Redes de Computadores - Volume 1 v12

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Recife, 2011
Redes de Computadores
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO (UFRPE)
UNIDADE ACADÊMICA DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E TECNOLOGIA
Juliana Regueira Basto Diniz 
Fernando Antonio Aires Lins 
Obionor de Oliveira Nóbrega
Volume 1
Universidade Federal Rural de Pernambuco
Reitor: Prof. Valmar Corrêa de Andrade
Vice-Reitor: Prof. Reginaldo Barros
Pró-Reitor de Administração: Prof. Francisco Fernando Ramos Carvalho
Pró-Reitor de Atividades de Extensão: Prof. Delson Laranjeira
Pró-Reitora de Ensino de Graduação: Profª. Maria José de Sena
Pró-Reitora de Pesquisa e Pós-Graduação: Profª Antonia Sherlânea Chaves Véras
Pró-Reitor de Planejamento: Prof. Romildo Morant de Holanda
Pró-Reitor de Gestão Estudantil: Prof. Valberes Bernardo do Nascimento
Coordenação Geral de Ensino a Distância: Profª Marizete Silva Santos
Produção Gráfica e Editorial
Capa e Editoração: Rafael Lira, Italo Amorim e Arlinda Torres
Revisão Ortográfica: Rita Barros
Ilustrações: Moisés de Souza
Coordenação de Produção: Marizete Silva Santos
Sumário
Apresentação ................................................................................................................. 4
Conhecendo o Volume 1 ................................................................................................ 5
Capítulo 1 – Introdução a Redes de Computadores ........................................................ 6
1.1 Introdução .................................................................................................................6
1.2 Visão Geral de Redes .................................................................................................9
1.3 Tipos de Redes .........................................................................................................13
Capítulo 2 – TCP/IP e OSI: uma visão comparativa ........................................................ 24
2.1 Modelo de Referência OSI .......................................................................................26
2.2 Modelo de Referência TCP/IP ..................................................................................30
2.3 OSI versus TCP/IP .....................................................................................................33
Capítulo 3 – Camada de Aplicação ................................................................................ 36
3.1 Conceitos Gerais ......................................................................................................36
3.2 Entendendo o Transporte de Dados na Internet .....................................................40
3.3 Principais Protocolos da camada de aplicação ........................................................42
Considerações Finais .................................................................................................... 58
Conheça os Autores ..................................................................................................... 59
4
Apresentação
Caro(a) aluno(a),
Seja bem-vindo(a) ao curso de Redes de Computadores. Este curso é composto por 4 volumes. Neste 
primeiro volume, vamos estudar os conceitos introdutórios e os principais modelos de referência na área Redes de 
Computadores. Também estudaremos, neste volume, as principais aplicações utilizadas em ambiente de Internet 
(por exemplo, navegação na Web, correio eletrônico, telefonia via Internet, dentre outros).
No segundo volume, serão abordados os protocolos que fazem transporte de informações em uma rede. 
Um outro assunto que será abordado é a identificação e localização de computadores em um ambiente de Rede. 
No terceiro volume, você aprenderá sobre como os dados são enviados através dos meios físicos de comunicação 
com e sem fio. Por fim, o quarto e último volume abordará tópicos de gerenciamento e segurança de redes de 
computadores. Concluindo a nossa disciplina, apresentaremos conceitos sobre a Próxima Geração de Redes de 
Computadores.
Bons estudos!
Juliana R. Basto Diniz, Fernando A. Aires Lins e Obionor O. Nóbrega
Professores Autores
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Redes de Computadores
Conhecendo o Volume 1
Módulo 1 – Introdução a Redes de Computadores e Aplicações
Carga Horária: 15 h/aula
Objetivo: Introduzir os conceitos das redes de computadores, seus modelos, 
arquiteturas e protocolos. Conhecer com detalhes os protocolos das aplicações utilizadas na 
Internet e nas redes atuais.
Conteúdo Programático
» Introdução a Redes de Computadores;
» TCP/IP e OSI: Uma visão comparativa;
» Camada de Aplicação.
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Redes de Computadores
Capítulo 1 – Introdução a Redes de 
Computadores
Vamos conversar sobre o assunto?
Caro(a) aluno(a),
Estamos, neste momento, iniciando um dos assuntos mais atuais e desafiadores 
da área de computação: Redes de Computadores. Talvez você, até este momento, não 
tenha parado para imaginar como somos dependentes atuais desta tecnologia. Você 
consegue imaginar a sua vida, nos dias atuais, sem o uso desse importante recurso de 
comunicação? Sem as redes, como você realizaria pesquisas sobre temas mais exóticos e 
que geralmente não são abordados pelos livros da biblioteca que você costuma frequentar? 
E se você tivesse que enviar uma mensagem de feliz aniversário a um amigo querido que 
esteja aniversariando hoje, o que você usaria? Correios? Ou enviaria uma mensagem via 
correio eletrônico? Você já pagou suas contas bancárias via Internet ou prefere enfrentar 
longas filas de banco para realizar esta operação? Por fim, você iria aceitar um convite para 
conhecer um novo país que você saiba que não tem Internet?
Um ponto muito interessante é que mal aprendemos a usar todos os recursos 
atuais das redes, novas aplicações começam a ser desenvolvidas para nos trazer mais 
facilidades e entretenimento. Por esta razão, é importante não apenas aprendermos a usar 
suas ferramentas (como o seu navegador de Internet), mas entendermos os princípios e 
teorias fundamentais associadas a esta área.
1.1 Introdução
Nos últimos anos, temos acompanhado grandes modificações no ambiente de 
negócios das organizações. Como exemplos dessas modificações, podemos citar:
» Surgimento da economia global;
» Transformação das economias baseadas em indústrias para economias baseadas no 
conhecimento e na informação;
» Transformações no conceito de emprego e relações de trabalho, onde cada vez 
mais se tem cobrado trabalho colaborativo e em equipe.
Todas essas transformações foram e estão baseadas em um recurso fundamental: 
a informação. De forma resumida, podemos afirmar que uma informação é composta por 
dados concatenados tendo em vista um determinado fim. O grande diferencial competitivo 
das empresas nos dias atuais, é a posse de informações precisas, completas e em tempo 
hábil. Neste cenário, a geração, o armazenamento e o envio/ recebimento de informações 
estão se apresentando como atividades relevantes e, em especial, lucrativas para as 
empresas.
Somos inegavelmente dependentes dos computadores e dos serviços/dispositivos 
responsáveis pela conexão dos mesmos. Se você estagia ou é funcionário de uma empresa, 
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Redes de Computadores
não consegue fazer praticamente nada sem redes. Imagine a sua reação ao saber que 
terá que trabalhar com um computador sem conexão com a Internet (rede global de 
computadores geograficamente dispersos e conectados entre si). Você irá precisar se 
comunicar de forma prática e rápida com colegas de trabalho, clientes e fornecedores. A 
comunicação corporativa atual é feita através de sistemas interligados, e-mail, celulares 
e computadores portáteis conectados em redes sem fio. Você irá precisar também usar 
a Internet para pesquisar sobre assuntos importantes relacionados à sua atividade de 
trabalho.
Um dado importante em relação à Internet é a rapidez com que ela atingiu um 
número elevado de usuários. A Figura 1.1 mostra um comparativo da Internet com diversos 
outros dispositivos de computação. A comparação foi realizada baseada na quantidade 
de anos que o dispositivo levou parade modo que alguns fabricantes começaram a oferecer produtos TCP/
IP. No momento em que surgiu o modelo OSI, poucos estavam dispostos a investir em uma 
nova proposta, a menos que fosse uma imposição do mercado.
Se você parar para observar as funções das camadas do modelo OSI, verá que ações 
de controle de fluxo e controle de erros, por exemplo, aparecem repetidamente em algumas 
camadas. Segundo Saltzer e colegas (1984), essa repetição de ações pode gerar ineficiência 
e isso apresenta-se como um ponto negativo do modelo OSI. Já no modelo TCP/IP, essa 
separação das funções evitando-se a repetição foi uma preocupação para a definição do 
mesmo.
Aprenda Praticando 
Agora é chegada a hora de você praticar os conceitos aprendidos. Para isso, alguns 
exercícios foram selecionados como exercícios propostos. Você deverá tentar resolver todos 
os exercícios propostos com o intuito de consolidar os conceitos aprendidos neste capítulo.
As questões de número 3 e 9 da Lista de Exercícios Propostos fazem parte das 
atividades somativas que você deverá responder em relação ao capítulo 2, do Volume 1, de 
acordo com as orientações e prazos sugeridos pelo seu professor e tutor.
Lista de Exercícios Propostos
1. Explique para que serve um protocolo considerando um ambiente de comunicação 
de dados.
2. Explique os princípios das camadas que são utilizados no modelo de referência OSI.
3. Cite as sete camadas apresentadas pelo modelo OSI. Quais dessas camadas foram 
desconsideradas para o modelo de referência TCP/IP?
4. Descreva a pilha TCP/IP, considerando todas as suas camadas, protocolos existentes 
em cada uma e os serviços oferecidos.
5. Descreva o que significam protocolos orientados a conexão e não orientados a 
conexão.
6. Qual a diferença entre protocolos de roteamento e protocolos roteados?
7. Qual a diferença entre os protocolos TCP e UDP? Quando cada um deles deve ser 
utilizado? Eles são protocolos de que camada do modelo TCP/IP e do OSI?
8. Qual foi a motivação para o surgimento do modelo de referência TCP/IP?
9. Considerando o modelo de referência OSI, cite algumas atividades importantes 
realizadas pelas seguintes camadas:
a) Camada de enlace de dados;
b) Camada de redes;
c) Camada de transporte.
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Redes de Computadores
Atividades e Orientações de Estudos
Dedique 10 horas de estudo para o Capítulo 2. Você deve organizar uma 
metodologia de estudo que envolva a leitura dos conceitos serão ditos apresentados neste 
volume e pesquisas sobre o tema, usando a Internet e livros de referência.
Vamos trocar ideias nos fóruns temáticos desta disciplina no ambiente virtual, 
pois a interação com colegas, tutores e o professor da disciplina irá ajudá-lo a refletir sobre 
aspectos fundamentais tratados aqui. Os chats também serão muito importantes para a 
interação em tempo real com o seu tutor virtual, seu professor e seus colegas.
Também é importante que você leia atentamente o guia de estudo da disciplina, 
pois nele você encontrará a divisão de conteúdo semanal, ajudando-o a dividir e administrar 
o seu tempo de estudo semanal. Procure responder as atividades propostas como atividades 
somativas para este capítulo, dentro dos prazos estabelecidos pelo seu professor, pois você 
não será avaliado apenas pelas atividades presenciais, mas também pelas virtuais. Muitos 
alunos não acessam o ambiente e isso poderá comprometer a nota final. Não deixe que isso 
aconteça com você!
Os assuntos abordados neste capítulo podem ser encontrados no Quiz de número 2 
da disciplina de Redes de Computadores. Através do Quiz você poderá avaliar o seu próprio 
desempenho. Após respondê-lo, você terá o resultado de seu desempenho e conhecerá as 
suas deficiências, podendo supri-las nas suas próximas horas de estudo.
Vamos Revisar?
Neste capítulo, você aprendeu que para o pleno funcionamento de uma rede, são 
necessários hardware e software. O hardware de redes é composto pelo meio físico de 
transmissão (cabos ou o ar, para redes sem fio) e pelas interfaces de comunicação, como por 
exemplo, as placas de rede. Já o software de redes é composto por um ou vários protocolos. 
Um protocolo é um conjunto de regras que permitem que computadores distintos se 
comuniquem.
O presente capítulo também abordou os principais modelos de referência utilizados 
em ambientes de redes: os modelos TCP/IP e OSI. O modelo TCP/IP e seus protocolos 
são amplamente utilizados na Internet nos dias atuais. Já o modelo OSI, embora mais 
abrangente, não tem aplicação prática, mas é utilizado didaticamente para explicar os 
conceitos, as funcionalidades e as relações entre as camadas.
Foi possível observar os fatores que levaram o OSI ao desuso e a ampla aceitação 
do TCP/IP no mercado das redes de computadores. Aspectos comparativos, em relação aos 
dois modelos, também foram apresentados neste capítulo.
Você estudará as principais aplicações utilizadas em ambiente de Internet, no 
próximo capítulo. Aplicações como navegação na Web, correio eletrônico, telefonia via 
Internet, dentre outras serão apresentadas a seguir.
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Redes de Computadores
Capítulo 3 – Camada de Aplicação
Vamos conversar sobre o assunto?
Atualmente todos nós precisamos utilizar a Internet ou até mesmo computadores 
em redes locais para acessar sites, programas, pagar contas, ler e-mails, assistir a vídeos, 
telefonar e fazer buscas. Fazemos estas tarefas de forma tão automática que às vezes nos 
perguntamos:
» Como os computadores conseguem se comunicar?
» Como trocam informações entre si?
» Como transmitem dados de forma tão transparente para nós usuários?
A cada dia estas dúvidas do funcionamento das redes e aplicações aumentam entre 
os usuários e exatamente por isso, neste capítulo, será apresentado o funcionamento da 
camada de aplicação, possibilitando o melhor entendimento do funcionamento da Internet.
Ao longo dos últimos 40 anos, diversas aplicações foram desenvolvidas e 
aprimoradas. Desde aplicações mono-tarefas e mono-usuária, como era o caso dos editores 
de textos no início dos computadores pessoais, até aplicações multi-usuárias, multi-tarefas 
em rede, como correio eletrônico, transferência de arquivos e chats. Atualmente, com o 
aumento da velocidade de acesso e da inclusão de dados multimídias, novas aplicações 
surgiram, como WWW (World Wide Web), voz sobre IP (VoIP) e Vídeo na Internet, como os 
apresentados no site youtube (www.youtube.com).
Desta forma, podemos concluir que o surgimento de novas aplicações está 
condicionado a dois principais fatores: necessidades do usuário e o desenvolvimento de 
novos equipamentos e computadores.
3.1 Conceitos Gerais
Quando comentamos sobre softwares aplicativos se comunicando por uma rede, 
devemos ter em mente que não são os softwares que se comunicam, mas sim seus processos. 
Podemos entender um processo como sendo um programa que está em execução tanto 
em um computador local, como em um computador remoto, e a comunicação entre estes 
processos é dada através da troca de mensagens. Neste capítulo, estaremos focando apenas 
os processos que se comunicam em computadores distintos, ou seja, através de uma rede 
de computadores.
Um processo de envio cria e envia mensagens, enquanto um processo de recepção 
recebe e possivelmente responde esta mensagem de volta. Os protocolos da camada de 
aplicação definem exatamente os formatos e as ordens das trocas de mensagens entre 
os processos, assim como, qual a ação que deve ser executada ao receber ou enviar uma 
mensagem.
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Redes de Computadores
Figura 3.1 - Troca de mensagens entre processos
Se esta troca de mensagens ocorrer através de uma rede, onde de um lado temos 
uma máquina cliente enviando mensagens e do outro uma máquina servidora recebendo e 
respondendo estas mensagens, dizemos que temos uma arquitetura cliente-servidor.
