Aula4 2013

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1. Arquitetura da Internet TCP/IP 
o Desenvolvimento patrocinado pela DARPA (Defense 
Advanced Research Projects Agency) ou DoD 
(Department of Defense); 
o Baseado em Serviço de transporte orientado à conexão e 
não orientado à conexão: 
� Orientado à conexão => fornecido pelo TCP 
(Transmission Control Protocol); 
� Não-orientado à conexão (datagrama não 
confiável) => fornecido pelo IP (Internet 
Protocol) e UDP; 
o Padrões da arquitetura TCP/IP não são elaborados por 
organismos internacionais como ISO e IEEE. 
o Coordenação e desenvolvimento dos protocolos dessa 
arquitetura => comitê denominado IAB (Internet 
Architecture Board). 
o Ênfase da arquitetura TCP/IP => interligação de 
diferentes tecnologias de redes. 
o Inter-rede => Interligação entre redes diferentes (R1, R2, 
R3, etc.) que permite troca de informações de grande 
volume entre os usuários dessas redes. 
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 INTER – REDE 
 
o Internet Gateway ou Internet Router (G) => máquina que 
conecta duas ou mais redes. 
2. Camadas (de baixo para cima): 
A arquitetura TCP/IP é organizada em quatro camadas 
conceituais construídas sobre uma quinta. 
� Intra-Rede (Física) 
� Interface de Rede (Enlace) 
� Inter-Rede (Rede) 
� Transporte 
� Aplicação 
R1 
R2 
R5 R4 
R3 
G G 
G 
G 
G 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 E 
 3 
o Em muitas referências bibliográficas a camada “Interface 
de Rede (Enlace)” engloba a camada “Intra-Rede 
(Física)” . 
o Para fins didáticos estudaremos essas duas camadas 
separadamente. 
o Mensagem => entre Aplicação e Transporte 
o Pacote => entre Transporte e Inter-rede 
o Datagrama => entre Inter-rede e Interface de Rede 
o Quadro => entre Interface de Rede e Intra-Rede 
Host A 
APLICAÇÃO 
TRANSPORTE 
 INTER-REDE 
(REDE) 
INTERFACE DE 
REDE 
(ENLACE) 
GATEWAY 
INTER-REDE 
Inter-
face de 
Rede 
Inter-
face de 
Rede 
Rede Física 1 
Intra-rede 
(FISICA) 
Rede Física 2 
Intra-rede 
(FISICA) 
Host B 
APLICAÇÃO 
TRANSPORTE 
INTER-REDE 
(REDE) 
INTERFACE DE 
REDE 
(ENLACE) 
Quadro 
Idêntico 
Quadro 
Idêntico 
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o Nível Intra-rede 
o Este nível, como no modelo OSI, fornece as 
características mecânicas, elétricas, funcionais e de 
procedimento para ativar, manter e desativar conexões 
físicas para a transmissão de bits entre entidades de 
nível de enlace. 
o O protocolo de nível físico dedica-se à transmissão 
de uma cadeia de bits. 
o Este nível não trata dos erros de transmissão. 
o Nível de Interface de Rede: 
� Este nível, como no modelo OSI, tem a função de 
detectar e opcionalmente corrigir erros, assim 
como, criar e reconhecer o limite dos quadros. 
� Outra função deste nível é garantir que as 
mensagens sejam entregues ao dispositivo 
apropriado em uma LAN usando endereços de 
hardware (MAC –Media Access Control). 
� Defini protocolos (Ethernet (CSMA/CD), Token 
Ring, FDDI, etc.) para a transmissão física dos 
dados. 
 
