
mais adequado para enviar a sua mensagem! 
Camadas de aplicação, apresentação e sessão 
Aplicação 
A camada de aplicação é a que está mais próxima de nós, usuários da rede. Podemos citar algumas 
das aplicações oferecidas por essa camada: 
• Serviço web. 
• Serviço de correio eletrônico. 
• Serviço de transferência de arquivos. 
• Serviço de streaming de áudio e vídeo. 
• Serviço de compartilhamento de arquivos. 
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Os serviços citados acima ou quaisquer outros oferecidos pela camada de aplicação são executados 
por processos dos usuários que estão em andamento em determinado dispositivo. 
 Sua segunda tarefa será traduzir, criptografar e comprimir dados. Organização é a palavra-chave! 
Apresentação 
A camada de apresentação é responsável por garantir a interoperabilidade dos sistemas 
heterogêneos, ou seja, permitir que, independentemente do dispositivo que você esteja utilizando 
(computador, smartphone, televisão, carro etc.) e do sistema operacional (MS Windows, Apple IOS, Linux 
etc.), seja possível acessar qualquer tipo de serviço disponibilizado pela rede. 
Para que haja essa interoperabilidade, a camada de apresentação é responsável por fazer a 
transformação dos dados, por isso, podemos chamá-la de tradutorda rede. Ela será responsável pela 
conversão entre formatos, compressão de dados e criptografia. 
Sua terceira tarefa será estabelecer, gerenciar e encerrar sessões, garantindo a sincronia da 
comunicação. 
Sessão 
Essa camada é responsável por organizar a comunicação entre os dispositivos e permitirá que os 
usuários, em diferentes máquinas, possam estabelecer sessões de comunicação; cada sessão terá dois 
serviços básicos: controle de diálogo e sincronização. 
Controle de diálogo 
Define quem transmitirá em determinado momento. Considerando a existência de dois usuários, A e 
B, a camada de sessão determinará se eles podem transmitir simultaneamente, caracterizando a 
comunicação full duplex, ou de forma intercalada, em um sentido por vez, a exemplo da comunicação half 
duplex. 
Sincronização 
Permite que sejam estabelecidos pontos de controle em determinado fluxo de dados. Esses pontos 
permitem que, se houver uma perda de comunicação, a transmissão de dados seja restabelecida a partir 
daquele ponto e não desde o início da transmissão. 
Sua quarta tarefa será prover a entrega confiável de mensagens processo a processo e a 
recuperação de erros. Fique atento ao fluxo de informações! 
Camadas de transporte e rede 
Transporte 
Essa camada tem por finalidade garantir a entrega de processo a processo de todos os dados 
enviados pelo usuário. Podemos dizer que a camada de transporte é responsável por entregar os dados 
corretamente para os processos que estão em execução na camada de aplicação. 
Esse papel da camada de transporte a torna uma das mais complexas dentro da estrutura do modelo 
OSI. Para garantir que as mensagens da camada de aplicação sejam entregues corretamente, diversas 
funções são necessárias: 
Segmentação e remontagem 
A camada de transporte receberá os dados originados na camada de sessão (PDU da camada de 
sessão) e irá dividi-los em pedaços, segmentos de dados (PDU da camada de transporte), que possam ser 
enviados e, na camada de transporte de destino, irá remontá-los na ordem correta. Para isso, será 
necessário estabelecer números de sequência para garantir que, independentemente da ordem de chegada, 
os dados sejam remontados na ordem correta. 
Fundamentos de Redes de Computadores 
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Controle de erros fim a fim 
A camada de transporte verificará se ocorreram erros na comunicação fim a fim, ou seja, entre os 
processos da camada de aplicação. Na origem, serão adicionadas informações que permitam identificar no 
destino se durante o tráfego pela rede ocorreu algum erro e, possivelmente, corrigi-lo. 
Controle de fluxo 
A camada de transporte será encarregada de evitar que o processo na origem sobrecarregue o 
processo no destino. 
Controle de conexão 
A camada de transporte pode ser orientada ou não à conexão. No serviço orientado à conexão, a 
camada de transporte será responsável por estabelecer a conexão entre os processos de origem e destino. 
Endereçamento do ponto de acesso ao serviço 
Em um dispositivo, normalmente, estão em andamento diversos tipos de serviços executados por 
vários processos e não apenas um. A camada de transporte será responsável por fazer a entrega para o 
processo correto e, para isso, será utilizado o chamado endereço de porta. Ele indicará o serviço correto 
que deverá receber os dados. 
Controle de congestionamento 
No mundo real, as máquinas não estão diretamente conectadas, ou seja, não há uma comunicação 
ponto a ponto direta. Entre a máquina de origem e de destino existem diversos outros dispositivos cuja 
finalidade é fazer a informação ir de um ponto a outro. Como esses equipamentos transmitirão dados de 
diversas outras origens, poderá haver uma sobrecarga desses dispositivos. A camada de transporte será 
responsável por monitorar esse congestionamento e, possivelmente, tratá-lo. 
Sua quinta tarefa será transferir pacotes da origem ao destino, permitindo a ligação entre as redes. 
Cuidado para não tomar uma rota errada! 
Rede 
A camada de rede é responsável por determinar o caminho da origem até o destino. Ela receberá os 
segmentos gerados pela camada de transporte e, no cabeçalho da camada de rede, irá inserir o endereço 
da máquina de destino para que seja enviado pela rede por meio dos diversos dispositivos intermediários. 
Enquanto a camada de transporte é responsável pela comunicação processo a processo, a camada de rede 
é encarregada da comunicação máquina a máquina. 
Veja a representação desse fluxo a seguir: 
 
