CCT0008_7

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REDES DE COMPUTADORES - CCT0008
Semana Aula: 7
A família de protocolos TCP/IP
Tema
A família de protocolos TCP/IP
Palavras-chave
Objetivos
O aluno deverá ser capaz de:
 Explicar a importância do uso de uma família de protocolos para a comunicação de dados;
 Entender as funções e as unidades de transmissão de cada camada;
 Comparar e confrontar recursos e vantagens do TCP/IP;
 Listar e descrever os protocolos que compõem as famílias de protocolos TCP/IP.
Estrutura de Conteúdo
Unidade 5 - A família de Protocolos TCP/IP
5.1. Visão geral do modelo TCP/IP: 
5.2. Protocolos de aplicação, 
5.3. Protocolos de Transporte, 
5.4. Protocolos de Rede e Protocolos da camada física
5.5. Encapsulamento e Unidades de dados (mensagem, segmento, pacote e quadro)
 
Já abordamos a visão de equipamentos necessários para colocar computadores em rede. Agora 
mergulharemos no mundo dos protocolos.
Nesta primeira abordagem, estudaremos as unidades de dados em cada camada, como mensagens, 
segmentos, pacotes e quadros são compostos e endereçados.
 
Vale lembrar que, nesta disciplina, a abordagem será genérica, pois o estudo em detalhes destes e outros 
protocolos de interesse específico da formação no Curso de Redes de Computadores será ministrado na 
disciplina PROTOCOLOS DE REDES DE COMPUTADORES.
 
Desta forma, nesta aula, estudaremos:
- Visão geral das camadas da pilha TCP/IP;
- Unidades de dados (encapsulamento), com destaque para os formatos dos cabeçalhos TCP, UDP, IP e 
Ethernet.
- Destacar alguns protocolos de análise da rede com telnet, ping, trace, 
 
Nas aulas seguintes, vamos aprofundar o estudo das camadas de redes, transporte e aplicação.
 
Suporte conceitual:
 
Unidade 5 - A família de Protocolos TCP/IP
5.1. Visão geral do modelo TCP/IP: 
Como existem diversos tipos de usuários e de aplicações, há tecnologias de redes para servir da maneira 
mais adequada a cada perfil identificado. Contudo, a dificuldade começa a surgir quando precisamos 
conectar diferentes tecnologias de redes de forma transparente, ou seja, de maneira que a própria 
tecnologia possa realizar a comunicação sem a necessidade de intervenção humana.
Para tanto, a saída definida para essa circunstância é estabelecer um protocolo comum que, independente 
da tecnologia de rede utilizada, permita a efetividade da comunição destacada do meio.
Neste contexto, o protocolo TCP/IP (transport control protocol / internet protocol) surge para dar ênfase à 
interligação de diferentes tecnologias de redes. Ele vem suprir esta necessidade de padrão de 
comunicação, dando total transparência aos usuários finais das diversas tecnologias de rede empregadas 
pelas LANs, MANs e WANs existentes, dissimulando os detalhes de como a tecnologia provê o 
entendimento entre quem deseja enviar e quem recebe uma mensagem.
Assim como este, o TCP/IP não é somente um protocolo, mas sim um conjunto de protocolos, ou ainda, 
uma pilha de protocolos. Certamente o TCP e o IP são reconhecidamente os mais referenciados, pois dão 
nome à arquitetura, mas existem muitos outros, conforme disposto na listagem abaixo:
 
Camada de Aplicação
Ao desenvolver uma aplicação o desenvolvedor utilizará uma as duas arquiteturas mais utilizadas em 
aplicações de rede: a arquitetura cliente servidor ou a arquitetura P2P, já estudadas na aula passada. 
No caso dos protocolos da camada de aplicação da pilha TCP/IP, eles utilizam a arquitetura cliente 
servidor. Em aplicações que empregam a arquitetura cliente-servidor um único servidor deve ser capaz de 
atender a todas as requisições de seus clientes.
 