Uma arquitetura cliente-servidor é composta por duas partes, de um lado temos 
a máquina cliente, que faz requisições, por exemplo, um pedido de informações ou uma 
página de um site, de outro ladotem a máquina servidor, que tem a função de receber as 
requisições, processá-las e respondê-las. Esta arquitetura é ilustrada na Figura 3.2, utilizando 
como exemplo a utilização de um browser para o acesso a um determinado site. Veja que 
neste caso o browser é o aplicativo da máquina cliente que faz um pedido ao um servidor, 
no caso o Google. Este servidor processa o pedido e responde ao cliente. Veremos maiores 
detalhes ainda esta seção.
Figura 3.2 - Um exemplo da Arquitetura cliente-servidor do http
Como vimos na Figura 3.1, uma aplicação envolve dois processos em duas máquinas 
diferentes comunicando-se através de uma rede. Estes dois processos se comunicam entre 
si através de mensagens de requisições e respostas através de seus sockets.
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Redes de Computadores
Podemos imaginar um socket como um processo que imita portas de entrada e 
saída. Ou seja, quando um processo envia uma mensagem para outro processo em outro 
computador, esta mensagem sai por uma porta de saída, assumimos que existe uma infra-
estrutura de transporte para enviar a mensagem a uma determinada porta de entrada do 
socket destino. A Figura 3.3 ilustra este exemplo. Abordaremos mais detalhes sobre socket 
no volume 2.
Figura 3.3 - Exemplo da comunicação por portas
Como podemos verificar na Figura 3.3, que o socket é uma interface entre a camada 
de aplicação e a camada de transporte de um computador. Esta Interface de programas 
de aplicação (API – Application Program Interface) é um conjunto de instruções e padrões 
estabelecidos por um software para a utilização das suas funcionalidades por programas 
aplicativos. Ou seja, cada protocolo fornece um conjunto de serviços, e a API fornece a 
sintaxe por meio da qual esses serviços são acessados pelo Sistema operacional.
Para entendermos melhor, podemos tomar o exemplo de um sistema operacional 
que possui grande quantidade de funções na API, permitindo ao programador criar janelas, 
acessar arquivos, criptografar dados, etc. Neste caso, a API costuma ser dissociada de tarefas 
mais essenciais, como manipulação de blocos de memória e acesso a dispositivos, deixando 
estas tarefas para o núcleo do sistema (kernel).
Atualmente, o uso de APIs se generalizou com o aparecimento dos plugins, uma vez 
que os autores do programa principal fornecem uma API específica para que outros criem 
plugins, para estender as funcionalidades do programa para outros usuários.
Figura 3.4 - Processos, sockets e os protocolos de transportes
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Redes de Computadores
Mas você deve estar se perguntando, “como uma mensagem consegue chegar a um 
computador e saber qual processo irá recebê-la?”. Na hora que um processo for enviar uma 
mensagem a um computador destino, ele deve identificar o endereço da máquina destino, 
através do número IP e qual o processo destino estará apto para receber, através da porta 
de recepção do processo destino. Logo, podemos definir inicialmente um socket como a 
junção do número IP com a porta.
É como se você fosse entregar uma carta (mensagem) a alguém em um prédio, logo 
você precisaria de um endereço do prédio (número IP) e o número do apartamento (porta) 
que a pessoa (processo destinatário) estará esperando.
Você deve estar pensando: mas como uma aplicação pode saber qual a porta que 
estará apta a receber suas mensagens no computador destino? Existe um padrão? Quem 
padroniza?
A padronização é necessária para que um processo saiba exatamente qual porta 
destino deverá enviar uma mensagem. O órgão responsável pela padronização é o IANA 
(Internet Assigned Numbers Authority) que disponibiliza uma relação de portas e seus 
respectivos protocolos no endereço: http://www.iana.org/assignments/port-numbers
Na tabela 1, podemos verificar os principais protocolos utilizados atualmente e suas 
respectivas portas.
Protocolo Porta
FTP 20, 21
SSH 22
TELNET 23
SMTP 25
HTTP 80
POP3 110
IMAP 143
SIP 5060
Tabela 1 - Protocolos e Portas segundo o IANA
Conheça Mais
Vale a pena visitar o site da IANA na página http://www.iana.org/assignments/port-
numbers para verificar todos os protocolos padronizados e suas respectivas portas.
Porém, não podemos pensar que por apenas dizer o endereço completo para 
a entrega de uma mensagem a um determinado meio de transporte, ela será entregue 
tranquilamente. Imaginemos que, dependendo do meio de transporte, a mensagem pode 
ser extraviada, perdida, sofrer atraso na entrega, etc. Assim como pode ocorrer para uma 
mensagem na vida real, entre computadores interligados por uma rede, também pode 
ocorrer o mesmo. Por isso, a aplicação deve escolher muito bem o seu “meio de transporte”, 
dando importância principalmente para três parâmetros:
» Perda de pacotes
Atenção
Embora seja comum 
encontrar a referência 
das portas para a 
RFC 1700, esta já 
está obsoleta, e foi 
substituída pela RFC 
3232 que apenas 
indica que devemos 
procurar no site do 
IANA.
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Redes de Computadores
» Largura de Banda
» Atraso
A perda de pacotes está relacionada a algumas aplicações como correio eletrônico, 
transferência de arquivos, transferência de documentos via web, etc., que necessitam que 
seus dados sejam transferidos de forma totalmente confiável, ou seja, tudo que foi enviado 
tem que ter chegado ao destino corretamente.
Existem aplicações tolerantes a pequenas perdas, como é o caso de aplicações 
em tempo-real, de voz ou vídeo, que é mais importante a entrega mesmo que parcial dos 
dados, do que a espera por todos os dados terem chegados para só então ser executado.
Para entender melhor este caso, você pode se imaginar assistindo a uma final 
de Copa do Mundo, onde no último minuto do jogo vai ser cobrado um pênalti, e neste 
exato momento, você recebe 5 minutos de vídeo do jogo que foi perdido do primeiro 
tempo. Seria um desastre não? Não seria melhor deixar pra lá estes minutos perdidos, pois 
já não importavam mais, e sim o momento atual, o do pênalti. Por este motivo existe a 
possibilidade de transportes que se importam com a perda de pacotes e outros que não se 
importam, pois dependerá do tipo de aplicação.
A largura de banda é um parâmetro importante, pois certas aplicações necessitam 
de uma determinada largura de banda para que seus dados possam fluir sem problemas, 
como é o caso da telefonia IP. Imagine que neste caso específico, a voz é empacotada a uma 
determinada velocidade de 64kbps (utilizado a codificação G.711), e como existe uma certa 
sincronia entre a fala de duas pessoas, o canal ou meio de transporte deve levar os dados 
a pelo menos esta velocidade. Caso não seja possível, ou a aplicação não consegue enviar 
os dados por este meio, ou ela deverá se adaptar a uma nova largura de banda, como por 
exemplo, mudando a codificação a G.729a que necessita de uma taxa de 8Kbps, diminuindo 
gradativamente sua qualidade de áudio. Mas devemos pensar, é melhor falarmos com 
uma menor qualidade da voz, ou não falar nada? Este tipo de aplicação é chamado 
aplicação elástica ou adaptativa à largura de banda. Caso a aplicação só possa utilizar uma 
determinada largura de banda, dizemos que é uma aplicação sensível à largura de banda.
Outro fator importante que devemos levar em conta é o atraso fima-fim. 
Principalmente devido a aplicações interativas de tempo-real, como telefonia IP, vídeo-
conferência e jogos multi-players on-line, que necessitam uma constante entrega de dados 
para serem eficientes. Existem aplicações que são isócronas, ou seja, devem transmitir em 
intervalos de tempo iguais, logo o atraso é um componente que atrapalhará esta aplicação. 
Existem, porém, aplicações nas quais o atraso não é prioridade, e sim a entrega correta dos 
pacotes, como é o caso do protocolo de transferência de arquivos FTP.
3.2 Entendendo o Transporte de Dados na 
Internet
Abordaremos muito ao longo deste capítulo sobre meio de transporte e da 
importância da aplicação escolher um meio adequado às suas necessidades. Para você 
começar a entender melhor é necessário apresentar os protocolos da camada responsávelpelo transporte dos dados de uma aplicação através de uma rede. Como já comentado no 
capítulo 1, os principais protocolos da camada de transporte são o TCP (Transfer Control 
Protocol) e o UDP (User Datagram Protocol).
Sempre que um programador for desenvolver uma aplicação para uma rede (Local, 
41
Redes de Computadores
Internet, etc.), ele deverá escolher qual o protocolo de transporte sua aplicação irá utilizar 
para enviar ou receber seus dados. Cada protocolo possui diferentes características que 
podem influenciar diretamente no melhor funcionamento da aplicação.
Figura 3.5 - A escolha protocolo de transporte depende da aplicação
Serviços TCP
O TCP proporciona um serviço orientado a conexão, serviço de transferência de 
dados confiável, controle de congestionamento, controle de fluxo entre outros. Veremos 
com detalhes todos estes serviços no Volume 2. No momento, é importante apenas 
entendermos os seguintes serviços:
» Serviço orientado à conexão: para iniciar uma transmissão utilizando o protocolo 
TCP, é necessário o estabelecimento de uma conexão, visando garantir que o 
receptor saberá que o transmissor enviará dados, quando irá iniciar a transmissão, 
qual a capacidade de transmissão suportada pelo destinatário por envio, e quando 
a transmissão finalizará. Para ter acesso a estes dados o transmissor inicia um 
procedimento chamado de three-way handshake, ou aperto de mão em três vias. 
Na realidade, este “aperto de mão” significa a troca de mensagens de sincronismo 
para garantir a conexão.
Figura 3.6 - O estabelecimento da conexão com o three-way handshake
42
Redes de Computadores
» Serviço de transporte confiável: outra característica importante no protocolo TCP 
é a necessidade de saber se um determinado dado ou mensagem foi entregue sem 
erros, na ordem correta e sem duplicação. O mecanismo que o TCP utiliza para 
garantir a entrega chama-se acknowledgement ou simplesmente, confirmação de 
recepção. Para cada dado enviado, é esperada uma confirmação de recebimento, 
garantindo a entrega do dado.
Figura 3.7 - Serviço de entrega confiável de dados
Serviços UDP
O protocolo UDP é um serviço mais leve, que não se preocupa em garantir nenhum 
dos serviços que o TCP oferece. Ou seja, ele não é orientado à conexão, não garante a 
entrega confiável de dados, não faz controle de fluxo nem de congestionamento.
Logo você deve estar se perguntando então para que existe este protocolo? Este 
protocolo serve para identificar, por meio dos números das portas origem e destino, para 
qual o processo deve ser entregue os dados.
Tendo praticamente apenas esta funcionalidade, este protocolo deve ser leve, pois 
é utilizado em aplicações que necessitem agilidade na formação do pacote ( o cabeçalho 
UDP possui somente 8 bytes, enquanto TCP possui 20 bytes). Para este tipo de aplicação, 
também é mais importante a entrega dos dados no tempo hábil, do que a retransmissão 
dos pacotes perdidos.
No Volume 2 serão apresentados detalhadamente estes dois protocolos, suas 
funções, seus cabeçalhos, vantagens e desvantagens.
3.3 Principais Protocolos da camada de aplicação
Agora que vimos todos estes principais conceitos, temos condições de entender 
melhor o funcionamento de alguns dos principais protocolos utilizados na camada de 
aplicação.
43
Redes de Computadores
É importante saber que existem milhares de protocolos de aplicação, e que ficaria 
inviável explicarmos todos, pois a cada dia são criados novos protocolos ou atualizado os 
antigos. Por este motivo, vamos apresentar apenas os protocolos de hipertextos (HTTP), de 
Correio eletrônico, de transferência de arquivos, de controle de mídia e de multimídia, que 
são os mais utilizados atualmente.
Vale apena lembrar que não podemos confundir camada de aplicação, com 
aplicativos. A camada de aplicação é uma abstração onde os protocolos exercem 
determinadas funções. Os aplicativos são softwares que utilizam os protocolos da camada 
de aplicação. Por exemplo, o aplicativo Internet Explorer utiliza o protocolo HTTP para 
transmitir e receber páginas web, ou um programa de aceleração de download, que utiliza o 
protocolo FTP para transferir os dados.
World Wide Web (HTTP)
Para entendermos melhor o funcionamento da Internet atual, vale a pena 
viajarmos um pouco no tempo. Você consegue imaginar como era a Internet no início dos 
anos 90 aqui no Brasil? Antigamente acessávamos a Internet através de terminais textos, 
onde podíamos usar um chat, trocar arquivos ou acessar informações nos quadros de avisos 
conhecidos comos BBS (Bulletin Board Systems). Isso a uma velocidade de 2.4Kbps a no 
máximo 14.4Kbps. Realmente eram tempos difíceis, se comparados com os atuais. Mas o 
que deu este Boom no acesso à Internet? Por que mais e mais pessoas queriam comprar um 
computador e estar conectado na “grande rede”?
A resposta desta pergunta se chama protocolo de transferência de hiper-textos ou 
HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Com este protocolo utilizando o ambiente gráfico de 
um browser poderíamos ter acesso a informações em modo texto, gráficos, figuras ou links 
que ligavam este documento a outros textos. Estava criada assim a grande teia desta rede 
mundial de computadores, desde então o resto é história.
A principal ferramenta ainda utilizada hoje é um navegador 61 Redes de 
Computadores (browser) que ao adicionarmos o endereço de um site, ele ”abre a página” 
solicitada. Na realidade, temos que saber que este endereço chamamos de URL (Uniform 
Resource Locators) e fornecem na realidade informações sobre a localização de objetos na 
Web; Ele tem a seguinte forma:
 http://www.ead.edu.br/index.html
Ao digitar esta URL específica, seu navegador vai criar uma conexão TCP com o 
servidor Web na máquina denominada www.ead.edu.br, recuperar e mostrar o arquivo 
chamado index.html. Nestas páginas, estão contidos textos, figuras, áudio, vídeo e muitas 
vezes outras URLs que apontam para outros arquivos. São estas URLs que chamamos de 
links de hipertextos ou simplesmente links. Assim, você pode passar de uma página para 
outra, “navegando” entre elas.
Quando você digita uma URL para acessar uma página web, seu navegador (máquina 
cliente) busca a página do servido Web utilizando o protocolo HTTP, que é executado sobre 
o TCP. Logo, você já deve estar associando ao que falamos sobre arquitetura cliente-servido.
O protocolo HTTP é um protocolo orientado a texto, onde cada mensagem possui a 
seguinte forma:
START_LINE 
MESSAGE_HEADER 
MESSAGE_BODY 
Você Sabia?
Atualmente os 
navegadores mais 
populares são o IE 
(Internet Explorer) 
e o Mozilla Firefox. 
E os servidores Web 
são o Apache e o IIS 
(Internet Information 
Server) da Microsoft.
44
Redes de Computadores
Isto, a princípio, é a estrutura que uma mensagem possui. A linha START_LINE 
indica se é uma mensagem de solicitação ou de resposta. As mensagens de solicitação 
especificam três coisas: a operação a ser realizada, a página a Web na qual a operação deve 
ser realizada e a versão do HTTP sendo usado.
As linhas MESSAGE_HEADER podem ou não existir, onde podemos ter mensagens 
de solicitação e mensagem de resposta. As duas operações mais comuns são GET que 
buscam a página Web especificada e HEAD que busca informação e estado da página Web 
especificada. Um exemplo da START_LINE de solicitação é: GET http://www.ead.edu.br/
HTTP/1.1
As mensagens de resposta começam com uma única linha START_LINE com a 
especificação da versão do HTTP que está sendo utilizado, um código de três dígitos que 
indica se a solicitação foi bem sucedida ou não, e uma string que apresenta o motivo da 
resposta. Por exemplo, caso o servidor atenda à solicitação, será enviado uma mensagem 
HTTP/1.1 202 Accepted; Caso a solicitação seja negada por não encontrar a referida página, 
a mensagem será HTTP/1.1 404 Not Found.