 
 
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o Nível Inter-rede ou internet: 
� Este nível, como no modelo OSI, é responsável 
pelo roteamento, transferindo dados através da 
inter-rede (Rede), desde a máquina de origem até 
a máquina de destino. Isso é feito através do 
protocolo IP (Internet Protocol) que é um número 
lógico para identificação de redes e hosts 
pertencentes a estas redes. Esse protocolo 
proporciona a um roteador da inter-rede receber 
um datagrama e roteá-lo para a rede correta do 
host destino. 
� O IP é auxiliado pelo protocolo ICMP (Internet 
Control Message Protocol) e IGMP (Internet 
Group Management Protocol) 
• ICMP => é um protocolo de gerenciamento 
e um provedor de serviço de mensagem para 
o IP, ou seja, ajuda o IP sinalizando 
ocorrência de eventos ao transmissor. 
 Exemplo: 
 Destination Unreachable => sinaliza a 
 impossibilidade de entrega de um datagrama 
 IP 
 6 
 Echo Reply => Usado para testar a 
 existência e/ou a atividade de um dado 
 equipamento (resposta a um ping, por 
 exemplo) 
• IGMP => auxilia o IP na transmissão da 
mensagem para um host pertencente a um 
grupo de máquinas (multicasting). 
� Recebe pedidos do nível de transporte para 
transmitir os pacotes => os pacotes são 
encapsulados em datagramas IP. 
 
 
 
 
 
 
� Outro protocolo como o ARP (Address 
Resolution Protocol), também é utilizado. Esse 
protocolo compatibiliza a tecnologia específica da 
rede com o protocolo IP para que qualquer tipo de 
rede possa ser interligada, conforme abaixo: 
• Recebe os datagramas formados no nível 
inter-rede (Rede) e os transmite ao nível 
Área de dados 
do pacote 
Cabeçalho 
TCP ou UDP 
Área de dados do datagrama IP Cabeçalho IP 
Área de dados do quadro Cabeçalho do Quadro 
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Interface de Rede (Enlace) para serem 
enviados através do meio físico, traduzindo 
os endereços IP para os endereços físicos 
(MAC) dos hosts ou gateways conectados à 
rede. 
 
 O RARP (Reverse Address Resolution Protocol), 
descobre a identidade do endereço IP para máquinas sem 
disco (inclui impressora laser), enviando um pacote que 
inclui seu endereço MAC e uma solicitação para o endereço 
atribuído (IP) a esse endereço MAC. Uma máquina 
designada, chamada servidor RARP, responde com a 
resposta e a crise de identidade termina. O RARP utiliza a 
informação que conhece a respeito do endereço MAC da 
máquina para descobrir seu endereço IP e completar a 
“carteira de identidade (IP x MAC)” da máquina. 
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o Nível de transporte 
� Permite a comunicação fim-a-fim (ponto a ponto) 
entre aplicações (máquinas diferentes) através dos 
protocolos TCP e UDP. 
� Protocolo TCP 
 O TCP (Transmission Control protocol) é 
orientado a conexão. 
 O TCP emissor entra em contato com o protocolo 
TCP de destino para estabelecer uma conexão 
criando um circuito virtual. Essa fase é conhecida 
como Three Way Handshake. 
 Após a conexão o TCP apanha grandes blocos de 
informação de uma aplicação e os separa em 
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segmentos. Ele numera e ordena cada segmento para 
que o TCP destino possa colocar os segmentos de 
volta na ordem original. Depois que esses segmentos 
são enviados, o TCP (no host transmissor) aguarda 
um reconhecimento (acknowledgment) do TCP 
receptor. Caso algum segmento enviado não tenha 
sido reconhecido, o TCP transmissor os reenvia. 
� Serviços usando o protocolo TCP: 
• Controle de erro; 
• Controle de fluxo; 
• Sequenciação e multiplexação das 
informações para acesso ao nível inter-rede. 
� Protocolo UDP 
 O UDP (User Datagram Protocol) não é orientado 
a conexão, ou seja, não ordena os segmentos e não se 
importa com a ordem em que os segmentos chegam 
no destino. Ele não acompanha, verifica ou ainda 
permite um reconhecimento de chegada segura. 
� Serviços usando o protocolo UDP: 
• Multiplexação/demultiplexação da 
informação para acesso ao nível inter-rede. 
 
