Camada de Aplicação TCP/IP

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Introdução a Redes II
Tcp/Ip – A Camada de Aplicação
Objetivos de aprendizagem
ao término desta aula, vocês serão capazes de:
•	 conhecer e compreender o funcionamento dos principais serviços da arquitetura TCP/iP;
•	 entender a estrutura de nomes de domínios;
•	 compreender o funcionamento da resolução de nomes de domínios.
Caros alunos e alunas!
Nessa aula, estudaremos a camada de aplicação. É nessa 
camada da arquitetura TCP/iP que estão os protocolos 
que irão prover serviços para os aplicativos que utilizamos 
diariamente, como navegadores e clientes de e-mails.
lembre-se de que dúvidas poderão surgir no decorrer dos 
estudos! Quando isso acontecer, anote, acesse a plataforma 
e utilize as ferramentas “quadro de avisos” ou “fórum” para 
interagir com seus colegas de curso ou com seu tutor. Sua 
participação é muito importante e estamos preparados para 
ensinar e aprender com seus avanços.
Bons estudos!
6ºAula
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Seções de estudo
1- Os principais serviços da camada de aplicação
1- Os principais serviços da camada 
de aplicação
1.1. Introdução
a razão da existência das redes de computadores são 
as aplicações. Sem elas a Internet, por exemplo, não teria 
sentido. Formalmente podemos definir uma aplicação de rede 
como um programa (ou processo) que define algum serviço 
que será utilizado diretamente pelo usuário ou pelo sistema 
operacional.
Na arquitetura TCP/IP as aplicações são definidas 
através de protocolos descritos nas RFCs. Não existe uma 
padronização, como no modelo OSI, ditando como deve ser 
estruturada uma aplicação. Geralmente as aplicações TCP/IP 
adotam o modelo cliente-servidor. Nesse modelo temos uma 
aplicação (servidor) que provê algum serviço a outra aplicação 
(cliente), serviço esse que é solicitado via rede. Os servidores 
recebem as solicitações dos clientes pela rede, processam os 
pedidos e devolvem o resultado de seu processamento ao 
cliente. Formalmente a definição de cliente é toda aplicação 
que solicita um serviço. 
Desse modo, podemos ter uma aplicação servidora que 
em dado momento pode acessar outra aplicação solicitando 
algum serviço. Nesse momento ela se torna cliente da outra 
aplicação. Tome como exemplo o seu acesso a um portal de 
notícias. O seu navegador é um processo cliente que estará 
fazendo requisições ao um processo servidor, no caso um 
servidor de páginas. as notícias provavelmente estarão 
armazenadas em um banco de dados. ao acessar o portal de 
notícias o servidor de páginas irá buscar as notícias no banco 
de dados, nesse momento ele se torna uma aplicação cliente 
do serviço de banco de dados. Quem acessa as notícias no 
banco de dados é o servidor de páginas e não o seu navegador.
as aplicações utilizam os protocolos TCP e UDP 
da camada de transporte para o envio e recepção de suas 
mensagens. O acesso às aplicações se dá através da utilização 
das portas da camada de transporte. assim, cada aplicação 
tem uma determinada porta específica. Na tabela 1 listamos 
alguns serviços com a porta e o protocolo utilizado.
Tabela 1 – Serviços e portas comuns
Serviço Protocolo de
Aplicação
Protocolo de
Transporte
Número da
Porta
Correio 
Eletrônico
SMTP TCP 25
POP3 TCP 110
IMaP TCP 143
Login Remoto SSH TCP 22
Hipermidia/ Hipertexto HTTP TCP 80
Resolução de
Nomes
DNS TCP, UDP 53
Transferência de
Arquivos
FTP TCP 20,21
Fonte: acervo pessoal.
a seguir apresentaremos algumas aplicações da 
arquitetura TCP/iP.