Comparação entre camada de transporte e camada de rede. 
Para cumprir nosso objetivo, duas funcionalidades principais devem ser estabelecidas: 
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Endereço lógico 
O endereço da porta, definido pela camada de transporte, permitirá a entrega no processo de destino. 
Mas, para que isso aconteça, é necessário que os segmentos cheguem à máquina de destino. Por isso, são 
empregados endereços lógicos a fim de permitir que os dispositivos intermediários encaminhem os dados 
pelas redes e alcancem o destino. 
Roteamento 
A função de roteamento permite estabelecer um caminho entre origem e destino. Os dispositivos 
intermediários verificarão o endereço lógico de destino e, com base nas informações de caminho que eles 
possuem, farão o processo de encaminhamento para outros dispositivos intermediários a fim de alcançar o 
destino da informação. 
Sua sexta tarefa será organizar os bits em quadros, fornecendo a entrega nó a nó. Tenha atenção 
aos erros no caminho! 
Camadas de enlace e física 
Enlace 
A camada de rede tem a responsabilidade da entrega dos dados para a máquina de destino. 
Normalmente, as máquinas não estão diretamente conectadas, ou seja, origem e destino não estão ligados 
diretamente por um meio físico, mas por dispositivos intermediários, como a internet. Então, como visto na 
camada de rede, os dados serão roteados por essa internet até chegar ao destino. Após ser definido por 
qual caminho os dados devem prosseguir, a camada de enlace surgirá para garantir essa comunicação 
ponto a ponto ou hop to hop. 
Veja a representação desse fluxo a seguir: 
 