O corpo da mensagem está na linha de MESSAGE_BODY onde tipicamente é vazia 
para as mensagens de solicitação. Porém, nas mensagens de respostaspodem conter a 
página texto em HTML (HyperText Markup Language), assim como imagens e outros.
A seguir podemos olhar uma mensagem se resposta HTTP:
HTTP/1.1 200 OK
Connection: close
Date: Thu, 06 Out 2009 12:00:15 GMT
Server: Apache/1.3.0 (Unix)
Last-Modified: Mon, 22 Jul 2009 20:15:24 GMT
Content-Length: 8231
Content-Type: text/html
dados dados dados dados dados ...
O Correio Eletrônico
O correio eletrônico é uma das formas mais populares de troca de informações 
na Internet. Para entendermos melhor seu funcionamento imagine o correio convencional 
onde você tem uma série de caixas postais, em que as pessoas enviam cartas para você, o 
correio pega, organiza estas cartas e coloca dentro de sua caixa postal. Um dia você vai lá, 
pega sua chave, abre sua caixa postal, pega suas cartas e lê.
O mecanismo é basicamente o mesmo. Onde você vai ter uma caixa postal que vai 
receber as informações sem que você precise estar conectado na Internet. Então mesmo 
com o computador desligado, você está recebendo e-mail. Quando você se conecta, a sua 
máquina “automaticamente” vai ao servidor buscar as informações da sua caixa postal e 
trás para você, e só então você poderá ler suas mensagens.
As mensagens de correio eletrônico podem incluir hiperlinks, texto ASCII puro ou 
em formato HTML, imagens, áudio e vídeo. Iremos agora examinar os protocolos de camada 
de aplicação que são os elementos centrais dos sistemas de correio eletrônicos na Internet.
O principal protocolo da camada de aplicação para envio de correio eletrônico na 
45
Redes de Computadores
Internet é o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) que é definido pela RFC 5321, atualizado 
em outubro de 2008. Este protocolo é o responsável pela transmissão de e-mail entre o 
cliente e o servidor, ou seja, na hora em que você envia um e-mail, a mensagem eletrônica 
está sendo transmitida por este protocolo; e a troca de e-mails entre servidores de e-mail.
Mas, o que acontece realmente quando se envia um e-mail? Esta é uma dúvida que 
muitas pessoas possuem. Quando você envia um e-mail, o SMTP cria uma conexão TCP na 
porta 25 do servidor do cliente destino, no caso o servidor SMTP.
Espera aí, mas você deve estar se perguntando; e como eu sei qual é o servidor de 
e-mail do cliente destinatário? Lembra que um e-mail possui a seguinte sintaxe: “joasilva@
ead.br”? Então, tudo que vier depois do “@” - arroba é o servidor de e-mail. Entendeu 
agora?
Assim que o aplicativo do cliente estabelece uma conexão TCP (com o three-
way handshake) na porta 25 do servidor SMTP e então iniciam uma apresentação como 
se fossem duas pessoas se conhecendo e trocando informações. Depois de transferir as 
informações para o servidor destino, é finalizada a conexão. Para entendermos melhor 
vejamos a Figura 3.8, onde o cliente destinatário “joaosilva@ead.br” estará recebendo em 
sua caixa postal o e-mail da cliente transmissora “mariajosebelemail.com”.
A transmissão do e-mail pode ser feito diretamente entre cliente remetente – cliente 
destinatário (pois todo cliente executa um processo SMTP por padrão), cliente remetente – 
servidor do cliente destinatário e entre servidor remetente e servidor destinatário.
Estes servidores são também conhecidos como gateway de correio, pois servem 
para armazenar temporariamente em disco um e-mail até o seu dono buscá-lo. Outro fator 
interessante é que este protocolo não utiliza servidores intermediários para transmitir o 
e-mail até o destino. Ele simplesmente cria uma conexão TCP entre o servidor do cliente 
que originou o e-mail, com o servidor do cliente destinatário, e só então transmite os dados.
Figura 3.8 - Troca de informação entre cliente e servidor de e-mail
É importante entender que estamos considerando mensagens que contenham um 
corpo no formato texto ASCII puro, mas atualmente, devido ao MIME( Multipurpose Internet 
Mail Extensions) definido pelas RFCs 2045 e 2046, é permitido que o corpo da mensagem 
carregue qualquer tipo de dados. Estes dados podem ser apresentados em formato texto 
não necessariamente legíveis, visto que possa ser uma figura codificada.
46
Redes de Computadores
Então, agora que entendemos como funciona o envio de e-mail, precisamos saber 
como recebemos os e-mails. Para recepção utilizamos outros protocolos especificamente 
para esta função, no caso os protocolos IMAP (Internet Mail Access Protocol) definido pela 
RFC 3501, POP3 (Post Office Protocol - Version 3) definido pela RFC 1939 e HTTP.
Figura 3.9 - Protocolos SMTP e, IMAP e POP3
O protocolo POP3 é um protocolo simples e limitado de leitura de e-mail. Para 
iniciar a leitura, o cliente cria uma conexão TCP na porta 110 do servidor de e-mail. Assim 
que estabelece a conexão, o protocolo passa por três fases: autorização, transação e 
atualização. Na fase de autorização, o protocolo envia o nome e a senha do cliente para 
autenticar o download das mensagens do cliente; Na segunda fase o cliente pode marcar 
mensagens para serem apagadas, entre outros. A terceira fase ocorre quando o cliente 
executa um comando de saída do sistema, finalizando a sessão POP3; É neste momento que 
o servidor de e-mail apaga as mensagens marcadas anteriormente.
“O interessante deste protocolo é que o usuário pode configurá-lo para fazer os 
“downloads e apagar” os e-mails, ou fazer os “downloads e mantê-los” na caixa de correio. 
O problema de configurar para o modo “fazer o download e apagar” é que o usuário pode 
querer acessar os arquivos de outro computador, e neste caso, as mensagens anteriores 
estarão apenas na máquina que foi feito o download.
Uma vez feito o download dos e-mails, o usuário pode querer criar pastas, e 
movê-los para organizá-los nestas pastas. Mas temos um problema, estas pastas estão 
localmente em um computador, e no caso do usuário querer acessar seus e-mails por outros 
computadores, não terá esta estrutura hierárquica de pastas, nem os e-mails. Então, como 
resolver este problema?
Pensando nisso, foi criado o protocolo IMAP que contém muito mais características 
que o POP3 e por isso é muito mais complexo. Foi desenvolvido para permitir que usuários 
possam manipular seus e-mails e pastas remotamente como se estivessem em uma 
máquina local, podendo mover e-mails de uma pasta para outra, fazer pesquisas utilizando 
um determinado critério, entre outros.
Muitos programas de acesso ao correio eletrônico usam estes dois protocolos. 
Como por exemplo, o Outlook Express da Microsoft. Mas você já deve ter percebido que 
atualmente mais e mais pessoas utilizam serviços de e-mail baseados em browsers como o 
Hotmail e o Gmail. Desta forma, um usuário com um simples browser pode tanto acessar 
sua caixa de correio eletrônico via HTTP quanto mandar e-mail para um servidor de e-mail. 
Neste caso, é utilizado HTTP em lugar de SMTP para o envio e HTTP para a leitura dos 
e-mails ao invés dos protocolos IMAP ou POP3. Mas a troca de mensagens entre servidores 
continua sendo via SMTP.
47
Redes de Computadores
Protocolo de Transferência de Arquivos
Quando necessitamos transferir dados de um computador para outro, precisamos 
que um protocolo específico controle e garanta a transferência correta dos dados.
Definido pela RFC 959, o FTP (File Transfer Protocol) é um protocolo baseado na 
arquitetura cliente-servido e provê o controle e transferência de dados através de sessões 
estabelecidas paralelamente. Vejamos como este protocolo funciona:
Em uma sessão FTP, o usuário está fisicamente utilizando um computador local e 
precisa transferir dados para um computador (ou servidor) remoto. Para isto primeiramente 
é necessário que o usuário tenha uma conta na máquina remota e acesse-a utilizando sua 
identificação (login) e senha. Esta sessão é criada através de uma conexão TCP. É importante 
entendermos que o FTP utiliza duas conexões simultâneas via TCP, uma utilizando a porta 
20, para transferência dos dados e a outra utilizando a porta 21 para controle da conexão de 
dados. (Lembre-se que estes números de portassão apenas no lado servidor)
Uma vez autenticado, o usuário poderá transferir arquivos do sistema local para o 
sistema de arquivo remoto (o que comumente chamamos de upload) ou transferir arquivos 
do sistema remoto para a máquina local (que chamamos de download).
Figura 3.10 - conexões FTP
Aplicações Multimídia
Atualmente todos nós que usamos a Internet, assistimos a vídeos no youtube 
(ou outro site) ou/e conversamos via skype (ou outros aplicativos). Todas estas aplicações 
multimídia estão revolucionando o acesso e a utilização da Internet, e barateando o 
acesso e a troca de informações. Nós utilizamos estas aplicações e ficamos maravilhados 
nos perguntando, como isso tudo é possível? E para eliminar esta curiosidade, iremos 
apresentar os principais protocolos da camada de aplicação que fazem com que tudo isso se 
torne possível.
Para controlar o estabelecimento e o término de uma conexão, ajustar os 
parâmetros da comunicação e controlar a sua qualidade, um conjunto de protocolos foi 
desenvolvido possibilitando a criação de uma arquitetura completa para a comunicação 
multimídia entre dois computadores conectados por uma rede IP. Esses protocolos podem 
ser divididos em três categorias: sinalização, qualidade de serviço e transporte de mídia, 
como mostra a Figura 3.11. O protocolo SIP (Session Initiation Protocol) está na categoria de 
sinalização, o RSVP (Resource ReSerVation Protocol) e o RTSP (Real-Time Stream Protocol) 
estão na categoria de qualidade de serviço e o RTP (Real- Time Transport Protocol) está na 
categoria de transporte de mídia. O protocolo RSVP tende a melhorar o funcionamento do 
RTP com relação aos níveis de qualidade de serviço, pois o RTP em conjunto com o RTCP 
cuidam do controle e qualidade do transporte das mídias.
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Redes de Computadores
Figura 3.11 - Pilha de Protocolos de aplicações multimídia
O protocolo SIP (Session Intiation Protocol) é o padrão do IETF (Internet Engineering 
Task Force) para o estabelecimento de conexões VoIP(Voice over IP, Voz sobre IP) ou a 
comumente conhecida telefonia na Internet. Este é um protocolo de controle no nível de 
aplicação para criação, modificação e término de sessões com um ou mais participantes. 
Sua arquitetura é similar ao HTTP, onde requisições são geradas pelo cliente e enviadas 
ao servidor. O servidor processa as requisições e então envia a resposta ao cliente. Uma 
requisição e suas respostas constituem uma transação. O SIP possui mensagens INVITE e 
ACK que definem o processo de abertura de um canal confiável através do qual mensagens 
de controle de chamadas podem ser passadas.
O SIP faz mínimas suposições sobre o protocolo de transporte que está por baixo. 
Ele próprio fornece a confiabilidade e não depende do TCP. O SIP depende do Protocolo 
de Descrição de Sessão – SDP (Session Description Protocol) para conduzir a negociação da 
identificação do codificador.
O sistema SIP consiste de dois componentes:
Agentes do usuário: um agente do usuário é um sistema atuando em nome do 
usuário. Ele possui duas partes: um cliente e um servidor. A porção cliente é usada para 
iniciar uma requisição SIP, enquanto uma porção do servidor recebe as requisições e retorna 
as respostas em nome do usuário.
Servidores de rede: existem três tipos de servidores dentro da rede. Um servidor 
de registro recebe atualizações sobre a localização atual dos usuários. Um servidor proxy 
recebe as requisições e as encaminha a um próximo servidor de redirecionamento que 
recebe as requisições, determina o próximo servidor e retorna seu endereço ao cliente ao 
invés de encaminhar a requisição. Uma visão geral do protocolo SIP para voz sobre IP pode 
ser vista na Figura 3.12.
49
Redes de Computadores
Figura 3.12 - Visão geral de Voz sobre IP
As partes chamadoras e chamadas são identificadas por um endereço SIP. Quando 
uma chamada SIP é feita, o chamador primeiro precisa localizar o serviço apropriado e 
enviá-lo uma requisição. O chamador pode alcançar a parte chamada diretamente ou 
indiretamente através dos servidores de redirecionamento. O campo de identificação de 
uma chamada (Call ID)
O SIP foi desenvolvido visando à Internet, portanto possui a vantagem de ser mais 
simples e possuir menos overhead que o H.323. Por isto, atualmente é o protocolo de 
arquitetura aberta mais utilizado no mercado. Existem outros protocolos no mercado, como 
o IAX (Inter Asterisk Exchange) que vem sendo também muito utilizado devido ao software 
Asterisk, o MGCP (Media gateway Control Protocol), o MEGACO, entre outros.
O protocolo RTSP (Real-Time Streaming Protocol), utiliza uma técnica que em vez 
de armazenar uma grande quantidade de arquivos multimídia e só então reproduzi-los, os 
dados multimídias são usualmente enviados através da rede em fluxos. Os fluxos quebram 
os dados em pacotes com um tamanho ideal para a transmissão entre servidores e clientes.
Os dados em tempo real fluem através da transmissão, descompressão e 
reprodução, em paralelo. Um cliente pode reproduzir o primeiro pacote, descomprimir o 
segundo, enquanto recebe o terceiro. Portanto o usuário pode desfrutar da mídia sem ter 
50
Redes de Computadores
que esperar o final da transmissão.
O RTSP é um protocolo de apresentação multimídia clienteservidor, que possibilita 
uma entrega controlada de um fluxo de dados multimídia, através de uma rede IP. O RTSP 
foi projetado para trabalhar com protocolos de nível mais baixo, como o RTP e o RSVP, 
fornecendo um serviço completo de fluxo através da Internet. Ele fornece meios para 
escolher canais de entrega (tais como UDP, UDP multicast e TCP), e mecanismos de entrega 
baseados no protocolo RTP, funcionando em eventos multicast e unicast.
O RTSP visa fornecer os mesmos serviços de fluxo de áudio e vídeo como o HTTP 
faz para texto e gráficos. Ele foi projetado intencionalmente para ter sintaxe e operações 
similares de modo que a maioria dos mecanismos de extensão do HTTP possa ser adicionada 
ao RTSP.
No RTSP, cada apresentação e fluxo de mídia são identificados por uma URL RTSP. 
A apresentação e as propriedades da mídia são definidas em um arquivo de descrição de 
apresentação, que pode incluir a codificação, idioma, URLs RTSP, endereços destinos, e 
outros parâmetros. O arquivo de descrição de apresentação pode ser obtido pelo cliente 
usando HTTP, e-mail ou outros meios.
Mas o RTSP difere do HTTP em vários aspectos. Primeiro, enquanto o HTTP é um 
protocolo sem estados, um servidor RTSP precisa manter os estados da sessão de modo 
a correlacionar as requisições RTSP com um fluxo. Segundo, o HTTP é basicamente um 
protocolo assimétrico onde o cliente requisita e o servidor responde, mas no RTSP tanto o 
servidor de mídia como o cliente podem fazer requisições.