1.2. DNS
1.2.1. Nomes Hierárquicos
A identificação dos hosts até agora era feita através de 
endereços IPs. a utilização dessa notação é recomendável 
para máquinas e não para os seres humanos. É mais fácil para 
nós guardarmos um nome do que uma série de números. E 
essa é a tarefa do DNS (domain name system), fazer o 
mapeamento de nomes para endereços IP.
No início da internet os nomes utilizados eram nomes 
simples (flat namespace) como, por exemplo, Máquina do 
Zé, loja do Joaquim, etc. a sua vantagem é que os nomes 
são curtos e fáceis de serem lembrados. Mas tem algumas 
desvantagens como:
•	 A possibilidade de conflito de nomes: como os 
nomes são extraídos de identificadores simples, a 
possibilidade de haver conflito de nomes aumenta 
à medida que aumenta o número de sites. Quantas 
máquinas com o nome de zé podem existir no 
universo da internet?
•	 Uma administração central ficaria inviável: com 
o aumento rápido do número de sites, a carga de 
trabalho administrativo aumentaria grandemente, 
chegando ao ponto de se tornar impraticável;
•	 Recursos computacionais: ficaria inviável manter um 
parque de máquinas para gerenciar o mapeamento 
à medida que o número de sites aumenta. Como 
também aumentaria o tráfego de dados.
Para resolver esse problema foi feita a descentralização do 
mecanismo de atribuição e resolução de nomes e a utilização 
de nomes hierárquicos, chamados de domínios.
a estrutura de nomes na internet tem o formato de uma 
árvore invertida (raiz virada para cima e sua copa para baixo). 
Os ramos inferiores à raiz são chamados de TLD (Top-
Level Domain Names), como por exemplo: .com, .edu, 
.gov, .org, .mil, .br, .cl, .uk, etc. 
Os TLD que designam países são chamados de 
geográficos e os que não designam países (.net, .edu, 
.com) são chamados de GTLD (Generic Top Level 
Domain Names) ou oficiais, que são utilizados nos Estado 
Unidos onde se originou a Internet. A figura 1 ilustra a 
hierarquia.
46Introdução a Redes II
Figura 1 – Hierarquia de nomes de domínios
Fonte: acervo pessoal.
Essa descentralização cria autoridade sobre subdomínios. 
No Brasil, a nic.br (mais precisamente a registro.br) é a 
responsável (autoridade) sobre todos os subdomínios abaixo 
de sua hierarquia. Ela delega autoridade para que empresas 
ou instituições abaixo dela administrem os seus subdomínios. 
assim, por exemplo, o subdomínio empresa.com.br é 
administrado por empresa. Ela pode criar vários subdomínios 
como, por exemplo, venda.empresa.com.br, marketing.
empresa.com.br, como mostrado na figura 2.
Figura 2 – Delegação de Autoridade
Fonte: acervo pessoal.
1.3. Resolução de Nomes
Quando uma aplicação deseja se conectar a uma máquina 
ela passa o nome dessa máquina. Para que a conexão seja 
estabelecida, primeiro deve ser encontrado o seu endereço iP. 
Isso fica a cargo do RESOLVER.
Primeiro ele verifica se o mapeamento existe em sua 
memória cache. Caso não seja encontrado ele irá consultar o 
servidor raiz, que informará o endereço do servidor de nomes, 
responsável pelo subdomínio de primeiro nível.
Este informará o endereço do servidor de nomes do 
subdomínio de segundo nível. E, assim sucessivamente, até 
chegar ao endereço do host pretendido ou a uma mensagem 
de erro informando que o host de destino não existe.
1.4. arquitetura do DNS
O DNS é estruturado em dois componentes: o resolver 
e o servidor de nomes. O resolver que vimos anteriormente 
realiza as consultas aos servidores de nomes.
O servidor de nomes é classificado em:
•	 Servidores primários: responsável por manter as 
tabelas de resolução de nome- iP de um domínio 
atualizadas. Pode haver somente um servidor 
primário por domínio.