Entrega desde a origem até o destino. 
A camada de enlace é responsável por garantir a comunicação entre dispositivos adjacentes. Ela 
corrigirá quaisquer problemas que tenham ocorrido no meio físico de transmissão e entregará para a camada 
de rede um serviço de transmissão de dados aparentemente livre de erros. 
É possível fazer uma analogia entre as camadas de enlace e de transporte: 
Transporte 
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Realiza a entrega confiável processo a processo. 
Enlace 
Realiza a entrega confiável entre máquinas adjacentes, nó a nó. 
Por esse motivo, muitas das funções existentes na camada de transporte também estarão presentes 
na de enlace: 
Controle de erros 
Os meios de transmissão não são livres de erro; portanto, os dados que trafegam através deles estão 
sujeitos a erros. A camada de enlace pode implementar mecanismos de controle de erro com a finalidade 
de agregar confiabilidade ao serviço de transmissão. 
Controle de acesso ao meio 
Como alguns meios de transmissão são compartilhados, ou seja, mais de um dispositivo pode 
transmitir pelo mesmo meio, é necessário um mecanismo para controlar qual dos dispositivos pode transmitir 
naquele momento. 
Endereçamento físico 
Enquanto o endereço de porta indica o processo na máquina de destino e o endereço lógico indica 
o dispositivo de destino, o endereço físico indicará qual será o próximo dispositivo no caminho origem-
destino. Ao chegar à rede de destino, o endereço físico será o do dispositivo final. 
Controle de fluxo 
Semelhante ao que acontece na camada de transporte, o controle de fluxo evitará que o nó de origem 
sobrecarregue o nó de destino. 
Enquadramento 
A camada de enlace receberá os dados da camada de rede (PDU da camada de rede), 
encapsulando-osem quadros (PDU da camada de enlace). Os quadros criados pela camada de enlace 
terão uma função importante, que será a adição de delimitadores de início e fim do quadro na origem, para 
permitir que, no nó vizinho, a camada de enlace possa ver o fluxo de bits e definir corretamente onde inicia 
e termina o quadro. 
Sua sétima tarefa será transmitir bits através de um meio físico, promovendo especificações 
mecânicas e elétricas. Garanta a estabilidade do sinal! 
Física 
Essa camada é responsável por transmitir os dados pelo meio de transmissão. Ela receberá os 
quadros da camada de enlace, que serão formados por uma sequência de bits, e irá codificar corretamente 
para que sejam enviados pelo meio de transmissão. 
A camada física será responsável pela representação dos bits, ou seja, de acordo com o meio de 
transmissão, ela irá definir se essa representação ocorrerá por pulsos de luz, no caso da fibra ótica, ou 
pulsos elétricos, no caso de empregar cabos de par trançado. Além disso, a camada física é responsável 
por: 
Taxa de dados 
A velocidade em que os bits são inseridos no meio de transmissão é responsabilidade da camada física. 
Quando ouvimos a expressão megabits por segundo (Mbps), que define a taxa de transmissão de determinado enlace, 
é responsabilidade da camada física estabelecer esse valor. Assim, a taxa de transmissão definirá a duração de um 
bit: quanto maior a taxa, menor a duração do bit, e vice-versa. 
Sincronização dos bits 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 29 
 
O nó transmissor e o receptor devem operar na mesma velocidade, ou seja, na mesma taxa de bits. Entretanto, 
os relógios (clocks) das camadas físicas têm pequenas diferenças; portanto, é possível que ocorram falhas de 
sincronismos. A camada física deve implementar algum tipo de mecanismo que permita o correto sincronismo dos bits 
entre origem e destino. 
Topologia física 
Define como os nós da rede estão interligados, podendo ser uma configuração de um enlace ponto a ponto, 
em que cada nó está diretamente conectado a outro, sem compartilhamento do meio, ou uma ligação ponto-multiponto, 
em que o enlace é compartilhado por diversos nós. 
Modo de transmissão 
A camada física definirá o modo de transmissão em um determinado meio: simplex, half duplex ou full duplex. 
Considerando dois dispositivos, A e B, no modo simplex só existe envio de dados em um sentido, por exemplo, de A 
para B; no modo half duplex, os dados podem ser enviados nos dois sentidos, mas não simultaneamente (de A para B 
em um momento e de B para A em outro momento); e no modo full duplex, os dados podem ser enviados 
simultaneamente por A e B. 
Resumo 
Tendo percorrido o caminho da origem até o destino, passando por todas as camadas da rede, você 
é capaz de entender como as informações são transmitidas pelos dispositivos computacionais. Vamos 
relembrar o seu percurso! 
Veja um resumo das camadas e suas funcionalidades: 
 
3. Camadas da arquitetura TCP/IP 
Arquitetura e evolução do protocolo TCP/IP 
Vamos conhecer um pouco mais sobre o protocolo TCP/IP e o seu papel na história da internet. 
A arquitetura foi batizada por TCP/IP por causa dos seus dois principais protocolos: Transmission Control 
Protocol (TCP) e Internet Protocol (IP). Ela foi apresentada pela primeira vez em 1974 (CERF, 1974) com o objetivo de 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 30 
 
criar uma arquitetura que permitisse a interligação de diversas redes de comunicação, sendo posteriormente adotada 
como padrão, de fato, para a comunidade internet. 
(CERF; KAHN, 1974) 
A arquitetura foi criada utilizando quatro camadas: aplicação, transporte, internet e acesso à rede. 
As duas últimas camadas podem ser encontradas com nomes diferentes na literatura. A camada de 
internet pode ser encontrada como rede e inter-rede e a camada de acesso à rede pode ser encontrada 
como camada de enlace, host-rede, intrarrede e host-network. 
 