Atualmente existem diferentes aplicativos que suportam o uso do RTSP, como 
mozilla-mplayer, o Windows Media Player e o QuickTime da Apple apresentados na Figura 
3.13.
Figura 3.13 - Exemplos de aplicativos que utilizam RTSP
O protocolo RSVP (Resource ReSerVation Protocol), é o protocolo de controle de 
rede que permite ao receptor de dados requisitar um nível de qualidade de serviço (QoS – 
Quality of Service) fim-a-fim, ao longo do caminho de transmissão, de forma que a largura 
de banda requisitada esteja disponível quando a transmissão se iniciar.
O RSVP é usado para reservar recursos da rede. Quando uma aplicação em um host 
(o receptor de fluxo de dados) requisita uma QoS específica para seu fluxo de dados, ele usa 
o RSVP para entregar suas requisições aos roteadores que estão posicionados ao longo do 
caminho do fluxo. O RSVP é responsável pela negociação dos parâmetros da conexão com 
esses roteadores. Se a reserva é feita, ele também é responsável por manter os estados dos 
roteadores e do host, fornecendo o serviço requisitado.
O processo de reserva não transmite os dados e fornece a qualidade de serviço 
requisitada. Mas através da reserva, o RSVP garante que os recursos da rede estarão 
disponíveis quando a transmissão realmenteacontecer. Como ilustra a Figura 3.14.
51
Redes de Computadores
Embora o RSVP fique acima do IP na pilha de protocolos, ele não é um protocolo de 
roteamento, mas um protocolo de controle de interredes. Na verdade, o RSVP confia nos 
protocolos de roteamento que estão abaixo dele para encontrar onde ele deve entregar as 
requisições de reserva.
Figura 3.14 - A reserva de recursos do RSVP nos roteadores
Vale a pena ressaltarmos que este protocolo só poderá ser utilizado plenamente 
se todos os roteadores ao longo do caminho origemdestino estiverem implementados com 
este protocolo e concordarem com o pedido de requisição do transmissor. Logo, na prática, 
ele só funciona em redes particulares (por exemplo, uma MAN ou WAN), pois neste caso, 
como a empresa é dona de todos os roteadores em questão, ela pode implementar esta 
política. O que não ocorre na Internet, pois temos roteadores com vários donos e cada um 
tendo sua diferente política de utilização da rede.
Na categoria de transporte de mídia em redes por comutação de pacotes, as 
aplicações em tempo real tais como VoIP e fluxo de vídeo (stream video) têm um número de 
requisitos que as distinguem dos serviços de dados tradicionais da Internet:
» Sequência: Os pacotes devem ser reordenados em tempo real no receptor, caso 
eles cheguem fora de ordem. Se um pacote é perdido, ele deve ser detectado e 
compensado sem retransmissão.
» Sincronização intramídia: o intervalo de tempo que existe entre pacotes sucessivos 
deve ser transmitido ao receptor como informação de controle. Por exemplo, 
nenhum dado é geralmente enviado durante períodos de silêncio na fala. A duração 
desse silêncio deve ser reconstruída adequadamente.
» Sincronização intermídia: Se um número de diferentes mídias está sendo usado 
em uma única sessão, deve haver meios de sincronizá-las. Com isso, é possível 
sincronizar o sinal de voz reproduzido com o de vídeo. Isso também é conhecido 
como lip-sync.
» Identificação do payload: Na Internet, frequentemente é necessário modificar a 
codificação da mídia dinamicamente para ajustar-se à disponibilidade de largura de 
faixa ou a novos usuários que se juntam a um grupo. Algum tipo de mecanismo é 
necessário para identificar a codificação utilizada em cada pacote.
» Identificação do frame: Vídeo e voz são enviados em unidades lógicas chamadas 
frames. É necessário indicar para o receptor onde é o início ou o fim do frame, de 
forma a auxiliar na entrega sincronizada aos níveis superiores.
Os serviços descritos acima são providos por um protocolo de transporte no 
modelo OSI. Na Internet o RTP (Real Time Transport Protocol) é usado para esse objetivo. 
52
Redes de Computadores
O RTP tem dois componentes. O primeiro é o próprio RTP, e o segundo é o RTCP (Real Time 
Control Protocol). O RTP fornece algumas funcionalidades e características próprias que 
foram criadas com o intuito de solidificar a multimídia em tempo real na Internet:
Multicast-friendly: O RTP e o RTCP foram projetados para multicast . De fato, eles 
foram projetados para desde pequenos grupos multicast, como aqueles usados em uma 
ligação telefônica compartilhada por três pessoas, até para muitas pessoas, como em 
eventos broadcast.
Independência da mídia: O RTP fornece serviços a mídias de tempo real genéricas, 
tais como voz e vídeo. Os cabeçalhos e semânticas de qualquer codificação específica são 
definidos para cada mídia em especificações separadas.
Mixers e Translators: Os Mixers são dispositivos que coletam mídias de vários 
usuários, as misturam e enviam o fluxo resultante. Os Translators pegam um único fluxo de 
mídia, converte-o para outro formato e então o envia a seu receptor.
Retorno da QoS: O RTCP permite aos receptores fornecer um retorno a todos os 
membros de um grupo, enviando informação sobre a qualidade da recepção. As fontes RTP 
podem usar essa informação para ajustar a sua taxa de comunicação, enquanto que outros 
receptores podem determinar se os problemas na qualidade do serviço são locais ou gerais. 
Observadores externos podem usar essa informação para o gerenciamento da QoS.
Controle de sessão livre: Com o RTCP, os participantes podem trocar informações 
de identificação tais como nome, e-mail, número telefônico, e mensagens curtas.
Criptografia: Os fluxos de mídia RTP podem ser criptografados usando-se chaves 
que são trocadas por algum método não RTP, como, por exemplo SIP (Session Initiation 
Protocol) ou SDP (Session Description Protocol).
A Figura 3.15 apresenta um fluxo controlado pelo RTP e tento o retorno da QoS, 
como atraso, perda de pacotes, variação de atrasos, etc.
Figura 3.15 - Troca de pacotes RTP e RTCP
Aprenda Praticando 
Mais uma vez é chegada a hora de você praticar os conceitos aprendidos. Para isso, 
alguns exercícios foram selecionados como exercícios propostos e exercícios resolvidos. 
Você deverá procurar fazer o exercício prático, entender os exercícios resolvidos e suas 
respectivas respostas e finalizar os estudos resolvendo os exercícios propostos com o intuito 
de consolidar todos os conceitos aprendidos neste capítulo.
Exercício proposto
Você gostaria de ver uma mensagem de resposta HTTP real? Isto é muito fácil de 
fazer! Primeiro utilize um ambiente texto (Shell do Linux ou prompt do DOS com o comando 
53
Redes de Computadores
cmd.exe no Windows). Neste ambiente, utilizando o programa TELNET e estando conectado 
à Internet, digite a mensagem de requisição de um objeto que esteja hospedado em um 
servidor, por exemplo:
telnet www.ufrpe.br 80 [aperte enter]
GET /index.html [aperte enter]
Figura 3.16 - tela de entrada de comando do Windows
Estas linhas de comando irão abrir uma conexão na porta 80 do host www.ufrpe.
br e enviar uma mensagem/comando GET. Você deverá ver como mensagem de resposta 
um texto em html. Calma, não se assuste! Como você não está neste momento usando 
um browser, irá aparecer apenas textos, que provavelmente sejam incompreensíveis neste 
momento para você.
Figura 3.17 - Tela de saída de comando do Windows
Para podermos entender, vamos utilizar um browser e acessar este mesmo 
endereço. Neste caso, estes dados textos e incompreensíveis serão interpretados pelo 
browser e aparecerá a página web mostrada na Figura 3.18:
54
Redes de Computadores
Figura 3.18 - Página Web interpretada pelo browser
Agora que você viu na prática o funcionamento do protocolo HTTP, responda a 
seguinte questão:
Questão: Como funciona o protocolo HTTP ?
Resposta: O protocolo cliente-servidor HTTP é um protocolo de hipertexto que, 
através de um aplicativo interpretador da linguagem HTML (o browser), faz requisições 
de páginas na porta padrão 80 do servidor, e recebe respostas, que podem conter textos, 
figuras, áudio e vídeos.
As questões de número 8 a 10 da lista de exercícios propostos fazem parte das 
atividades somativas que você deverá responder em relação ao capítulo 3, do Volume 1, de 
acordo com as orientações e prazos sugeridos pelo seu professor e tutor.
Lista de Exercícios Propostos 
1. Como os processos existentes em dois computadores interligados através de uma 
rede conseguem se comunicar?
2. Explique a arquitetura cliente-servidor utilizada nas aplicações da Internet.
3. Como podemos definir um socket?
4. Quais os principais parâmetros que uma aplicação deve levar em consideração na 
hora de transmitir dados? Perda de pacotes, atraso, largura de banda?
5. Sobre correio eletrônico, o que diferencia os protocolos SMTP, IMAP e POP3?
6. Quais as portas e suas respectivas funções utilizadas pelo protocolo FTP?
7. Explique de forma generalizada a funcionalidade do protocolo RTSP.
8. Utilizando um analisador de pacotes, capture a troca de mensagens entre um 
cliente (browser) http e um servidor web, desde o início da conexão, passando pelo 
55
Redes de Computadores
envio das respostas de requisição, até o encerramento da conexão. Foque na troca 
de mensagens HTTP.
9. Com um analisador de pacotes, capture pacotes de uma conversação multimídiae 
analise os seguintes protocolos:
a) RTP
b) RTCP
10. Com o mesmo analisador de pacotes, verifique agora a toca de mensagens SIP na 
criação de uma sessão de telefonia IP.
Atividades e Orientações de Estudos
Dedique 10 horas de estudo para o Capítulo 3. Você deve organizar uma 
metodologia de estudo que envolva a leitura dos conceitos que foram apresentados neste 
volume e pesquisas sobre o tema, usando a internet e livros de referência.
Vamos trocar ideias nos fóruns temáticos desta disciplina no ambiente virtual, pois 
a interação com colegas, tutores e o professor da disciplina irão ajudá-lo(a) a refletir sobre 
aspectos fundamentais tratados aqui. Os chats também serão muito importantes para a 
interação em tempo real com o seu tutor virtual, seu professor e seus colegas.
Também é importante que você leia atentamente o guia de estudo da disciplina, 
pois nele você encontrará a divisão de conteúdo semanal, ajudando-o a dividir e administrar 
o seu tempo de estudo semanal. Procure responder as atividades propostas como atividades 
somativas para este capítulo, dentro dos prazos estabelecidos pelo seu professor, pois você 
não será avaliado apenas pelas atividades presenciais, mas também pelas virtuais.
Os assuntos abordados neste capítulo podem ser encontrados no Quiz de número 3 
da disciplina de Redes de Computadores. Através do Quiz você poderá avaliar o seu próprio 
desempenho. Após respondê-lo, você terá o resultado de seu desempenho e conhecerá as 
suas deficiências, podendo supri-las nas suas próximas horas de estudo.
Vamos Revisar?
Neste capítulo, você aprendeu como funcionam os protocolos de aplicação que 
utilizam as redes para se comunicarem. Vimos que utilizam seus processos e, através de 
sockets, que são o conjunto de número IP e porta, conseguem identificar para quem devem 
enviar uma mensagem ou de quem devem receber uma resposta.
Vimos também que estas aplicações dependem de outros fatores para funcionarem 
bem, como a largura de banda necessária para fluir seus dados até o destino, devem ter 
uma atenção com as perdas de pacotes nas transmissões, não se descuidando dos atrasos 
que estes pacotes sofrerão durante o percurso até a entrega. Todos estes fatores dependem 
exclusivamente do tipo de aplicação, e suas prioridades quanto ao atraso ou a garantia de 
entrega dos pacotes.
O presente capítulo também abordou os principais protocolos utilizados atualmente 
na Internet, como o HTTP, que utilizamos para acessar as páginas Web, os principais 
56
Redes de Computadores
protocolos de correio eletrônico como SMTP, IMAP e POP3; O FTP como protocolo de 
transporte de arquivos e os protocolos mais utilizados por aplicativos multimídia na Internet 
atualmente.
57
Redes de Computadores
Referências
 ROSS, Keith W. ; KUROSE, James F. Redes de Computadores e a Internet. Pearson 
Brasil, 2005.
 J. H. Saltzer, D. P. Reed, D. D. Clark. End-to-end arguments in system design, ACM 
Transactions on Computer Systems (TOCS), v.2 n.4, p.277-288, Nov. 1984.
 Tanem baum , Andrew. Redes de Computadores. Campus, 2003.
 TORRES, G. Redes de Computadores: Curso Completo. Editora Axcel Books, 2002.
58
Redes de Computadores
Considerações Finais
Olá, cursista!
Esperamos que você tenha aproveitado este primeiro volume da disciplina de 
Redes de Computadores.
No próximo volume, estudaremos a Internet e os Protocolos do Modelo TCP/IP. 
Você vai perceber a importância de entender melhor o funcionamento dos protocolos das 
camadas de inter-redes, redes e transporte.
Nesse sentido, o final deste módulo já é uma motivação para que você fique 
curioso(a) para as próximas reflexões sobre como na prática os pacotes são transferidos 
entre computadores ligados à Internet.
Aguardamos sua participação no próximo volume.
Até lá e bons estudos!
Os Autores
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Redes de Computadores
Conheça os Autores
Juliana Regueira Basto Duniz
Juliana Regueira Basto Diniz possui graduação em engenharia eletrônica pela 
Universidade Federal de Pernambuco, mestrado e doutorado em Ciência da Computação 
pela Universidade Federal de Pernambuco. Atualmente é professora da Universidade Federal 
Rural de Pernambuco (UFRPE), desenvolvendo trabalhos no grupo de Educação a Distância 
desta universidade. Seus temas de interesse em pesquisa são: Sistemas Distribuídos, 
Computação Ubíqua e Ensino a Distância.
Fernando Antonio Aires Lins
Fernando Antonio Aires Lins é formado em Engenharia da Computação pela 
Universidade de Pernambuco e mestre em Ciência da Computação pela Universidade Federal 
de Pernambuco. Atualmente faz doutorado na área de Redes e Sistemas Distribuídos. Atua 
na área de Educação a Distância, sendo vice-coordenador do curso de Bacharelado em 
Sistemas de Informação pelo programa Universidade Aberta do Brasil UAB/UFRPE.
Obionor de Oliveira Nóbrega
Obionor de Oliveira Nóbrega é formado em Processamento de Dados pelo Centro 
de ensino Superior do Pará, especialista em Tecnologia da Informação e Mestre em Ciência 
da Computação pela Universidade Federal de Pernambuco. Possui também MBA em 
Finanças Corporativas e atualmente é doutorando do Centro de Informática da UFPE.atingir a marca de 50 milhões de usuários. Alguns 
dispositivos clássicos, como o rádio, a televisão e o telefone foram inseridos. A Internet 
levou menos da metade do tempo do que todos os outros dispositivos para atingir a marca 
comentada. Atualmente, estima-se que mais de 1 bilhão de pessoas tenham acesso à 
Internet. Um dado também interessante é que o Brasil está entre os países que apresentam 
maior número de usuários em todo o mundo.