•	 Servidores secundários: também chamados de 
slaves, mantém cópias das tabelas dos servidores 
primários, que são consultadas caso o servidor 
primário venha a falhar. Eles não fazem atualizações 
nas tabelas. as cópias são feitas periodicamente, 
sempre que o servidor primário atualizar suas tabelas.
•	 Servidores cache-only: são servidores que apenas 
realizam consultas a outros servidores e mantém 
uma cópia em sua memória.
1.5. Hipermídia/Hipertexto
Sem sombra de dúvida o serviço de hipermídia/
hipertexto, também chamado de web ou www, é o serviço 
que mais cresce na internet e também foi o grande responsável 
por sua popularização. Sua forma atrativa com imagens 
gráficas, cores, sons, vídeos ajudou muito a popularizar a 
internet.
Esse serviço permite que os usuários, através de arquivos 
HTML (HyperText Markup Language-Linguagem 
de Marcação de Hipertexto),“naveguem” por páginas 
contendo imagens, sons, figuras, vídeos e hiperlinks que são 
pontos nos quais, ao se clicar, o usuário é levado a uma outra 
página (por isso o nome de hipertexto).
O protocolo utilizado é chamado de HTTP (Hypetext 
Transfer Protocol - Protocolo de Transferência de 
Hipertexto). as aplicações clientes são chamadas de 
navegadores como, por exemplo, o Internet Explorer, 
Mozilla, FireFox, Chrome e as aplicações servidoras são 
chamadas de servidores WEB, como Apache e IIS da 
Microsoft.
as páginas são endereçadas por URL (Universal 
Resource Locator) que são composta por duas partes: 
o nome do host e o nome do objeto que o cliente deseja 
acessar. Por exemplo: em www.unigran.br/index.html, 
www.unigran.br especifica o nome do servidor e /index.
html especifica o caminho e o nome do objeto solicitado.
1.5.1. O Protocolo HTTP
O protocolo HTTP define como os clientes acessam as 
páginas nos servidores. Os navegadores enviam mensagens 
de requisição HTTP (HTTP Request) para os servidores. 
O servidor recebe a requisição e reponde com mensagens de 
respostas HTTP (HTTP Response).
O protocolo HTTP utiliza-se do protocolo TCP da 
camada de transporte para carregar suas mensagens. a porta 
utilizada para acessar o serviço é a 80.
47
Existem duas versões do protocolo HTTP, o 
HTTP/1.0 e o HTTP/1.1 a diferença principal entre as duas 
está na forma como são gerenciadas as conexões. a versão 1.0 
utiliza conexões não persistentes. Para cada objeto requisitado 
o servidor fecha a conexão após enviar a resposta. E a versão 
1.1 utiliza conexões persistentes, que utilizam somente uma 
conexão para trocar as mensagens. Com isso o desempenho 
foi aumentado, pois não é necessário abrir uma nova conexão 
para cada objeto a ser transferido.
1.5.1.1. Formato das Mensagens
O protocolo HTTP funciona no esquema de pedido 
e resposta. as mensagens de pedidos (http Request) têm a 
seguinte estrutura:
GET /diretório/objeto 
Host: www.site.com.br 
Connection: close
User-agent: Mozilla/4.0
Accept-language: pt
a primeira linha é o comando básico da requisição de 
uma página Web, e corresponde à parte da URL equivalente 
à localização do objeto. as outras linhas são opcionais: a 
segunda informa o nome do HOST onde está o objeto, a 
terceira informa que a conexão deverá ser fechada após o 
envio da resposta, a quarta indica o agente utilizado (qual 
navegador está sendo utilizado) e a quinta indica qual a língua 
preferencial (no caso, português).
a mensagem de reposta (Response Request) tem o 
seguinte formato:
HTTP/1.1 200 OK
Connection: close
Date: Wed, 05 Nov 2008 13:00:00 GMT
Server: apache/2.0.0 (Unix)
Last-Modified: Wed, 05 Nov 2008 10:00:00 GMT
Content-length: 2281
Content-Type: text/html
Dados.........Dados
a reposta é composta por três partes: a primeira é 
o estado da requisição (linha 1), a segunda informações 
adicionais (linhas 2-7) e os dados do objeto requisitado de 
mais linhas.
a primeira linha indica a versão do protocolo sendo 
usado e o código do estado da mensagem. Os códigos mais 
comuns são:
Código Significado
200 OK Requisição processada com sucesso e o 
objeto solicitado está em anexo.