Camada de Transporte
Posicionada entre as camadas de Aplicação e Redes, a camada de transporte é fundamental na 
arquitetura de rede em camadas, pois desempenha o papel fundamental de fornecer serviços de 
comunicação diretamente aos processos de aplicação que rodam em máquinas diferentes. Isto é, fornece 
uma comunicação lógica entre estes processos. Os processos de aplicação utilizam a comunicação lógica 
provida pela camada de transporte sem a preocupação com os detalhes da infraestrutura física utilizada 
para transportar as mensagens:
 
Camada de Rede
A camada de rede é um das camadas mais complexas da pilha de protocolo, pois implementa o serviço de 
comunicação entre dois hosts A e B e que há um pedaço da camada de rede em cada um dos hosts e 
roteadores da rede. Os roteadores ao longo do enlace examinam campos de cabeçalho em todos os 
datagramas IP que passam por ele. A camada de rede transporta segmentos do hospedeiro transmissor 
para o receptor. No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas e no lado receptor, entrega 
os segmentos à camada de transporte. 
 
Camada Física
A camada física TCP/IP engloba as camadas física e de Enlace do Modelo OSI. A abordagem desta 
camada é superficial e sem detalhamento, pois uma de suas propostas é ser transparente, permitindo que 
qualquer tecnologia de comunicação de dados possa servir de infraestrutura para suas aplicações.
 
5.2. Protocolos de aplicação 
Telnet
O protocolo Telnet, padronizado pela RFC´s 854 a 861l é um protocolo simples de terminal remoto. Ele 
permite que um usuário em determinado site estabeleça um conexão TCP com um servidor login situado 
em outro site. 
A partir do momento que se inicia a sessão de trabalho remoto, qualquer coisa que é digitada é enviada 
diretamente para o computador remoto. Apesar do usuário continuar ainda no seu próprio computador, o 
telnet torna seu computador invisível enquanto estiver rodando. O servidor recebe o nome transparente, 
porque faz com que o teclado e o monitor do usuário pareçam estar conectados diretamente à máquina 
remota. 
 
FTP
O FTP (File transfer Protocol), padronizado pela RFC 959, está entre os protocolos de aplicativos mais 
antigos ainda em uso na internet. Ele precede o TCP e o IP. Foi projetado para permitir o uso interativo ou 
em lote. Porém a maioria dos usuários invoca o FTP interativamente, através da execução de um cliente 
FTP que estabelece uma comunicação com um servidor especificado para transferir arquivo. 
 
Como o FTP funciona?
O usuário interage com o FTP por meio de um agente de usuário FTP. Em primeiro lugar ele fornece o 
nome do servidor FTP, o que faz com que o processo cliente do FTP estabeleça uma conexão TCP com o 
servidot FTP remoto. O usuário entrão forneçe sua identificação e senha, que são enviadas pela conexão 
TCP como parte dos comandos FTP. Assim que autorizados pelo servidor, o usuário copia um ou mais 
arquivos armazenados no sistema de arquivo local para o sistema remoto ou vice-versa. Existe também a 
possibilidade de sistemas de software invocarem o FTP automaticamente, sem exigir que o usuário interaja 
com um cliente FTP.
 
 
TFTP
O protocolo TFTP (Trivial File Transfer Protocol) é direcionado para aplicativos que não necessitam de 
interações complexas entre o cliente e servidor. Ele restringe operações para simples transferências de 
arquivos e não fornece autenticação. Por ser mais restritivo, o software do TFTP é muito menor que o FTP. 
O TFTP não requer um serviço de stream confiável, utilizando então o protocolo UDP. O lado transmissor 
transmite um arquivo em blocos de tamanho fixo (512) bytes e aguarda a confirmação de cada bloco antes 
de enviar o próximo. O receptor confirma cada bloco mediante recibo. Uma vez iniciada uma solicitação de 
escrita ou leitura, o servidor usa o endereço IP e o número de porta de protocolo UDP do cliente para 
identificar as operações subsequentes.
 