Figura 1.1 - Tempo para atingir 50 milhões de usuários
De forma resumida, as redes de computadores ajudam as empresas em dificuldades 
organizacionais clássicas, como:
» Empresas geograficamente distantes se tornam melhor administráveis. Por 
exemplo, comunicação entre matriz e filiais se torna mais eficaz, especialmente em 
se tratando de empresas de porte internacional;
» Empresas com diversos departamentos podem usufruir das diversas aplicações 
para redes existentes para se comunicar e compartilhar recursos/aplicativos. Ao 
invés de sua empresa comprar 10 impressoras para os seus 10 departamentos, ela 
pode comprar apenas 1 e compartilhar via rede entre todos os departamentos;
» Empresas locais agora podem entrar e competir em mercados globais. O comércio 
eletrônico e o marketing digital possibilitam a inserção do produto em mercados 
antes improváveis e de difícil acesso. Custos com ligações à distância e ligações 
internacionais inviabilizavam este tipo de comércio em um passado recente.
8
Redes de Computadores
Neste momento caro(a) aluno(a), você pode estar se perguntando sobre as redes 
telefônicas e as redes de computadores. Uma dúvida muito comum é sobre que rede 
estamos operando quando fazemos determinada ação. Quando utilizamos nosso telefone 
convencional, estamos utilizando qual rede? A rede telefônica ou a rede de computadores? 
E mais ainda, quando você liga do seu computador para alguém, que rede você irá utilizar?
A resposta para a primeira pergunta é a rede telefônica. Quando tiramos o 
telefone do gancho e discamos um número, estamos nos conectando com a rede de 
telefonia convencional para realizar uma chamada. Mas, e no segundo caso? Quando 
fazemos uma chamada pelo computador para outros computadores ou até mesmo para 
telefones convencionais, que rede estamos usando? Neste caso, está sendo usada a rede de 
computadores. Sobre este cenário, vamos contar uma rápida história sobre as redes.
Figura 1.2 - Redes de computadores
Poucos anos atrás, e inclusive atualmente, as empresas, de modo geral, utilizavam 
dois tipos de redes diferentes: a rede de telefonia e a rede de computadores. Inclusive, 
existiam dois terminais e cabos diferentes para fazer essa conexão. Entraremos mais a 
fundo na questão de cabeamento nos próximos capítulos, mas por enquanto podemos 
adiantar que o cabo de rede que você utiliza geralmente é um cabo azul que se conecta 
na placa de rede de seu computador; cabo esse que é diferente do cabo que sai do seu 
telefone convencional. Pode-se pensar, com razão, que a rede telefônica iria tratar com a 
comunicação de voz e que a rede de computadores iria tratar da comunicação de dados. 
Pode-se afirmar que, durante muito tempo, esta foi a realidade das empresas.
Contudo, um fato que incomodava e muito os usuários eram as altas tarifas cobradas 
pelas companhias telefônicas (ex.: Telemar e a antiga Telpe), que eram detentoras da rede 
de telefonia. Então, neste cenário, surgiu a ideia de utilizar as redes de computadores para 
fazer comunicação de voz. No início, como as redes ainda não tinham uma qualidade eficaz 
o suficiente para este serviço, não se podia transmitir e receber o tráfego de voz dentro 
de um tempo aceitável. Para a infelicidade das empresas de telefonia, essa realidade foi 
mudando em anos recentes.
As tecnologias de interconexão foram melhorando e muito o seu desempenho, 
passando a suportar o tráfego de voz com uma qualidade aceitável e, em especial, com 
um custo muito reduzido. Você pode hoje fazer ligações de voz de um computador para 
outro, em qualquer lugar do mundo com acesso à Internet, sem pagar nenhum centavo 
por isso. Ainda mais, você pode até mesmo ligar do seu computador para um telefone 
fixo ou celular internacional e pagar uma tarifa significativamente mais acessível do que a 
cobrada pela companhia telefônica. O grande segredo é que essas ligações de voz feitas por 
9
Redes de Computadores
programas como o Skype utilizam a infra-estrutura da Internet para se comunicar, evitando, 
assim, a utilização das tradicionais redes de telefonia. Portanto, a ligação passa pela rede de 
computadores mundial, a Internet, e não pela rede de telefonia convencional.
Uma tendência atual que pode ser observada é que as redes de computadores e 
as redes de telefonia estão se fundindo em uma única rede digital. Embora esse seja um 
processo complexo e que tem diversas consequências econômicas e estruturais, a tendência 
é de convergência entre as redes de computadores e telefones. Basta olhar para o mercado 
e ver diversas empresas oferecendo serviços de Internet, telefonia e até de programas 
televisivos (a famosa TV a cabo).
1.2 Visão Geral de Redes
A grande quantidade de computadores pessoais sendo utilizada no mundo inteiro 
já está chegando à marca de 1 bilhão. Um outro dado importante neste contexto é a rapidez 
da evolução dos seus principais componentes, como: processador, memória principal e 
dispositivos de interconexão. Cada vez mais, usuários têm à sua disposição equipamentos 
mais velozes e com maior capacidade de armazenamento. Esse fator influencia 
decisivamente na necessidade de comunicação entre as aplicações. Vamos imaginar, por 
exemplo, uma área como jogos computacionais. Se você, caro(a) aluno(a), gosta dessa 
área, sabe que a resolução gráfica e os efeitos visuais/sonoros vêm melhorando muito nos 
últimos anos. Por exemplo, a realidade alcançada pelos atuais simuladores de corrida é 
impressionante. Nos dias atuais, além de você contar com imagens de excelente qualidade 
e áudio muito semelhante à realidade, podemos comprar até equipamentos que podem 
ser integrados ao computador, como volante e pedais. Neste ambiente, surge com muita 
naturalidade a possibilidade de jogar em rede com um amigo seu.
Um outro bom exemplo é o ambiente virtual de aprendizagem (AVA) que você 
utiliza no seu curso de Educação a Distância. Desde as funções mais simples, como envio e 
recebimento de mensagens, até as mais complexas, é inegável que este tipo de tecnologia 
veio ajudar, e muito, a aprendizagem a distância. Recursos como teleconferência e 
videoconferência, tão importantes neste cenário, só puderam ser viabilizados não apenas 
pela existência das redes de computadores, mas em especial pelo desenvolvimento delas.
Essas novas demandas estão mudando a forma com que as empresas usam as redes 
e, em especial, como vender seus produtos. Imagine que você fosse o produtor responsável 
pelo jogo de simulação ou pelo desenvolvimento do ambiente virtual de aprendizagem. 
Como você lidaria com a questão da conectividade? Você seria capaz de fazer essa produção 
sem nenhum recurso de comunicação? Certamente que não.
Finalmente, como podemos caracterizar uma rede de computadores? Se você 
tiver dois ou mais computadores conectados entre si em casa, você tem uma rede. Se você 
conectar a Internet de qualquer lugar, você também estará em uma rede de computadores. 
Desta forma, como podemos saber o que é exatamente uma rede? De uma forma 
mais simples, podemos afirmar que uma rede consiste em dois ou mais computadores 
conectados entre si. Um componente fundamental para o computador entrar em uma rede 
é a sua placa de rede ou interface de rede (NIC – network interface card). Atualmente, a 
necessidade de se conectar a redes é tão grande que, via de regra, esse componente já vem 
com essa placa/interface rede.
Outro ponto importante a ser destacado são os diversos tipos de meios físicos que 
podem ser utilizados na transmissão. As redes utilizam diferentes meios de transmissão parao envio e recebimento de mensagens, onde cada meio apresenta vantagens e desvantagens. 
10
Redes de Computadores
Os meios de transmissão serão alvo de estudo mais detalhado em capítulos posteriores; 
contudo, iremos apresentar uma rápida visão dos mesmos. Podemos destacar quatro tipos 
principais de meios de transmissão:
Cabo coaxial
Antigamente, em se tratando de transmissão de dados, este era o cabo mais 
utilizado. Ele é formado basicamente por um fio de cobre isolado e de grande espessura, 
sendo coberto por um condutor cilíndrico externo. Devido a sua construção blindada, o cabo 
coaxial é menos sensível à interferência do que o seu concorrente direto, o par trançado. Ele 
é também considerado um cabo leve, relativamente barato, flexível e de fácil manipulação.
Em termos de tamanho máximo de comprimento, estudos mostram que o cabo 
coaxial pode chegar, em média, a 1 km. Contudo, ele vem perdendo mercado devido à 
redução de custos e melhorias técnicas experimentadas pelos seus concorrentes, em 
especial cabo de par trançado e fibras ópticas. Ele também apresenta muitos problemas 
com mau contato. Mesmo experimentando um declínio em sua utilização nos últimos 
anos em redes de computadores, o cabo coaxial ainda é muito utilizado nos mercados de 
transmissão de vídeo, voz e dados. Como exemplo, caro(a) aluno(a), se você quiser conhecer 
um cabo coaxial, basta olhar o utilizado pela sua televisão a cabo. A arquitetura geral de um 
cabo coaxial é apresentado na Figura 1.3.
Figura 1.3 - Exemplo de cabo coaxial
Par trançado
Meio de transmissão baseado em fios de cobre trançados aos pares em forma de 
espiral. Em sua versão mais usual, são usados 4 pares, totalizando 8 fios. Esses trançados 
visam essencialmente eliminar o ruído elétrico e magnético causado pelos pares adjacentes 
e de outras fontes, como motores e transformadores. A Figura 1.4 apresenta uma ilustração 
básica deste tipo de cabo.
Atualmente, em redes cabeadas, este é o principal meio de conexão utilizado, 
especialmente pelo seu baixo curso e por ser amplamente difundido. Contudo, ele é tido 
como lento e ruidoso para a transmissão de dados (em comparação com outros meios 
cabeados). O par trançado também sofre limitações de distância (não consegue alcançar 
longas distâncias). Pesquisas mostram que este cabo consegue alcançar, com a eficiência 
desejada, apenas algumas dezenas de metros. Além disso, a quantidade de dados que pode 
11
Redes de Computadores
ser trafegada é reduzida. Para transmissões de quantidades consideráveis de dados, uma 
outra opção, como fibras ópticas, é mais recomendada. Contudo, novas tecnologias estão 
sendo utilizadas para aumentar a capacidade de transmissão deste meio, que atualmente 
pode atingir a velocidade de um milhão de bits por segundo. Se você quiser um exemplo 
deste tipo de transmissão, basta olhar para trás do seu computador e observar um cabo azul 
que sai da sua placa de rede.
Figura 1.4 - Visão interna de um cabo de par trançado
Fibra óptica
Uma fibra óptica é um meio fino, flexível, que tem a capacidade de conduzir um 
feixe óptico. A transmissão ocorre através de pulsos modulados de luz. Nenhum impulso 
elétrico é transportado no interior do cabo. Desta forma, logo de início, podemos afirmar 
que este é um meio mais seguro para o transporte de dados, pois não terá influência de 
nenhuma corrente elétrica (e toda corrente elétrica gera campos magnéticos).
A capacidade em transmissão da fibra óptica é muito alta; na prática, centenas de 
Gpbs (gigabits por segundo, unidade de transmissão em redes) podem ser trafegados neste 
meio, capacidade esta muito superior às apresentadas pelo cabo coaxial e pelo cabo de par 
trançado. Ele também tem um limite de comprimento muito superior aos seus tradicionais 
concorrentes: estudos práticos revelam que ele pode alcançar até dezenas de quilômetros 
sem ter a sua eficiência reduzida. Esse meio de transmissão apresenta também um menor 
tamanho e menor peso do que os seus concorrentes (em situações muito adversas, essa 
pode ser uma vantagem crucial, como ao passar pelas estruturas já pequenas dos nossos 
prédios).
Uma pergunta natural que pode surgir é: com tantas vantagens, então por que não 
os usamos para tudo? A primeira razão é porque seu custo associado ainda é muito elevado 
em relação a seus concorrentes. Uma segunda razão também crucial é a exigência de um 
suporte técnico especializado para a sua instalação e manutenção. Fibras ópticas exigem 
certos cuidados específicos que não existem em cabos coaxiais ou cabos de par trançado. 
Desta forma, podemos afirmar que é interessante a utilização de fibras ópticas em situações 
que necessitem ou de elevada capacidade de transmissão ou para interligar distâncias 
muito altas.
Redes sem fio
Um outro meio de transmissão existente que difere bastante em relação aos já 
apresentados é a transmissão sem fio baseada em sinais de rádio. Esse tipo de comunicação 
é amplamente utilizado em diversos contextos atualmente. Esse meio de transmissão será 
devidamente descrito em capítulos posteriores (mais especificamente, no Capítulo 9, Redes 
sem Fio), por isso não será alvo de estudo detalhado no presente momento. Por ora, é 
importante notar que está sendo vastamente usada em diversos contextos, especialmente 
12
Redes de Computadores
naqueles onde criar uma estrutura cabeada pode apresentar muitas dificuldades. Pontos 
importantes que serão vistos posteriormente são a qualidade da conexão deste tipo de 
meio de transmissão e, em especial, a segurança em termos de acessos não-autorizados.
Você Sabia?
Você sabia que o cabo de par trançado, utilizado para conectar seu micro a rede, não pode ser 
utilizado para conectar dois computadores diretamente?
Os cabos de par trançado podem ser diretos ou cruzados (essa diferenciação se dá através da 
disposição dos fios dentro do cabo). Cada tipo apresenta uma configuração específica para os 
cabos internos.
O cabo que liga você aos equipamentos é o chamado cabo par trançado direto. Geralmente, é 
esse cabo que você encontra no mercado e que está lhe conectando a Internet, por exemplo. O 
cabo que liga o seu computador diretamente a outro computador é chamado de par trançado 
cruzado (ou cross-over).
Veremos mais detalhes sobre essa diferenciação em capítulos posteriores.
Agora que vimos o equipamento que você deve ter no seu computador para 
acessar uma rede de computadores (placa/interface de rede) e os meios de transmissão que 
podem ser utilizados, como fazer efetivamente para enviar/receber dados? Como acessar a 
Internet?
Inicialmente, é necessário encaminhar as mensagens para os seus destinatários 
e administrar as comunicações dentro de uma rede. Dentro de uma rede, o responsável 
por realizar a maioria dessas funções é o servidor. Este servidor, basicamente, tem como 
função autenticar usuários, armazenar páginas Web, armazenar configurações pessoais dos 
seus clientes, dentre outros. Eles podem fazer funções bem mais avançadas, como permitir 
ou negar o seu acesso à Internet e bloquear a navegação para endereços indevidos ou a 
utilização de serviços proibidos. Esses servidores possuem softwares específicos para o 
correto desempenho do seu papel, como, por exemplo, o Microsoft Windows Server 2008 e 
diversos softwares servidores baseados no sistema operacional Linux.
Ainda neste cenário, diversos outros equipamentos, além do servidor, são 
necessários. Por exemplo, como você iria fazer para conectar um número razoável de 
computadores em uma sala de aula (por exemplo, 30)? Iria ligar todos os computadores 
entre si? Felizmente, existe um equipamento centralizador denominado hub que faz a 
conexão entre os computadores. Basicamente, todos se conectam diretamente no hub e o 
mesmo retransmite as mensagens que são recebidas para todos os envolvidos.
Você pode estar se imaginando que essa pode ser uma solução não muito eficiente. 
Imagine que, em uma reunião, você precise se comunicar especificamente com um dos 
seus chefespara alertá-lo de algum fato despercebido. O que seria mais eficiente, enviar a 
mensagem diretamente para ele ou falar em voz alta para todos da mesa a sua mensagem? 