301 Moved Permanently O objeto solicitado foi movido para outra 
URL
400 Bad Request Requisição não entendida pelo servidor
404 Not Found O objeto solicitado não se encontra no 
servidor
505 HTTP version not 
supported
a versão do protocolo não é suportada 
pelo servidor
as informações adicionais esclarecem que a conexão 
será fechada (segunda linha), o tipo do servidor (quarta linha, 
no caso é um servidor Apache rodando provavelmente no 
sistema operacional Linux), a data da última modificação do 
objeto (quinta linha), o tamanho do objeto em bytes (sexta 
linha), o tipo do objeto que está em anexo (sétima linha, no 
caso é uma página HTML). Os tipos de objetos mais comuns 
são:
Tipo Descrição
text/plain arquivo no formato texto (aSCII)
text/html arquivo no formato HTML
Image/gif Imagem no formato gif
Image/jpeg Imagem no formato JPEG
application/zip arquivo compactado
Faça a seguinte experiência em seu computador 
conectado à internet, abra o prompt de comando e digite:
telnet www.unigran.br 80 
depois digite:
GET /index.html 
Nesse pequeno experimento, abrimos uma conexão 
TCP na porta 80 com o servidor de páginas da Unigran 
e fizemos uma requisição da página /index.html. São essas 
mensagens que o navegador recebe e, baseado nelas, monta a 
página que será exibida ao usuário.
1.6. Correio Eletrônico
O correio eletrônico é a aplicação mais popular da 
internet.
O correio eletrônico possui três componentes básicos: 
os aplicativos dos clientes (chamados de User Agent), os 
servidores de e-mail e os protocolos. O protocolo SMTP 
(Simple Mail Transfer Protocol) é utilizado no envio de 
e-mail entre os User Agent e os servidores de e-mail, e entre 
os próprios servidores de e-mail. O protocolo POP3 e IMAP 
é utilizado entre os servidores de e-mail e User Agent para a 
recepção de e-mail. Esse processo é ilustrado na figura 4.
Figura 4 – Funcionamento do correio eletrônico
Fonte: acervo pessoal.
48Introdução a Redes II
O protocolo SMTP utiliza a porta TCP 25. as 
mensagens enviadas pelo protocolo são em formato ASCII. 
O trecho abaixo é o envio de mensagens entre um cliente e 
um servidor utilizando o protocolo SMTP.
Servidor: 220 server.unigran.br ESMTP postfix
Cliente: HELO smtp.dourados.br
Servidor: 250 smtp.dourados.br
Cliente: MAIL FROM: glauco@dourados.br
Servidor: 250 OK
Cliente: RCPT TO: glauco@unigran.br
Servidor: 250 OK
Cliente: DATA
Servidor: 354 End data with . 
Cliente: Olá alunos,
Cliente: Este é um teste de troca de envio de mensagens em modo 
manual.
Cliente: .
Servidor: OK: queued as B6AB65132
Cliente: QUIT
Servidor: 221 bye
Na primeira linha o servidor se identifica ao cliente; na 
segunda linha o cliente se identifica; na terceira linha o servidor 
informa que está tudo correto; na quarta linha o cliente indica o 
remetente; na sexta linha informa o destinatário; na oitava linha 
ele informa que iniciará a transmissão do corpo da mensagem; 
na nona linha o servidor informa ao cliente que encerre os 
dados enviando a sequência .; 
o cliente envia o corpo do e-mail; ao terminar o servidor 
informa que a mensagem foi enfileirada com o número serial 
B6aB65132. Nas duas últimas linhas eles encerram a conexão.
