Aula Protocolos de comunicação

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Redes de Computadores
Prof. Relyson Ramos
E-mail: relyson.ramos@udf.edu.br
Protocolos de comunicação
Bibliografia: Redes De Computadores - 4ªed; Autor: Andrew S. Tanenbaum
Bibliografia: Arquitetura-de-Redes-de-Computadores 2ªed; Autor: Luiz Paulo Maia.
mailto:relyson.ramos@udf.edu.br
Transmissor, Receptor e Canal de Comunicação
Em uma rede, há um dispositivo que envia dados, chamado de transmissor ou origem, e outro que os
recebe, conhecido como receptor ou destino. O papel de transmissor e receptor geralmente é
dinâmico, ou seja, em um momento um host pode estar enviando dados e, no momento seguinte,
recebendo-os. Na maioria dos casos, um host é capaz de transmitir e receber dados simultaneamente.
Os dados são transportados entre o transmissor e o receptor por meio de um canal de comunicação,
também conhecido como circuito ou link. Esse canal de comunicação determina várias características
da transmissão, como o meio de transmissão utilizado, que pode ser cabo coaxial, par trançado, fibra
óptica, micro-ondas ou satélite.
Transmissor
ou Origem
Receptor
ou destino
Canal de comunicação
Dado InterfaceInterface
Comunicação de Dados
Representação de Dados
As informações de hoje são transmitidas por diversas formas, tais como por texto, números, imagens,
áudio e vídeo.
Meio
Regra 1:
Regra 1:
...
Regra n:
Protocolo Protocolo
Regra 1:
Regra 1:
...
Regra n:
ReceptorEmissor
Mensagem
Comunicação de Dados
Componentes
Um sistema de comunicação de dados é formado por cinco componentes:
1. Mensagem. As mensagens são as informações (dados) a serem transmitidas. Entre as formas populares de
informação, temos: texto, números, figuras, áudio e vídeo.
2. Emissor. O emissor é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode ser um computador, estação de
trabalho, aparelho telefônico, televisão e assim por diante.
3. Receptor. O receptor é o dispositivo que recebe a mensagem. Pode ser um computador, estação de trabalho,
aparelho telefônico, televisão e assim por diante.
4. Meio de transmissão. O meio de transmissão é o caminho físico pelo qual uma mensagem trafega do emissor
ao receptor. Alguns exemplos de meio de transmissão são os seguintes: cabo de par trançado, cabo coaxial,
cabo de fibra óptica e ondas de rádio.
5. Protocolo. O protocolo é um conjunto de regras que controla a comunicação de dados. Representa um acordo
entre os dispositivos de comunicação. Sem um protocolo, dois dispositivos podem estar conectados, mas, sem
se comunicar. De modo semelhante, uma pessoa que fala francês não consegue entender outra que fala apenas
o idioma japonês.
Protocolo.
Protocolo.
Para garantir uma comunicação bem-sucedida, os dispositivos de rede precisam utilizar protocolos de
comunicação, que são conjuntos de regras predefinidas. Esses protocolos devem ser compatíveis entre
os dispositivos, pois, caso contrário, a comunicação pode ser ineficaz ou inexistente.
Protocolo Descrição
V. 92 Utilizado por modems para conexões discadas.
PPP Utilizado para conexões ponto a ponto.
IP Utilizado para transportar a informação da origem ao destino.
TCP Utilizado para manter a confiabilidade da transmissão.
HTTP Utilizado para transportar páginas na Internet.
Hierarquias de protocolos
Para simplificar o design das redes, elas são estruturadas em camadas, cada uma com funções
específicas. Embora o número e a função das camadas possam variar entre as redes, todas têm o
objetivo de fornecer serviços à camada superior, ocultando os detalhes técnicos. Cada camada atua
como uma máquina virtual que oferece esses serviços para a camada seguinte.
APLICAÇÃO
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4
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1
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE DE DADOS
FÍSICA
APLICAÇÃO
TRANSPORTE
Modelo em Camadas
REDE
FÍSICA
Modelo de referência OSI Modelo de referência TCP/IP
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3
2
1
Modelo de referência OSI
ISO é a organização. OSI é o modelo.
ISO - Estabelecido em 1947. É um órgão que se dedica ao
estabelecimento de acordos mundiais sobre padrões
internacionais, e conta com a participação de várias nações.