 
 10 
 
 Endereçamento para Aplicações 
 O endereçamento dos programas das aplicações é 
feito pela camada de Transporte e é baseado em um identificador 
conhecido como “port”. Esse identificador é um número de 16 bits 
que pode assumir valores entre 1 e 65535. 
 A associação entre os valores numéricos dos ports e 
os programas de aplicação não é unívoca, isto é, mais de um 
programa pode estar usando um mesmo numero de port, bem como 
um programa pode abrir mais de um canal com a camada de 
transporte. 
 Assim, a comunicação entre programas de aplicação 
ocorre baseada em três parâmetros: o endereço IP dos 
equipamentos em que os programas rodam, o protocolo da camada 
de transporte escolhido (TCP ou UDP) e os valores dos “ports” 
escolhidos pelos programas. Esta tríade de parâmetros é conhecido 
como “end-point” ou “socket”. 
 Durante a comunicação existem portas de origem e 
destino, tanto, no equipamento origem como no destino. Os 
números de portas de origem são atribuídos dinamicamente e são 
iguais a algum número começando em 1024. De 1023 para baixo, 
são números definidos na RFC 1700 que discute sobre os 
chamados números de porta bem conhecidos.11 
 
End-Points (Sockets) 
 
o Nível de Aplicação: 
� usuários usam programas de aplicação para 
acessar os serviços disponíveis na inter-rede. 
� aplicações podem usar serviços orientados à 
conexão fornecido pelo TCP ou não - orientados à 
conexão fornecidos pelo UDP 
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� Exemplo do uso do TCP: 
 
� Exemplo do uso do UDP => transporte de sinal de 
voz 
o Algumas aplicações disponíveis na Internet TCP/IP: 
� Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) => 
oferece serviço para mensagens que carregam 
correspondências contendo textos. 
� File Transfer Protocol (FTP) => fornece o serviço 
de transferência de arquivos (download e upload 
de arquivos). 
� Telnet => Oferece o serviço de terminal virtual 
(Ex: telnet <ip do servidor>). 
� Domain Name System (DNS) => oferece um 
serviço de mapeamento de nomes em endereços 
de rede IP (Ex: servidores DNS convertem 
endereços nominais em endereços IP). 
 
Programa de e-mail Browser WWW Programa FTP 
SMTP HTTP FTP 
CAMADA DE APLICAÇÃO 
TCP 
CAMADA DE TRANSPORTE 
Porta 25 Porta 80 Porta 20 e 21 
 13 
1.5 – Exemplos de Protocolos do modelo DoD ou TCP/IP 
Segue abaixo exemplos de protocolos por camadas ou níveis 
encontrados no modelo DoD ou TCP/IP. 
Na camada de Aplicação não estão representados todos os 
protocolos (Ex: http, POP3), assim como, faltam outros no nível de 
Acesso a Rede (enlace) (Ex:SLIP, PPP). 
 
1.6- Comparação entre as arquiteturas OSI e Internet TCP/IP 
o Número de camadas entre as arquiteturas são diferentes: 
 - Modelo OSI => sete camadas 
 - Modelo TCP/IP => cinco camadas 
o Dois sistemas em conformidade com a arquitetura OSI 
podem não se comunicar caso sejam implementadas com 
perfis funcionais diferentes ou seja com tecnologias 
diferentes 
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o A arquitetura TCP/IP tem por objetivo interligar redes 
com tecnologias diferentes. 
o No modelo OSI os serviços do nível de rede relativos à 
interconexão de redes distintas são implementadas na 
arquitetura TCP/IP pelo protocolo IP. 
o No nível de transporte a arquitetura TCP/IP oferece duas 
opções de protocolo o TCP e o UDP que são equivalentes 
aos protocolos orientado e não-orientado à conexão do 
nível de transporte OSI. 
 
Aplicação 
Apresentação 
Transporte 
Rede 
Sessão 
Enlace 
Físico 
Arquitetura OSI 
 
 
Aplicação 
Transporte 
Inter-Rede 
Interface de rede 
Intra-rede 
Arquitetura Internet