Todos iriam para a reunião, olhar para você e analisar se aquela mensagem possa interessar 
de alguma forma. Situação semelhante ocorre nas redes de computadores. Então, um 
outro equipamento de rede foi desenvolvido, o switch. Ao invés do switch mandar todos 
os dados recebidos para os usuários a ele conectados, ele envia os dados somente para o 
micro que deve receber a informação. Você pode ver um switch como um “hub inteligente”. 
Resumindo: um hub simplesmente retransmite todos os dados que chegam para todas as 
estações conectadas a ele, fazendo com que a rede fique muito lenta. Um switch encaminha 
a mensagem apenas para o seu destinatário correto, aliviando o congestionamento na rede. 
A grande vantagem do hub é o seu preço, ele é comparativamente mais barato do que um 
13
Redes de Computadores
switch. Tanto o hub como o switch serão estudados em capítulos posteriores.
Os switches são comumente utilizados dentro de redes locais ou individuais. Se você 
quiser conectar duas ou mais redes distintas, é necessário utilizar um dispositivo chamado 
roteador. Este equipamento tem como função principal escolher um caminho para a sua 
mensagem chegar ao seu destino (inclusive, se tiver apenas um). Em redes grandes, podem 
existir diversos caminhos, sendo o roteador responsável por escolher que caminho deve 
ser percorrido. Os roteadores têm também a missão de interligar redes com arquiteturas 
diferentes.
Por fim, é importante lembrar que nós, usuários, precisamos nos conectar a um 
provedor de serviço Internet para ter acesso aos diversos recursos que a grande rede nos 
fornece. Em geral, este não é um serviço gratuito, e você tem que pagar para ter esse acesso. 
O usuário residencial em geral tem uma boa noção deste ponto, pois ele em geral paga uma 
taxa a seu provedor de Internet para obter acesso. A Figura 1.5 apresenta uma visão geral 
de como um usuário comum (nós) fazemos para conectar à Internet em nossas residências, 
de modo geral.
Figura 1.5 - Modo pelo qual o usuário residencial conecta a Internet
1.3 Tipos de Redes
Existem diversos tipos de redes, cada qual com suas especificidades. Desta forma, 
é importante tentar classificá-las levando-se em consideração algum aspecto. Na verdade, 
existem diversos aspectos que podem ser levados em conta para fazer esta classificação.
O primeiro aspecto que pode ser levado em consideração é o tamanho da rede, em 
especial sua distância geográfica. Neste caso, podemos classificar as redes em quatro tipos:
Rede Local
Também conhecida como LAN (Local Area Network). Esse tipo de rede está 
associada a pequenos espaços físicos, geralmente restritos a um edifício, andar ou até 
mesmo uma sala deste edifício. Normalmente, ela é formada por computadores pessoais 
14
Redes de Computadores
e com um custo relativamente baixo. Ela é importante porque permite o compartilhamento 
de recursos dentro da unidade de negócio (por exemplo, você não precisa comprar uma 
impressora para cada computador da empresa; basta comprar uma e compartilhá-la através 
da rede local). Esse tipo de rede tornou-se praticamente universal em organizações de todo 
o mundo e das mais diversas áreas. As velocidades de transmissão internas, via de regra, 
são comparativamente superiores do que as redes que veremos em seguida. Um exemplo 
prático é o laboratório de informática que você utiliza; ele é formado por diversas máquinas 
conectadas por um equipamento (geralmente, hub ou switch) limitadas por um espaço 
físico pequeno (no caso, uma sala).
Rede de campus
Conhecida também como CAN (Campus Area Network), essas redes são 
caracterizadas por serem instaladas em área bem específicas, como um centro/campus de 
uma faculdade ou de um grande centro de pesquisa. Ela é comparativamente maior do que 
a rede local, contudo é bem menor do que a que veremos em seguida, a rede metropolitana.
Rede metropolitana
Conhecida também como MAN (Metropolitan Area Network), esse tipo de rede 
ocupa um tamanho intermediário entre as LANs e as WANs. Existe uma tendência na não-
utilização de técnicas tradicionais de rede, como as redes cabeadas tradicionais. No atual 
contexto de inclusão digital que vivemos, disponibilizar Internet sem fio para toda uma 
cidade é vista como uma solução mais social. Uma MAN tem como objetivo básico oferecer o 
serviço com um custo muito reduzido (e, às vezes, inexistente) e com qualidade comparável 
a do provedor tradicionalmente utilizado. Projetos inovadores, como o Garanhuns Digital, 
são exemplos claros deste tipo de rede.
Rede remota
Conhecida também como WAN (Wide Area Network), as WANs normalmente 
cobrem uma considerável área geográfica (estados, países, continentes). Normalmente, 
para se viabilizar a construção de uma rede deste porte, uma série de equipamentos (ex.: 
roteadores e servidores) são necessários. Qualquer mensagem enviada por um cliente 
conectado a esta rede irá ser direcionada por esses equipamentos até o seu destino. O 
grande exemplo que temos de WAN é a Internet, que é a maior rede de computadores 
existente neste planeta. A Internet é uma rede global de computadores geograficamente 
dispersos e ligados entre si que compartilham informações que são acessíveis em qualquer 
lugar. Pela sua grande popularidade, a Internet ganhou diversas terminologias que vem 
sendo utilizadas em diversas obras, como: “Rede das Redes”, “A Grande Rede” ou “Rede 
Mundial de Computadores”. A Internet é composta por centenas de redes (LANs, CANs e 
MANs) espalhadas pelo mundo. O assunto Internet será melhor discutido em capítulos 
posteriores; por ora, basta sabermos que ele é o maior exemplo de rede remota que temos 
atualmente.
Uma outra forma bastante comum de se classificar redes, em especial as redes 
locais (LANs), é através de sua topologia. De forma básica, a topologia de uma rede é a 
forma com que ela se apresenta fisicamente. Baseado neste critério (topologia), três tipos 
de redes podem ser destacadas:
15
Redes de Computadores
Topologia em barra (ou barramento)
Na topologia em barra, um cliente transmite mensagens de forma que ela trafega 
em um canal compartilhado para todos os clientes dessa rede. Na prática, todos os 
computadores recebem a mensagem, contudo, eles verificam se a mesma é endereçada 
a ele. Se for, ele toma a atitude apropriada. Se não for, a mensagem é simplesmente 
descartada. A Figura 1.6 apresenta um exemplo de rede em barra.
Figura 1.6 - Topologia em barra
Topologia em anel
Já no caso da topologia em anel, como o próprio nome diz, os computadores são 
conectados de forma circular, semelhante a um anel. Nesta topologia, cada computador 
está ligado a apenas dois outros computadores. Redes em anel são capazes de transmitir 
e receber dados em apenas uma direção; como só existe um caminho e o computador é 
conectado em círculo, ele só pode enviar a mensagem para outro computador específico. 
Desta forma, não existirá nenhum problema relacionado ao roteamento/encaminhamento 
das mensagens. O grande problema desta arquitetura é que se, por acaso, alguma das 
máquinas falharem, todos os computadores serão incapazes de enviar/receber entre si, já 
que a mensagem só navega em uma direção. A Figura 1.6 apresenta uma rede em anel. Vale 
ressaltar que este tipo de rede já está ficando obsoleto, sendo usado apenas por redes locais 
mais antigas (as chamadas redes de Token Ring) ou em contextos/situações específicos.
16
Redes de Computadores
Figura 1.7 - Topologia em anel
Topologia em estrela
Neste tipo de topologia, toda a informação deve passar obrigatoriamente por 
uma estação central inteligente, que terá a função de interconectar todos os seus clientes 
e transmitir as mensagens de forma que cada estação receba apenas as suas mensagens. 
Esta estação central pode ser inclusive um hub inteligente (que sabe enviar as mensagens 
para os destinatárioscorretos) ou um switch. É importante ressaltar que uma rede local 
que use um hub comum não é considerada uma rede do tipo estrela, pois ela encaminha a 
mensagem para todos os clientes conectados. A diferença é sutil, então cuidado para não 
confundirem! As redes em estrela atuais, em geral, utilizam cabos de par trançado e um 
switch como estação central na rede. Esta topologia de rede é muito difundida atualmente; 
observe a configuração do laboratório de informática que você utiliza e não se espante se 
ele for exatamente como descrevemos aqui. A Figura 1.6 apresenta um exemplo deste tipo 
de topologia.
17
Redes de Computadores
Figura 1.8 - Topologia em estrela
Então, para finalizar o tópico sobre tipos de rede, uma outra classificação básica 
divide as redes em redes cliente-servidor e redes ponto a ponto. Essa divisão, caro aluno, 
está relacionada sobre como o computador é visto na rede. Na rede ponto a ponto, todos 
os computadores compartilham recursos de forma mútua, não existindo nenhuma relação 
hierárquica entre as máquinas. Todos mandam mensagens, todos requisitam e fornecem 
serviços, e ninguém controla ninguém.
Já nas redes baseadas no tipo cliente-servidor, uma máquina (ou um grupo delas) 
centraliza todos os serviços da rede (por exemplo, autenticação, envio de mensagens 
eletrônicas etc.) oferecidos às outras máquinas. Neste caso, quem requisita é o cliente, 
e quem responde a requisição é o servidor. As máquinas clientes quase sempre são 
computadores pessoais ou estações de trabalhos que apresentam uma interface mais 
amigável para o usuário, usando sistemas operacionais conhecidos por todos (ex.: Windows 
XP) e softwares amigáveis. Os servidores, máquinas geralmente com configurações mais 
robustas, são muitas vezes acessadas apenas pela equipe técnica de TI e possibilita o acesso 
de todos os clientes da rede aos seus serviços. A Figura 1.7 apresenta uma visão básica da 
arquitetura cliente-servidor.
18
Redes de Computadores
Figura 1.9 - Arquitetura cliente-servidor
Nas últimas décadas, as redes baseadas na arquitetura clienteservidor vêm sendo 
mais utilizadas do que as redes ponto a ponto. Diversas razões colaboram para este fato; 
em especial, existe uma tendência para administração centralizada de rede. Servidores para 
você entrar na rede, servidores para vocês enviar mensagens eletrônicas, servidores para 
você usar o programa de sua empresa... a convergência atual para a tecnologia cliente-
servidor é inegável.
Portanto, para finalizar o tópico sobre tipos de rede, existem duas abordagens 
clássicas quando abordamos envio de informação na rede: comutação de circuitos e 
comutação de pacotes. A função de comutação em uma rede se refere à alocação de 
recursos na rede para que seja possível a transmissão e recebimentos de informações na 
rede. Antes de iniciar a explicação, vamos apresentar um exemplo bastante intuitivo.
Imagine, caro(a) aluno(a), que você precisa enviar uma mensagem para uma 
pessoa. Se você enviar pelo correio, você não irá utilizar exclusivamente o canal, não é 
mesmo? Várias pessoas podem usar o correio ao mesmo tempo. Mais ainda, se duas 
pessoas enviarem cartas para o mesmo destinatário, as duas cartas irão chegar. Concorda? 
Por outro lado, quando você está conversando com uma pessoa ao telefone, a linha fica 
dedicada (ou seja, ninguém mais consegue se conectar a ela). Se alguém tentar, poderá 
acabar ouvindo o sinal de ocupado. Desta forma, podemos verificar que existem duas 
formas significativamente diferentes de se enviar informações pela rede. Vamos então 
destacar as principais características de cada uma:
Comutação de circuitos: Neste tipo de rede, os recursos necessários ao longo da 
rede ficam dedicados para a conexão em questão. Desta forma, o “caminho” entre o usuário 
inicial e o final fica reservado desde o início até o término da conexão. Ou seja, para que 
efetivamente o cliente envie uma mensagem para o seu destino, é necessário que um seja 
primeiramente reservado um circuito entre os dois enlaces. Uma vantagem desse tipo de 
rede é a questão de exclusividade do canal, que torna a comunicação mais rápida (ou, no 
mínimo, menos suscetível a interferência). Uma desvantagem associada é que este é um 
método que consome recursos em demasia, já que para qualquer comunicação entre dois 
clientes um canal dedicado deve ser criado e recursos alocados exclusivamente aos dois 
clientes envolvidos. Note, também, que o recurso permanece sempre alocado e dedicado 
até que um dos envolvidos decida finalizar a conexão. Desta forma, se o tráfego não for 
constante, a capacidade previamente alocada da rede será desperdiçada (ocasionando 
19
Redes de Computadores
os chamados períodos de silêncio). Este paradigma, a comutação de circuitos, é muito 
utilizado atualmente nos sistemas telefônicos recentes. A Figura 1.8 apresenta um exemplo 
de comutação de circuito. É importante notar, neste caso, que a ligação física é exclusiva/ 
dedicada. Finalmente, neste paradigma, três passos devem sempre ser executados:
» Estabelecimento do circuito;
» Envio/recebimento de informações;
» Liberação da conexão (desconexão).
Figura 1.8 - Comutação de circuitos
Comutação de pacotes: Este paradigma consiste na comunicação de informações 
em que mensagens (pacotes) são individualmente enviados entre clientes da rede através 
de conexões e recursos tipicamente partilhados por outros clientes. Este contrasta com 
o paradigma anterior, a comutação de circuitos, que estabelece uma ligação dedicada 
entre ambos os clientes para uso exclusivo de recursos durante a transmissão (mesmo 
quando não há nada a transmitir). A Figura 1.9 apresenta um exemplo de comutação de 
pacotes. Além disso, neste tipo de rede, não é necessário o estabelecimento de um circuito 
dedicado entre as duas entidades. A comutação de pacotes é utilizada para aperfeiçoar a 
largura de banda da rede, minimizar a latência (tempo que o pacote demora a atravessar 
a rede) e aumentar a robustez da comunicação. O próprio tamanho máximo da mensagem 
a ser enviada tem um valor máximo (mensagens acima deste valor são “quebradas” para 
conseguirem ser transmitidas). Essas mensagens menores é que são chamadas de pacotes. 
A própria comutação de pacotes pode se subdividir em:
» Circuito virtual (com conexão): É estabelecido um caminho virtual fixo e todos os 
pacotes seguirão por este caminho (contudo, sem parâmetros fixos). Vantagem: 
garante a entrega das informações de forma ordenada (afinal, um circuito, mesmo 
virtual, é dedicado para isso).
» Datagrama (sem conexão): Informações (pacotes) são encaminhados 
independentemente, sem a necessidade de se estabelecer um caminho fixo. 
Vantagem: maior flexibilidade a falhas, já que caminhos que apresentem defeitos 
podem ser imediatamente alterados.
20
Redes de Computadores
Figura 1.9 - Comutação de pacotes
Atualmente, observamos que a comutação de pacotes é muito mais usada em 
redes de computadores do que a comutação de circuitos. O principal fator associado a esta 
comparação é a eficácia do uso dos recursos. Os principais críticos da comutação de pacotes 
colocam que, sob um ponto de vista prático, comunicação por circuitos leva diretamente ao 
desperdício (em especial, pela ociosidade vista nos períodos de silêncio). Em uma própria 
conversa telefônica com um amigo seu, calcule a quantidade de tempo que cada um não 
fala nada (ou seja, vocês estão em silêncio). Neste tempo, recursos estão sendo, de maneira 
ineficaz, alocados exclusivamente a vocês (e ninguém pode usar).