O protocolo POP3 (Post Office Protocol) utiliza a 
porta TCP 110. Os principais comandos do POP3 são:
Comando Descrição
User usuário Envia o nome de usuário no processo de 
autenticação
Pass senha Envia a senha no processo de autenticação
LIST Requisita uma listagem das mensagens que 
estão na caixa postal
RETR num Requisita o envio do e-mail número 
DELE num apaga a mensagem número 
a descrição completa do protocolo pode ser obtida no 
endereço http://tools.ietf.org/html/rfc1225
1.7. Transferência de arquivos
a aplicação utilizada para transferência de arquivos adota 
o protocolo FTP (File Transfer Protocol).
O protocolo FTP utiliza duas portas TCPs ao invés 
de uma. Por uma porta (a de número 21) trafegam dados 
de controle como, por exemplo, usuário e senha para 
autenticação e comandos. a porta 20 é utilizada para realizar a 
transferência dos arquivos. A figura 3 ilustra a aplicação FTP.
Figura 3 – Funcionamento do Protocolo FTP
Fonte: acervo pessoal.
Similar ao protocolo HTTP os comandos do FTP são 
enviados em mensagens em formato aSCii de acordo com 
a tabela:
Ação executada Mensagem enviada ao
Servidor
autenticação USER usuário
PaSS senha
Listar o conteúdo de um diretório LIST
Enviar um arquivo para o servidor STOR arquivo
Receber um arquivo do servidor RETR arquivo
Informar ao servidor que envie o 
arquivo em formato aSCII
aSCII
Informar ao servidor que envie o 
arquivo em formato binário
BINaRY
Chegou o momento de relembrar o que aprendemos.
Retomando a aula
1- Os principais serviços da camada de aplicação
Nessaaula nos foi apresentados as principais aplicações 
da camada de aplicação da arquitetura TCP/iP.
inicialmente aprendemos sobre o processo de resolução 
de nomes. Os dispositivos da internet se comunicam através 
de endereços iP, mas para nós humanos é mais fácil decorar 
nomes do que endereços. Para isso foi criado do DNS que 
traduz nomes de domínios em endereços iP. aprendemos 
sobre sua arquitetura e hierarquia distribuída de forma que 
cada instituição é responsável em administrar seu domínio; 
a isso chamamos de delegação de autoridade. a razão para 
isso é ter um banco de dados de domínios distribuído, pois 
seria impossível e também ineficiente armazenar todos os 
domínios da internet em um único banco de dados central.
Estudamos também o serviço que prove as aplicações de 
hipermídia/ hipertexto, também conhecido como aplicações 
WEB. O serviço de transferência de arquivos e o serviço de 
correio eletrônico.
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Minhas anotações
Hypertext Transfer P r o t o c o l . 
Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/
Hypertext_Transfer_Protocol. acesso em: 01/03/2013.
Simple Mail Transfer Protocol. Disponível em: 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Simple_Mail_Transfer_
Protocol. acesso em: 01/03/2013.
File Transfer Protocol. Disponível em http://
pt.wikipedia.org/wiki/File_Transfer_Protocol. acesso em: 
01/03/2013.
Domain Name System. Disponível em http://
pt.wikipedia.org/wiki/Domain_ Name_System. acesso 
em: 01/03/2013.
Post Office Protocol. Disponível em http://
pt.wikipedia.org/wiki/Post_Office_Protocol. acesso em: 
01/03/2013.
internet Message access Protocol. Disponível em: 
http://pt.wikipedia.org/wiki/internet_Message_access_
Protocol. acesso em: 01/03/2013.
Vale a pena acessar
YouTube. DNS - Domain Name System. Disponível 
em: http://www.youtube.com/watch?v=i4KMcl0tuEg. 
acesso em: 01/03/2013.
Vale a pena assistir
Vale a pena