Um padrão ISO que cobre todos os aspectos das
comunicações de dados em redes é o modelo OSI (Open
Systems Interconnection), final da década de 70.
O propósito do modelo OSI é facilitar a comunicação entre sistemas diferentes sem a necessidade de
realizar mudanças na lógica do hardware e software de cada um deles.
Modelo OSI – (Interconexão de Sistemas Abertos)
O modelo OSI é uma estrutura em camadas
para o projeto de sistemas de redes que
permitem a comunicação entre todos os tipos
de sistemas de computadores. Ele é formado
por sete camadas distintas, porém
relacionadas entre si, cada uma das quais
definindo uma parte do processo de
transferência de informações através de uma
rede.
Compreender os fundamentos do modelo OSI
fornece uma base sólida para explorar outros
conceitos de comunicações de dados.
Camadas do Modelo OSI
suporte à rede
suporte ao usuário
conecta os dois subgrupos e garante 
que o que as camadas inferiores 
transmitiram se encontra em uma 
forma que as camadas superiores 
consigam utilizar. 
Física
1 - Camada Física
A camada física coordena as funções necessárias para transportar um fluxo de bits através de um
meio físico. Ela trata das especificações mecânicas e elétricas da interface e do meio de
transmissão. Ela também define os procedimentos e funções que os dispositivos físicos e interfaces
têm de executar para que a transmissão seja possível.
A camada física é responsável pela movimentação de bits individuais de um hop para o seguinte.
Aplicação7
Apresentação6
Sessão5
Transporte4
Rede3
Enlace2
FÍSICA1
Camadas do Modelo OSI
2 - Camada Enlace
A camada de enlace de dados transforma a camada física, de um meio de transmissão bruto, em
um link confiável. Ela faz que a camada física pareça livre de erros para a camada superior (a
camada de rede).
A camada de enlace é responsável pela transferência de frames de um hop para o seguinte
Aplicação7
Apresentação6
Sessão5
Transporte4
Rede3
ENLACE2
Física1
3 - Camada Rede
A camada de rede é responsável pela entrega de um pacote desde sua origem até o seu destino,
provavelmente através de várias redes (links). Embora a camada de enlace coordene a entrega do
pacote entre dois sistemas na mesma rede (links), a camada de rede garante que cada pacote
seja transmitido de seu ponto de origem até seu destino final.
A camada de rede é responsável pela entrega de pacotes individuais desde o host de origem até o host de 
destino.
Aplicação7
Apresentação6
Sessão5
Transporte4
REDE3
Enlace2
Física1
4 - Camada Transporte
A camada de transporte é responsável pela entrega processo a processo de toda a mensagem.
Processo é um programa aplicativo que está sendo executado em um host. Embora a camada de
rede supervisione a entrega da origem ao destino dos pacotes individuais, ela não reconhece
qualquer relação entre esses pacotes. Ela trata cada um deles independentemente, como se cada
trecho pertencesse a uma mensagem separada, ocorra isto ou não. Por outro lado, a camada de
transporte garante que a mensagem chegue intacta e na sequência correta, supervisionando
tanto o controle de erros como o controle de fluxo no nível origem-ao-destino.
A camada de transporte é responsável pela entrega de uma mensagem, de um processo a outro.
Aplicação7
Apresentação6
Sessão5
TRANSPORTE4
Rede3
Enlace2
Física1
5 - Camada Sessão
A camada de sessão é responsável pelo controle de diálogo e sincronização.
Aplicação7
Apresentação6
SESSÃO5
Transporte4
Rede3
Enlace2
Física1
Os serviços providos pelas três primeiras camadas (física, enlace e rede) não são suficientes para
alguns processos. A camada de sessão é o controlador de diálogo da rede. Ela estabelece,
mantém e sincroniza a interação entre sistemas que se comunicam entre si.
6 - Camada Apresentação
A camada de apresentação é responsável pela sintaxe e semântica das informações trocadas
entre dois sistemas.
A camada de apresentação é responsável pela tradução,compressão e criptografia.
Aplicação7
APRESENTAÇÃO6
Sessão5
Transporte4
Rede3
Enlace2
Física1
7 - Camada Aplicação
A camada de aplicação habilita o usuário, seja ele humano ou software, a acessar a rede. Ela fornece
interface com o usuário e suporte a serviços, como e-mail, acesso e transferência de arquivos
remotos, gerenciamento de bancos de dados compartilhados e outros tipos de serviços de
informação distribuídos.