Aprenda Praticando 
Agora é chegada a hora de você praticar os conceitos aprendidos. Para isso, alguns 
exercícios foram selecionados para você avaliar seu entendimento do nosso primeiro 
capítulo. Você deverá procurar entender os exercícios resolvidos e suas respectivas 
respostas com o intuito de consolidar os conceitos aprendidos neste capítulo.
Algumas questões dos exercícios propostos fazem parte das atividades somativas 
que você deverá responder emrelação ao capítulo 1, do Volume 1, de acordo com as 
orientações e prazos sugeridos pelo seu professor e tutor.
Lista de Exercícios Propostos
1. Explique, com suas palavras, o que é uma rede de computadores. Qual a motivação 
e quais vantagens para a sua utilização?
2. Faça uma breve descrição da rede do seu laboratório de informática. Descreva, com 
os respectivos nomes, os principais elementos físicos que compõem essa rede.
3. Quais os principais meios físicos para transmissão de dados atualmente? Faça um 
comparativo entre eles tomando como base distância máxima, velocidade e custo.
21
Redes de Computadores
4. Defina e exemplifique as seguintes siglas: MAN, WAN e LAN.
5. Descreva os principais equipamentos de rede que uma LAN geralmente deve 
possuir. Lembre-se que o cabeamento também é essencial para o funcionamento.
6. Imagine a situação hipotética que você queira fazer uma pequena rede em casa, 
com dois computadores. Baseando-se no custo-benefício, você compraria um hub 
ou um switch? Justifique a sua resposta.
7. Quais as principais características de uma rede em barra e quais as suas vantagens 
e desvantagens?
8. Quais as principais características de uma rede anel e quais as suas vantagens e 
desvantagens?
9. Quais as principais características de uma rede estrela e quais as suas vantagens e 
desvantagens?
10. Considere o seguinte problema:
 Um escritório de engenharia e arquitetura ainda não possui uma rede de 
computadores. Todos os seus funcionários, inclusive o dono, possuem um 
computador. Quando eles compartilham informações, eles fazem verbalmente ou 
utilizam disquetes para copiar arquivos, trocando-os entre si. O volume de projetos 
permaneceu estável nos últimos quatro anos, mas aumentou recentemente e 
para aumentar a produtividade, seu proprietário deseja implantar uma rede de 
computadores. Você como projetista da rede vai ajudá-lo. Nesta empresa trabalham 
seis pessoas: o proprietário (diretor), dois engenheiros civis, um arquiteto, uma 
secretária e um corretor de vendas. Ela ocupa duas salas em um edifício comercial 
e na primeira delas estão alocados os dois engenheiros e o arquiteto, enquanto que 
na segunda, estão a secretária, o proprietário e o corretor de vendas. O escritório 
também possui uma impressora a lazer e um ploter.
Baseado neste cenário responda:
a) Qual a topologia que você indicaria para esta rede? Justifique.
b) Analise as três topologias padrão baseado no ambiente físico acima.
c) Que equipamentos de rede você julga necessários para a situação indicada 
acima?
11. Uma rede conectada através de um switch é considerada como topologia em barra 
ou topologia em estrela? Justifique sua resposta.
12. Com relação ao desempenho, o que podemos dizer das redes barramento, estrela e 
anel?
13. Descreva, com suas palavras, o que é a Internet.
14. Sobre a arquitetura de rede associada ao ambiente virtual de aprendizagem (AVA) 
utilizado em seu curso a distância, você a classificaria como uma aplicação cliente-
servidor ou ponto a ponto?
15. Explique, de forma resumida, a principal diferença entre a comutação de circuitos e 
a comutação de pacotes.
22
Redes de Computadores
Conheça Mais
Caro(a) aluno(a), existe um vídeo muito interessante sobre os conceitos 
fundamentais de redes de computadores e que mostra, de uma forma divertida, todos 
os conceitos apresentados neste capítulo. O nome deste vídeo é Warriors of The Net (“Os 
Guerreiros da Rede”). O vídeo é em inglês, mas tem versão legendada.
Ele pode ser encontrado facilmente em sites de vídeos como www.youtube.
com. Segue um link válido para esse acesso direto: http://www.youtube.com/
watch?v=QTdR6SnE0zQ. Não perca tempo, assista ao vídeo quanto antes! São menos de 10 
minutos.
Atividades e Orientações de Estudos
Dedique, pelo menos, 5 horas de estudo para o Capítulo 1. Você deve organizar 
uma metodologia de estudo que envolva a leitura dos conceitos que serão apresentados 
neste volume e pesquisas sobre o tema, usando a Internet e livros de referência.
Vamos trocar ideias nos fóruns temáticos desta disciplina no ambiente virtual, 
pois a interação com colegas, tutores e o professor da disciplina irá ajudá-lo a refletir sobre 
aspectos fundamentais tratados aqui. Os chats também serão muito importantes para a 
interação em tempo real com o seu tutor virtual, seu professor e seus colegas.
Também é importante que você leia atentamente o guia de estudo da disciplina, 
pois nele você encontrará a divisão de conteúdo semanal, ajudando-o a dividir e administrar 
o seu tempo de estudo semanal. Procure responder as atividades propostas como atividades 
somativas para este capítulo, dentro dos prazos estabelecidos pelo seu professor, pois você 
não será avaliado apenas pelas atividades presenciais, mas também pelas virtuais. Muitos 
alunos não acessam o ambiente e isso poderá comprometer a nota final. Não deixe que isso 
aconteça com você!
Os assuntos abordados neste capítulo podem ser encontrados no Quiz de número 1 
da disciplina de Redes de Computadores. Através do Quiz você poderá avaliar o seu próprio 
desempenho. Após respondê-lo, você terá o resultado de seu desempenho e conhecerá as 
suas deficiências, podendo supri-las nas suas próximas horas de estudo.
Vamos Revisar?
Neste capítulo, você aprendeu a definição e conceitos essenciais associados às 
redes de computadores. Vimos a importância das redes nos dias atuais e quanto somos 
dependentes delas. Vimos também uma visão comparativa das tradicionais redes de 
telefonia e das atuais redes de computadores.
O primeiro capítulo também abordou questões físicas cruciais para o projeto de 
redes de computadores. Inicialmente, o meio físico foi alvo de estudo, onde os principais 
meios foram destacados, a saber: cabo coaxial, par trançado, fibra óptica e redes sem fio. 
Após esta etapa, vimos equipamentos necessários a interconexão de redes, em especial 
23
Redes de Computadores
hub, switch e roteador. Aprendemos as principais e importantes funções associadas a cada 
equipamento destacado.
Por fim, foram apresentados os diversos tipos de redes existentes. Foram vistos 
diversos, e é fundamental entender que critério foi usado em cada caso para se fazer 
a classificação. Se o critério for distância, podemos dividir as redes em rede local (LAN), 
rede de campus (CAN), rede metropolitana (MAN) e rede remota (WAN). Se o critério for 
topologia, as redes podem ser divididas como topologia em barra, em anel e em estrela. Se 
a ideia do critério é como o computador é visto na rede, podemos ter duas classificações: 
cliente-servidor e ponto a ponto. Se o critério for como são alocados recursos na rede, 
podemos ter redes baseadas em comutação de circuitos ou redes baseadas em comutação 
de pacotes.
No próximo capítulo, iremos aprender os principais modelos de referência da 
área de redes de computadores, como os modelos TCP/IP e OSI. Além disso, conceitos 
fundamentais como protocolo serão apresentados.
24
Redes de Computadores
Capítulo 2 – TCP/IP e OSI: uma visão 
comparativa
Vamos conversar sobre o assunto?
Agora que já introduzimos o tema de redes de computadores no primeiro capítulo, 
você já possui as noções básicas para entender o que será tratado neste capítulo.
Sabemos que não é suficiente apenas que os computadores sejam conectados 
através de meios físicos para que tenhamos uma rede em funcionamento. Para se ter uma 
rede, precisamos de hardware e software que trabalhem conjuntamente, cada um fazendo 
o seu papel.
Para que dois computadores conversem é necessário que eles “falem a mesma 
língua”. É necessário um conjunto de regras para coordenar esse diálogo entre computadores 
numa rede.
Baseando-se nisso, foram criados modelos de referências para determinar regras a 
serem estabelecidas para que a comunicação em um ambiente de rede aconteça. É nesse 
contexto que surgem os modelos de referência OSI e TCP/IP, que iremos abordar neste 
capítulo.
Figura 2.1 Computadores trocando mensagens numa Rede
25Redes de Computadores
De acordo com Tanembaum (2003), quando as primeiras redes de computadores 
foram estudadas, a principal preocupação foi com o desenvolvimento de hardware 
adequado. Apenas em um segundo momento, o software passou a ser desenvolvido 
chegando a sua estruturação dos dias atuais. Entretanto, desenvolver software para fazer 
com que dois ou mais computadores estabeleçam uma comunicação não é tão simples. Por 
ser uma tarefa difícil, se imaginou uma abordagem do tipo “dividir para conquistar”.
Mas o que significa isso? A partir do momento em que se estrutura o software de 
redes em níveis ou camadas com funções específicas, a união dessas camadas irá gerar o 
modelo completo de software para rede. Com a divisão em camadas, atribui-se a cada uma 
das camadas tarefas específicas, reduzindo então a complexidade e tornando mais fácil a 
conquista do objetivo. Dessa forma, as camadas são colocadas uma sobre as outras, criando 
assim um modelo de pilha.
Em cada rede, o número de camadas na pilha pode ser diferente, porém em todas 
as redes, a divisão da pilha em camadas, atende o principal objetivo que é de que cada 
camada ofereça determinados serviços às camadas superiores, abstraindo essas camadas 
dos detalhes de implementação dos serviços oferecidos. Também é de senso comum a 
todas as redes, que a camada X de uma máquina se comunique com a camada X de outra 
máquina.
Para que essas camadas de computadores distintos se comuniquem, elas precisam 
usar o mesmo conjunto de regras. A esse conjunto de regras dá-se o nome de Protocolo. 
Um software de redes é composto por um ou vários protocolos. Poderemos usar uma 
analogia entre regras e convenções existentes em nossa sociedade. Por exemplo, no Brasil, 
dificilmente dois homens se beijam ao se cumprimentarem. O gesto mais comum neste 
cumprimento é o aperto de mãos. Já as mulheres se cumprimentam normalmente através 
de beijos no rosto. Porém, nossos vizinhos argentinos se cumprimentam usando um beijo 
no rosto, independentemente de ser um homem ou uma mulher que o cumprimente. Isso 
se dá devido a uma convenção local. Se pensarmos em um outro exemplo, no próprio Brasil, 
a depender do estado ou região, as pessoas se cumprimentam com um, dois ou três beijos 
no rosto. Ou seja, essas regras e convenções estabelecidas pela sociedade normalmente 
são cumpridas para que a comunicação possa fluir sem atropelos. Similarmente, em um 
ambiente de rede, a violação do protocolo dificultará a comunicação.
Figura 2.2
Se você observar a Figura 2.3, verá um esquema de 4 camadas. A camada 4 do 
host 1 se comunica com a camada 4 do host 2. Da mesma forma, a camada 3 do host 1 se 
comunica com a camada 3 do host 2. Embora isso seja o sugerido pelo esquema apresentado 
na Figura 2.2, o que acontece de fato é que os dados não são transferidos diretamente da 
camada X de uma máquina para a camada X de outra máquina. Em vez disso, cada camada 
26
Redes de Computadores
transfere os dados e as informações de controle para a camada imediatamente abaixo dela 
e assim sucessivamente até chegar a camada 1. Essa camada mais inferior normalmente é o 
meio físico através do qual ocorre a passagem da mensagem de comunicação.
Figura 2.3 - Camadas de um Protocolo
Através da junção de um conjunto de camadas e protocolos surge um conceito 
muito importante que é o de arquitetura de redes.
Uma arquitetura de rede é composta por um conjunto de camadas e protocolos. A especificação 
de uma arquitetura deve conter informações suficientes para permitir que alguém desenvolva o 
programa ou construa o hardware de cada camada, de forma que ela obedeça corretamente ao 
protocolo adequado.
No decorrer deste capítulo, discutiremos duas importantes arquiteturas de redes: 
o modelo de referência OSI e o modelo de referência TCP/IP. O modelo de referência OSI 
não apresenta protocolos utilizados atualmente, porém possui características descritas para 
as camadas, que de uma forma geral, são bastante importantes. Já o modelo TCP/IP tem 
características distintas, pois embora o modelo em si não seja muito utilizado, os protocolos 
contidos nele são bastante comuns nas redes atuais.
2.1 Modelo de Referência OSI
O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) foi baseado em 
proposta desenvolvida pela ISO (International Standards Organization) para padronização 
de protocolos tratando da interconexão de sistemas abertos. O modelo é composto por 
7 camadas, a saber: física, enlace de dados, redes, transporte, sessão, apresentação e 
aplicação.
Cada camada deve executar uma função bem definida e oferecer serviços à 
camada imediatamente superior e utilizar os serviços da camada imediatamente inferior. Os 
limites entre as camadas devem ser escolhidos, de modo a reduzir o fluxo de informações 
transportadas entre as interfaces. Uma interface define as operações e os serviços que a 
camada inferior tem a oferecer à camada que se encontra acima dela. A pilha de protocolo 
27
Redes de Computadores
do modelo OSI é apresentada na Figura 2.4.
Figura 2.4 - Modelo OSI
No decorrer deste capítulo, você conhecerá cada uma das camadas apresentadas 
na Figura 2.3. Começaremos pela camada de aplicação que contém vários protocolos 
necessários aos usuários. A camada de aplicação (camada 7) apresenta uma interface 
consistente para todos os softwares de computadores, também chamada de API (Application 
Programming Interface) que será melhor explicada no capítulo 3 do presente volume. 
São exemplos de protocolos com funções da camada de aplicação do modelo OSI: HTTP 
(HyperText Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), SNMP (Simple Network 
Management Protocol), FTP (File Transfer Protocol), dentre outros.
O HTTP, por exemplo, constitui a base para a World Wide Web. Quando um 
navegador deseja uma página da Web, ele envia o nome da página desejada ao servidor 
utilizando o HTTP. Este protocolo especifica as regras para a comunicação entre navegadores 
e servidores Web. As solicitações HTTP são enviadas como texto ASCII, com várias palavras-
chave que permitem diferentes ações.
O SMTP, por sua vez, é o protocolo utilizado para troca de e-mails (correio 
eletrônico). Este protocolo permite que o remetente se identifique apropriadamente, 
especificando um receptor e transferindo uma mensagem de e-mail. Você deve estar se 
perguntando se a transferência de e-mail não é um processo simples, porém o protocolo 
SMTP trata de muitos detalhes, como por exemplo, exigir a entrega confiável, ou seja, o 
remetente deve manter uma cópia da mensagem até que o receptor tenha armazenado 
uma cópia em disco. O SMTP também permite que o remetente pergunte a um computador 
remoto se existe uma determinada caixa de correio.
O SNMP é um protocolo utilizado no gerenciamento de redes. O FTP é utilizado 
para transferência de arquivos e permite mover dados de uma máquina para outra. Esses e 
outros protocolos que apresentam as funções da camada de aplicação do modelo OSI, vocês 
terão a oportunidade de estudá-los no Capítulo 3 deste volume.
Dando continuidade a nossa conversa sobre as camadas encontradas na Figura 2.3, 
abordaremos agora a camada de Apresentação (camada 6). Esta camada está preocupada 
Atenção
Para se ter uma 
transmissão segura 
através de uma rede 
não-segura, como a 
internet, em geral, 
se utiliza o protocolo 
HTTPS, que fornece 
certificados de 
conexão e de sessão, 
fazendo criptografia 
dos dados.