Como funciona?
 
- O primeiro pacote enviado requisita uma transferência de arquivos e estabelece a interação entre o cliente 
e servidor;
- Os blocos de arquivos são numerados em sequência, a começar pelo número um. Cada pacote de dados 
contém um cabeçalhoque especifica o número do bloco que ele transporta e cada confirmação contém o 
número do bloco que está sendo confirmado.
- Um bloco com menos de 512 bytes indica o final do arquivo. 
 
SMTP
O protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), definido pela RFC 5321, está no centro do correio 
eletrônico. Antes de detalharmos o funcionamento do protocolo SMTP é importante que tenhamos a 
compreensão do funcionamento de um sistema de correio eletrônico.
Um sistema de correio da Internet utiliza três componentes: agentes de usuários, servidores de correios e o 
protocolo SMTP.
 
SNMP
O protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) é o protocolo padrão para administrar uma 
rede. Ele define como um gerente se comunica com o agente. Possui três versões 1, 2 e 3. A versão 3, a 
mais atual, difere das demais, por possuir recursos de segurança capazes de criptografar a string da 
comunidade SNMP. Apesar disso, a versão mais utilizada do SNMP ainda é a versão 2c. Antes de 
conhecermos os detalhes do funcionamento do protocolo é imprescindível que respondamos a seguinte 
pergunta:
 
5.3. Protocolos de Transporte, 
Possui 2 tipos de protocolos e a utilização de um ou de outro depende das necessidades da aplicação:
- TCP (Transmission Control Protocol) : orientado à conexão e garante a transferência confiável de dados.
 
- UDP (User Datagram Protocol): não orientado à conexão, simples extensão do IP e não garante a 
entrega de dados.
 
5.4. Protocolos de Rede e Protocolos da camada física
ICMP
O Internet Control Message Protocol ? ICMP, padronizado pela RFC 792, é o protocolo que o IP utiliza 
para enviar mensagens de erro e mensagens informativas. E o ICMP usa o protocolo IP para enviar suas 
mensagens. 
Quando um roteador, por exemplo, tem uma mensagem ICP para enviar, ele cria um datagrama IP e 
encapsula a mensagem do ICMP no datagrama IP. A mensagem ICMP é colocada na área de dados do 
datagrama. 
Embora cada mensagem ICMP tenha seu próprio formato, todas começam com os mesmos três campos: 
- Um campo tipo de mensagem, com oito bits inteiros, que identifica a mensagem
- Um campo Código, com oito bits, que fornece informações sobre o tipo de mensagem,
- Um campo Soma de verificação, de 16 bits
 
O campo tipo define o significado da mensagem, assim como o seu formato:
Quando um roteador, por exemplo, não consegue enviar ou entregar um datagrama IP, ele envia uma 
mensagem de destinatário inacessíevl de volta à origem. 
 
O campo Código desta mensagem contém um número inteiro que descreve também o problema. 
 
5.5. Encapsulamento e Unidades de dados (mensagem, segmento, pacote e quadro)
 
Camada de Aplicação
Mensagem
 
Camada de Transporte
Segmento ? Mensagem + Cabeçalho de Transporte
O endereçamento do segmento é baseado nas portas TCP ou UDP.
 
Camada de Rede
Pacote ? Segmento + Cabeçalho de Rede
O endereçamento do pacote se baseia nos endereços IP.
 
Camada Física
Quadro ? Pacote + Cabeçalho de Enlace
O endereçamento de quadros se baseia nos endereços MAC.
Estratégias de Aprendizagem
Indicação de Leitura Específica
Aplicação: articulação teoria e prática
Site da editora Pearson/Addison Wesley onde se pode encontrar alguns experimentos (Ethereal Labs) e 
lista de exercícios que ajudam a entender alguns dos conceitos abordados nesta aula. Segue a url:
http://www.aw.com/kurose_br
Considerações Adicionais
Livro Kurose - Pag 35 a 40.