A camada de aplicação é responsável por prover serviços ao usuário.
APLICAÇÃO7
Apresentação6
Sessão5
Transporte4
Rede3
Enlace2
Física1
Resumo das Camadas - Modelo OSI
Encapsulamento
O conceito de encapsulamento garante que cada camada em um
modelo de rede opere de forma independente, ocultando as
informações de controle das camadas superiores. Na origem, os
dados recebem um cabeçalho de aplicação, formando uma
Unidade de Dados de Protocolo (PDU). A camada de transporte
trata o PDU da aplicação como dados e adiciona seu próprio
cabeçalho. Esse processo se repete em cada camada até chegar à
camada física, gerando PDUs para as camadas de rede, enlace e
física.
Encapsulamento
Conjunto de Protocolos TCP/IP
O conjunto de protocolos TCP/IP foi desenvolvido antes do modelo OSI. Portanto, as camadas no
conjunto de protocolos TCP/IP não correspondem exatamente àquelas do modelo OSI. O conjunto de
protocolos TCP/IP foi definido como tendo quatro camadas: host-rede, internet, transporte e
aplicação.
Entretanto, quando o TCP/IP é comparado ao modelo OSI, podemos dizer que:
A camada host-rede é equivalente à combinação das camadas física e de enlace de dados;
A camada internet equivale à camada de rede;
A camada de aplicação realiza, a grosso modo, as funções das camadas de sessão, de apresentação e
de aplicação;
A camada de transporte no TCP/IP cuidando também de parte das tarefas da camada de sessão.
Portanto, nesta aula, partimos do pressuposto de que o conjunto de protocolos TCP/IP é composto por
cinco camadas: física, enlace, rede, transporte e aplicação. As quatro primeiras camadas fornecem
funções de padrões físicos, interfaces de rede, ligação entre redes e de transporte que correspondem
às quatro primeiras camadas do modelo OSI. Entretanto, as três camadas mais altas no modelo OSI são
representadas no TCP/IP por uma única camada denominada camada de aplicação.
Conjunto de Protocolos TCP/IP
Conjunto de Protocolos TCP/IP
O TCP/IP é um conjunto de protocolos hierárquicos, compostos por módulos interativos, cada um dos
quais provendo funcionalidades específicas; entretanto, os módulos não são necessariamente
interdependentes.
Enquanto o modelo OSI especifica quais funções pertencem a cada uma de suas camadas, as camadas
do conjunto de protocolos TCP/IP contêm protocolos relativamente independentes que podem ser
mesclados e combinados dependendo das necessidades do sistema. O termo hierárquico significa que
cada protocolo de nível superior é suportado por um ou mais protocolos de nível inferior.
A camada de aplicação permite ao usuário, seja ele humano ou software, acessar a rede. Fornece
interfaces com o usuário e suporte para serviços como:
• Correio eletrônico;
• Acesso e transferência de arquivos;
• Acesso a recursos do sistema;
• Navegação na Web;
• Gerenciamento de redes.
A camada de aplicação no TCP/IP equivale à combinação das camadas de sessão, de apresentação e de
aplicação do modelo OSI. Muitos protocolos são definidos nessa camada.
TCP/IP - Camada de Aplicação
A camada de aplicação é responsável por fornecer serviços ao usuário final (humano ou software).
TCP/IP - Camada de Aplicação
DNS - (Domain Name System — sistema de nomes de domínios)
DNS (Domain Name System) é um sistema fundamental da Internet que converte nomes de domínio
legíveis para humanos, como www.udf.edu.br , em endereços IP numéricos que os computadores
usam para localizar servidores e recursos online. Funciona como um catálogo de tradução, facilitando a
navegação na web e permitindo que os dispositivos encontrem os recursos desejados por meio de seus
endereços numéricos correspondentes.
Corporação da Internet para Atribuição de Nomes e Números - é uma entidade sem fins
lucrativos, anteriormente subordinada ao governo dos Estados Unidos da América.
www.udf.edu.br
34.149.6.190
TCP/IP - Camada de Aplicação
HTTP - (Hypertext Transfer Protocol – Protocolo de Transferência de Hipertexto)
O HTTP é um protocolo usado principalmente para acessar dados na Web. Funciona como uma
combinação de dois outros protocolos: FTP e SMTP.