Após identificarmos que a arquitetura TCP/IP tem apenas quatro camadas, é possível imaginar que 
algumas das funções executadas pelas camadas de apresentação, sessão, enlace e rede, ausentes na 
arquitetura TCP/IP, serão acumuladas por outras camadas. 
As funções das camadas de apresentação e sessão serão acumuladas pela camada de aplicação e 
a funções das camadas de enlace e física serão executadas pela camada de acesso à rede. Observe a 
relação entre os dois modelos a seguir. 
 
Relação entre o modelo OSI e a arquitetura TCP/IP. 
Uma grande diferença que temos entre o modelo de referência OSI e a arquitetura TCP/IP é: 
Modelo OSI 
É baseado, principalmente, nas funcionalidades das camadas. 
Arquitetura TCP/IP 
Não ficou presa apenas nas funcionalidades, mas ampliou para o desenvolvimento de protocolos relativamente 
independentes e hierárquicos. A hierarquia baseia-se em um protocolo de nível superior que é suportado pelos 
protocolos de nível inferior. 
Fundamentos de Redes de Computadores 
Marcio Quirino - 31 
 
É comum ouvirmos falar da pilha de protocolos TCP/IP. Agora que dominamos o conceito do modelo 
de camadas, como vimos no modelo OSI, fica fácil de entender que a pilha de protocolos TCP/IP é o conjunto 
de todos os protocolos implementados pela arquitetura. E não são poucos. 
Os principais protocolos de padrão aberto da arquitetura Internet foram desenvolvidos pelo IETF (The 
Internet Engineering Task Force), uma grande comunidade internacional aberta, composta por designers de 
rede, operadores, fornecedores e pesquisadores preocupados com a evolução da arquitetura da internet. 
Camadas: funções e principais protocolos 
Depois de estudarmos o modelo OSI, é possível ter uma ideia geral dos serviços de cada camada; 
portanto, vamos focar, principalmente, nos protocolos. 
Aplicação 
A camada de aplicação da arquitetura TCP/IP nos engloba os serviços das camadas de aplicação, 
apresentação e sessão do modelo OSI. Através da camada de aplicação é possível acessar uma infinidade 
de serviços na internet. Desde os que são utilizados de forma direta pelos usuários, como o serviço Web, 
serviço de correio eletrônico, entre outros, bem como os que funcionam dando suporte à operação da rede, 
como o serviço de nomes (DNS). 
Os serviços são implementados pelos diversos protocolos existentes. Correlacionamos, a seguir, 
alguns serviços e protocolos utilizados na camada de aplicação. 
Serviço Protocolo 
Web HTTP, HTTPS 
Correio Eletrônico SMTP, POP, e IMAP 
Nomes DNS 
Transferência de arquivos FTP, TFTP 
Áudio e vídeo em tempo real RTP 
Configuração automática de estações DHCP 
Os protocolos apresentados são implementados por meio de softwares, que são executados nos 
diversos dispositivos computacionais, e podem estar associados a dois tipos principais de arquitetura: 
Cliente-servidor 
Na arquitetura cliente-servidor, como já evidencia o nome, existirá um cliente e um servidor. O cliente 
será executado por um usuário como nós e irá requisitar um serviço do servidor. Por exemplo, para o serviço 
Web, o cliente é o navegador que acessa determinado servidor, por exemplo, o servidor que está 
disponibilizando esse conteúdo. 
Par a par (peer-to-peer (P2P)) 
A arquitetura P2P foi pensada no emprego mínimo de servidores, caso exista algum. A ideia da 
arquitetura peer-to-peer é que os usuários possam trocar informações de forma direta. Esse tipo de 
arquitetura ficou muito conhecida com os programas de compartilhamento de arquivos, mas também pode 
ser utilizada em outras situações, como em um chat entre duas pessoas. 
Independentemente da arquitetura utilizada, dizemos que os processos da camada de aplicação 
trocam mensagens, que é o nome da unidade de dados do protocolo (PDU) da camada de aplicação. 
Transporte 
Tem a mesma funcionalidade da camada existente no modelo OSI: garantir a entrega de processo a 
processo de todos os dados enviados pelo usuário. Porém, na arquitetura TCP/IP, temos dois