FTP (File Transfer Protocol) é um protocolo utilizado para transferir arquivos entre computadores em
uma rede, como a Internet. Ele permite que os usuários enviem e recebam arquivos de maneira
eficiente, seja de um servidor para um cliente ou entre servidores. O FTP oferece recursos de
autenticação, gerenciamento de diretórios e controle sobre as operações de transferência de arquivos.
A World Wide Web (WWW —
rede mundial de computadores)
é um repositório de informações
interligadas por diversos pontos
espalhados ao redor do mundo.
TCP/IP - Camada de Aplicação
TCP/IP - Camada de Aplicação
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) é um protocolo padrão usado para enviar e encaminhar e-mails
através da Internet. Ele define como os servidores de e-mail se comunicam para transferir mensagens
de um remetente para um destinatário. O SMTP é essencial para o funcionamento do e-mail,
permitindo que as mensagens sejam entregues com eficiência e confiabilidade através de sistemas de
servidores de correio eletrônico.
TCP/IP - Camada de Aplicação
TELNET - (abreviatura de TErminaL NETwork)
TELNET é um protocolo de rede que permite acesso remoto a computadores e dispositivos por meio da
linha de comando. Ele permite que um dispositivo se conecte a outro dispositivo em uma rede e
interaja com ele como se estivesse fisicamente presente, possibilitando o controle e a administração
remota. No entanto, o TELNET não é seguro, pois os dados são transmitidos em texto simples, o que
pode exportar informações confidenciais.
O comando TELNET testa a conectividade com uma porta de serviço. Através disso, pode ser
identificado se há algum bloqueio de rede na porta especificada.
Sendo assim, ele pode verificar, por exemplo, se a conectividade com a porta SMTP (587) do seu
domínio está estável.
TCP/IP - Camada de Aplicação
SNMP - (Simple Network Management Protocol — protocolo de gerenciamento de redes simples)
O SNMP é um protocolo de nível de aplicação no qual um pequeno número de estações-gerente
controlam um conjunto de agentes. O protocolo é projetado no nível de aplicação, de modo que
consiga monitorar dispositivos produzidos por diferentes fabricantes e instalados em diferentes redes
físicas. Em outras palavras, graças ao SNMP as tarefas de gerenciamento de uma rede independem das
características físicas dos dispositivos gerenciados, bem como da tecnologia de rede subjacente. Ele
pode ser usado em uma internet heterogênea, composta por diversas LANs e WANs interligadas por
roteadores de diferentes fabricantes.
O SNMP define o formato dos pacotes trocados entre um gerente e um agente. Ele lê e altera o estado
(valores) dos objetos (variáveis) por intermédio de pacotes SNMP.
TCP/IP - Camada de Transporte
O TCP fornece serviços completos de camada de transporte para as aplicações. O TCP é um protocolo
de transporte de fluxo confiável. O termo fluxo, nesse contexto, significa orientado à conexão: uma
conexão tem de ser estabelecida entre ambas as extremidades de uma transmissão antes que qualquer
uma delas possa iniciar a transmissão de dados.
No lado emissor de cada transmissão, o TCP divide o fluxo de dados em unidades menores,
denominadas segmentos. Cada segmento inclui um número sequencial utilizado para a reordenação
após a recepção, juntamente com um número de confirmação dos segmentos recebidos. Os segmentos
são transportados pela internet dentro de datagramas IP. No lado receptor, o TCP coleta cada
datagrama da forma como ele chega e reordenaa transmissão baseada nos números de sequência.
Stream Control Transmission Protocol (SCTP) 
Transmission Control Protocol (TCP) 
O SCTP provê suporte para as aplicações mais recentes, como voz sobre IP. Trata-se de um protocolo de
camada de transporte que combina o que há de melhor no UDP e no TCP.
TCP/IP - Camada de Transporte
Tradicionalmente, a camada de transporte era representada no TCP/IP por dois protocolos: O TCP e o
UDP. IP é um protocolo host-to-host, significando que ele é capaz de transmitir um pacote de um
dispositivo físico a outro. O UDP e o TCP são protocolos do nível de transporte responsáveis pela
entrega de uma mensagem de um processo (programa em execução) a outro processo. Um protocolo
de camada de transporte, o SCTP, foi concebido para atender às necessidades de algumas aplicações
mais recentes.
O UDP é o protocolo mais simples dos dois protocolos de transporte-padrão TCP/IP. É um protocolo
processo a processo que adiciona em seu cabeçalho apenas endereços de portas de origem e destino,
controle de erros (checksum) e informações do comprimento do campo de dados proveniente das
camadas superiores.
User Datagram Protocol (UDP) 
TCP/IP - Camada de Rede
IP – (Internetworking Protocol) é um protocolo de comunicação essencial na Internet e em redes de
computadores. Ele é responsável pelo endereçamento e roteamento de pacotes de dados para permitir
a transferência de informações entre dispositivos conectados em uma rede. O IP fornece um sistema
único de identificação (endereços IP) para cada dispositivo e é fundamental para a interconexão de
redes, permitindo a comunicação global na Internet.
Na camada de rede (ou, mais precisamente, a camada de ligação entre redes), o TCP/IP suporta o
Internetworking Protocol (IP). Este, por sua vez, usa quatro protocolos auxiliares de suporte: ARP,
RARP, ICMP e IGMP.
ARP – (Address Resolution Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) é um protocolo usado em
redes de computadores para mapear endereços IP para endereços MAC (Controle de Acesso à Mídia)
em uma rede local. Ele permite que os dispositivos encontrem o endereço MAC correspondente a um
determinado endereço IP, facilitando a comunicação eficiente dentro da rede. O ARP é fundamental
para o funcionamento da camada de dados e para garantir que os pacotes sejam entregues
corretamente aos dispositivos em uma rede local.
TCP/IP - Camada de Rede
RARP - Reverse Address Resolution Protocol é um protocolo de rede que desempenha o papel oposto
ao ARP. Ele é usado para obter um endereço IP a partir de um endereço MAC em uma rede local,
permitindo que dispositivos sem configuração de IP sejam inicializados e se comuniquem em redes. O
RARP é menos comum que o ARP e foi amplamente substituído por protocolos de configuração IP mais
avançados, como DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).
ICMP - Internet Control Message Protocol é um protocolo de camada de rede usado para trocar
informações de controle e mensagens de erro entre dispositivos em uma rede IP. Ele é responsável por
fornecer feedback sobre o estado da rede, como mensagens de erro de roteamento, confirmações de
entrega de pacotes e outras informações de diagnóstico. O ICMP desempenha um papel crucial na
manutenção e no monitoramento da integridade das comunicações IP.
IGMP - Internet Group Message Protocol é um protocolo usado em redes IP para gerenciar e controlar 
a adesão de dispositivos a grupos de multidifusão. Ele permite que roteadores e switches determinem 
quais dispositivos estão específicos para receber tráfego de multidifusão de um determinado grupo, 
como streaming de vídeo ou áudio. O IGMP é fundamental para otimizar a eficiência da entrega de 
tráfego de multidifusão em redes IP.
TCP/IP - Camada de Enlace e Física
Nas camadas física e de enlace, o TCP/IP não define nenhum protocolo específico. Ele suporta todos os
protocolos-padrão e proprietários. Uma rede em uma internetwork TCP/IP pode ser uma rede local
(LAN) ou uma rede de ampla abrangência (WAN).
Modelo de Cinco Camadas
Dois modelos clássicos são usados para o estudo de redes: o modelo OSI, com sete camadas, e o
modelo Internet, com quatro camadas. Cada um tem suas vantagens e desvantagens. Por isso, é
comum adotar um modelo híbrido de cinco camadas, que combina elementos dos dois, sendo mais
simples que o OSI e mais detalhado que o modelo Internet.
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APLICAÇÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE
FÍSICA
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Modelo de Cinco Camadas
Dois modelos clássicos são usados para o estudo de redes: o modelo OSI, com sete camadas, e o
modelo Internet, com quatro camadas. Cada um tem suas vantagens e desvantagens. Por isso, é
comum adotar um modelo híbrido de cinco camadas, que combina elementos dos dois, sendo mais
simples que o OSI e mais detalhado que o modelo Internet.
Camada Funções
Física Sinalização, interface com o meio de transmissão, início e término de conexões, 
sincronização e multiplexação.
Enlace Enquadramento, detecção e tratamento de erros, controle de fluxo e controle de 
acesso ao meio.
Rede Endereçamento, roteamento, fragmentação, qualidade de serviço e controle de 
congestionamento.
Transporte Comunicação fim a fim, início e término de conexões lógicas, e controle de fluxo fim a 
fim.
Aplicação Web, correio eletrônico, transferência de arquivos e serviços de nomes.
Funções de cada camada