28
Redes de Computadores
com a sintaxe e a semântica das informações transmitidas, gerenciando as estruturas de 
dados abstratas e permitindo a definição e o intercâmbio de estruturas de dados de nível 
mais alto (aplicação). Ela se responsabiliza pelas conversões da representação de dados 
utilizada na aplicação para a representação padrão da rede, e vice versa e pela criptografia 
e compressão de dados.
Na compressão, os dados recebidos na camada 7 são compactados e a camada 
6 do dispositivo receptor fica responsável por descompactar esses dados.Neste caso, a 
transmissão se dá de forma mais rápida, já que haverá menos dados a serem transmitidos, 
devido à compactação.
A camada 5 é a camada de Sessão que se responsabiliza por estabelecer, manter e 
finalizar uma sessão de comunicação na rede. Esta camada é responsável por gerenciar o 
controle de tráfego e os serviços de sincronização, de modo que na ocorrência de uma falha, 
apenas os dados transferidos depois do ponto de sincronização tenham de ser repetidos. 
Também é de responsabilidade da camada de sessão, o reconhecimento de nomes e 
algumas características de acesso, como por exemplo, quando e por quanto tempo um 
dispositivo pode transmitir.
Para ficar mais claro, imagine a situação onde você está baixando e-mails de um 
servidor e acontece uma falha na rede. Quando a rede voltar a estar operacional, a sua 
tarefa continuará do ponto em que parou, não sendo necessário reiniciá-la.
A camada 4 é chamada de Camada de Transporte sendo responsável pela preparação 
dos dados a serem transmitidos. Ela aceita dados da camada de sessão, dividindo-os em 
unidades menores, e passa-os para camada de rede garantindo que as unidades cheguem 
corretamente a outra extremidade. Além disso, dentre outras atividades, esta camada 
gerencia o controle do fluxo e a correção de erros. Ela impede que um transmissor rápido 
envie rajadas de informações a um receptor lento.
Você certamente já ouviu falar em pelo menos um protocolo que possui funções 
da camada 4: o protocolo TCP (Transfer Control Protocol). Além desse, existe um outro bem 
conhecido que você também deve ter ouvido falar: o UDP (User Datagram Protocol). Esses 
dois protocolos são utilizados com frequência na Internet sob todos aqueles protocolos de 
aplicação citados anteriormente neste capítulo. Eles também serão abordados nos volumes 
subsequentes deste livro.
Abordaremos agora a camada 3 é que é denominada camada de Redes e é 
responsável por controlar como os pacotes da rede são levados da origem para o destino. 
Esta camada atribui um endereço único e global a cada dispositivo e prover direções de 
qualquer ponto na rede, para qualquer outro ponto. Também se responsabiliza por realizar 
o controle de congestionamento devido à presença de vários pacotes dividindo o mesmo 
caminho, o que poderá provocar gargalos. Nesta camada são resolvidos problemas do tipo: 
endereçamento, tamanho do pacote e interconexão de redes heterogêneas.
Existem dois tipos de protocolos usados na camada 3: protocolos roteados e 
protocolos de roteamento. São exemplos de protocolos roteados: IP, IPX e AppleTalk. 
Eles são responsáveis por funções de endereçamento. Como exemplos de protocolos de 
roteamento, podemos citar RIP, OSPF e BGP. Estes últimos devem prover um caminho livre 
de ida e volta através da rede. Certamente você nunca ouviu falar nesses protocolos, mas 
não se preocupe, pois os estudaremos em outro volume deste livro, entretanto, certamente 
você já escutou falar do IP (Internet Protocol).
Quem já escutou falar desse protocolo, foi no contexto de endereçamento, ou 
seja, escutou algo do tipo “Qual o endereço IP da sua máquina?”. É isso mesmo, o IP, como 
um protocolo roteável, é responsável pelo endereçamento. Cada máquina apresenta um 
endereço IP, através do qual, outras máquinas poderão enviar mensagens para ela usando 
Atenção
Você sabia que as 
camadas 7, 6 e 5 
são frequentemente 
referenciadas como 
camadas altas? E sabia 
que os hosts são os 
únicos dispositivos que 
operam das camadas 
4, 5, 6 e 7?
29
Redes de Computadores
a rede.
A camada imediatamente abaixo da terceira é a camada de Enlace de dados (camada 
2) que possibilita a transformação de um canal de transmissão bruto de dados, em uma linha 
que pareça livre dos erros de transmissão não detectados na camada de rede. Os dados 
de entrada são divididos em quadros que são transmitidos sequencialmente acrescidos 
dos endereços das placas de rede de origem e destino. Esta camada responsabiliza-se 
em resolver problemas causados pelos quadros repetidos, perdidos e danificados e pela 
realização do controle de fluxo e de erros.
Você deve estar se questionando em relação à quantidade de funções que a 
camada 2 possui. De fato são muitas atribuições e por este motivo ela foi dividida em duas 
subcamadas: controle lógico de enlace e controle de acesso ao meio que serão mais bem 
exploradas nos volumes subsequentes.
Para concluir a nossa apresentação sobre o modelo de camadas OSI, comentaremos 
sobre a camada física. Nesta camada estão localizados todos os tipos de meio de transmissão 
como cabos e conectores, por exemplo. Quem define se a presença de tensão elétrica em 
uma linha de transmissão será representada por um bit “1” ou por um bit “0” é a camada 
física. A camada física trata da transmissão de bits brutos por um canal de comunicação. O 
projeto da rede deve garantir que, quando um lado enviar um bit 1, o outro lado o receberá 
como um bit 1, não como um bit 0.
Após analisarmos as funções de cada camada do modelo OSI, vamos pensar em um 
caso prático que envolva ações de todas as camadas. Suponha uma situação rotineira, em 
que você peça para seu programa de e-mails baixar suas mensagens. Você estará solicitando 
que o seu programa de e-mail inicie uma transmissão de dados na camada de aplicação 
(camada 7) do protocolo utilizado (SMTP) com o servidor de e-mails. O seu pedido será 
processado pela camada de aplicação, acrescentando informações referentes a esta camada 
e passando os dados à camada imediatamente inferior (camada de apresentação). Esse 
repasse de informações continua até que, ao chegar à camada física, o quadro será enviado 
para o meio de transmissão, chegando, em seguida, ao dispositivo receptor que fará o 
processo inverso, até que a mensagem chegue à camada de aplicação, que no nosso caso, é 
o programa servidor de e-mail.
Para ficar mais claro, você poderá observar o esquema ilustrado na Figura 2.5. Toda 
informação que é colocada por uma determinada camada na máquina do transmissor, será 
retirada pela camada adjacente na máquina do receptor.
30
Redes de Computadores
Figura 2.5 - Meio Físico (Cabeamento de rede)
E então, ficou mais claro agora? Bem, agora que você já conhece o modelo de 
referência OSI, será apresentado um outro modelo, onde três camadas do modelo OSI foram 
suprimidas: o modelo de referência TCP/IP. Este modelo será apresentado na seção a seguir.
2.2 Modelo de Referência TCP/IP
O modelo de Referência TCP/IP surgiu com a ARPANET, uma rede de pesquisa 
patrocinada pelo Departamento de Defesa americana e a percussora da Internet. Com o 
passar dos anos, universidades e institutos de pesquisa americanos passaram a integrar 
a ARPANET. As conexões utilizavam linhas telefônicas. Entretanto, novas redes via satélite 
foram criadas e com elas também apareceram os problemas. A maioria deles estava 
associada à falta de padrões de protocolos utilizados e isso levou à criação de uma nova 
arquitetura de referência (TANEMBAUM, 2003).
Foi para atender a esse objetivo de padronização que surgiu o modelo de referência 
TCP/IP. Ele foi assim chamado devido a dois principais protocolos que compõem a sua 
arquitetura: o TCP e o IP. Quando conversamos anteriormente sobre o modelo OSI, já 
falamos sobre esses protocolos, e para algumas pessoas, eles já não são tão estranhos, pois 
continuam sendo utilizados atualmente na Internet.
Um dos fatores que levaram este modelo a se popularizar foi a sua arquitetura 
aberta, de modo que qualquer fabricante pode adotar sua própria versão dos protocolos em 
seu sistema operacional, sem precisar pagar pelos direitos autorais.
O modelo de referência TCP/IP também adotou a abordagem de camadas, 
similarmente ao OSI, porém com 3 camadas a menos, ficando, então com 4 camadas: 
Aplicação, Transporte, Inter-rede e Host-rede, conforme você pode observar na Figura 2.6.
31
Redes de Computadores
Figura 2.6 - Modelo de Referência TCP/IP
Você terá a oportunidade de conhecer um pouco das funçõese dos protocolos 
das camadas que compõem este modelo neste e nos outros volumes deste Livro, pois são 
utilizados amplamente no mundo das redes de computadores. Começaremos introduzindo 
a camada de Aplicação, pois é a camada superior e consequentemente aquela que está mais 
perto de nós, os usuários dos aplicativos das redes.
No modelo TCP/IP, as camadas de sessão e de apresentação foram compactadas à 
camada de Aplicação, pois os projetistas deste modelo não identificaram funcionalidades 
necessárias para tais camadas. Os protocolos que operam nessas camadas já foram 
apresentados na seção anterior, quando falamos da camada de Aplicação do modelo OSI. 
São eles: HTTP (HyperText Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail 
Transfer Protocol), dentre outros.
A camada de Aplicação se comunica com a camada imediatamente inferior (camada 
de transporte) através de uma porta virtual. As portas são numeradas e as aplicações padrão 
utilizam sempre a mesma porta. Por exemplo, o protocolo HTTP utiliza a porta 80, ou seja, 
quando você solicita uma página ao seu web-browser, o protocolo HTTP se comunica com 
o protocolo da camada de Transporte usando a porta 80. A identificação dessas portas 
permite ao protocolo da camada de Transporte saber qual é o tipo de informação que o 
pacote de dados contém. Por exemplo, se vem pela porta 80, significa que é um conteúdo 
de página web e se vem pela porta 25, é um conteúdo de e-mail (a porta 25 é referente 
ao protocolo SMTP). A Figura 2.7 ilustra a separação dos pacotes por porta na camada de 
Aplicação.
Figura 2.7 - Funcionamento da camada de aplicação
A segunda camada do modelo TCP/IP é a camada de Transporte que é responsável 
por pegar os dados da camada de aplicação e transformá-los em pacotes que serão 
repassados à camada inferior. Para este modelo, dois protocolos foram definidos nesta 
camada: TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol).
O TCP é um protocolo confiável orientado à conexão, que permite a entrega 
sem erros de um fluxo de bytes originado de uma determinada máquina. É responsável 
por cuidar do controle de fluxo, impedindo que um transmissor rápido sobrecarregue 
32
Redes de Computadores
um receptor lento com volume de mensagens muito grande. No destino, o processo TCP 
receptor volta a montar as mensagens recebidas no fluxo de saída, pegando os pacotes 
passados pela camada inferior e os colocando em ordem. Na recepção também é verificado 
se todos os pacotes chegaram corretamente.
Já o protocolo UDP é sem conexão e não confiável, sendo utilizado em aplicações 
que não necessitem de controle de fluxo nem de manutenção da sequência de mensagens 
enviadas. Ele é atualmente usado em aplicações onde a entrega imediata é mais importante 
que a entrega precisa, como, por exemplo, aplicações de vídeo-conferência.
Abaixo da camada de transporte do modelo TCP/IP está a camada Inter-rede, que 
possui a função de entregar pacotes IP em qualquer rede e garantir que eles trafegarão 
independentemente até o destino. Os pacotes podem até chegar em uma ordem diferente 
daquela em que foram enviados, obrigando as camadas superiores a reorganizá-los, caso a 
entrega em ordem seja desejável. Esta camada é responsável pelo roteamento de pacotes, 
ou seja, são adicionadas ao datagrama, informações sobre o caminho que ele deverá 
percorrer.
O principal protocolo desta camada é o IP (Internet Protocol), porém outros 
protocolos também operam nessa camada. São eles: ARP (Address Resolution Protocol), 
RARP (Reverse Address Resolution Protocol) e ICMP (Internet Control Message Protocol).
Como você já sabe, o protocolo IP é o principal desta camada. Talvez o que você 
não saiba é que ele é não orientado a conexão, o que significa que ele não verifica se um 
datagrama chegou ao seu destino. Essa tarefa fica a cargo do protocolo da camada de 
transporte, caso seja orientado à conexão, como é o caso do TCP. A principal função do IP é o 
roteamento, podendo inclusive fazer uso de mecanismos que possibilitem que o datagrama 
chegue o mais rápido possível ao seu destino.
O ARP é o protocolo responsável por fazer a tradução de endereços IP para 
endereços MAC das placas de rede. Mas o que é um endereço MAC? Toda placa de rede 
possui um endereço previamente atribuído durante o momento de sua fabricação. Esse é o 
endereço MAC.
Mas você sabe por que é necessária essa tradução? Em uma grande rede como a 
Internet, os pacotes IPs são encaminhados até a rede de destino através dos roteadores. 
Você não sabe o que são roteadores? Não tem problema, pois eles são equipamentos de 
redes que serão explicados no Volume seguinte deste livro. Até o momento o que você 
precisa compreender é que, quando os pacotes IPs chegam à rede de destino, o ARP atua 
para detectar o endereço MAC da placa de rede para qual o pacote deve ser entregue 
(máquina de destino), já que o pacote só possui o endereço IP e não o endereço MAC da 
placa de rede. O protocolo RARP, por sua vez, faz o papel inverso, permitindo que uma 
máquina descubra um endereço IP através de um endereço MAC.
O modelo de referência TCP/IP não especifica bem o que está abaixo da camada 
Inter-rede. Você pode observar na Figura 2.6 que existe uma última camada denominada 
host-rede. Como o próprio nome já sugere, esta camada está relacionada à conexão do host 
com a rede, desde que seja utilizado algum protocolo que envie pacotes IP. O modelo não 
especifica esse protocolo que está abaixo do IP e pode variar de host para host e de rede 
para rede.
Você poderá observar na Figura 2.8, a síntese dos protocolos encontrados no 
modelo TCP/IP e citados neste texto e os seus respectivos posicionamentos com relação às 
camadas dos modelos OSI e TCP/IP (TANEMBAUM, 2003).
33
Redes de Computadores
Figura 2.8 - Principais Protocolos do Modelo OSI
2.3 OSI versus TCP/IP
Agora que você já conhece os dois principais modelos de referência para redes de 
computadores, já podemos fazer um paralelo entre eles. Que diferenças você observou 
entre os modelos OSI e TCP/IP? E as semelhanças?
Podemos citar algumas semelhanças:
» Ambos se baseiam no modelo de camadas onde cada uma oferece serviços à 
camada superior e utiliza os serviços da camada inferior;
» As camadas equivalentes de ambos os modelos possuem funções semelhantes, 
exceto pelo fato que as camadas 5 e 6 do modelo OSI foram eliminadas no TCP/IP 
porque seus projetistas as julgaram sem importância;
» Uma camada tem um conjunto de métodos (operações) que os processos externos 
podem invocar;
Com relação às diferenças, o que podemos citar são:
» O modelo OSI define três conceitos fundamentais: Serviços, Interfaces e Protocolos 
e tenta tornar explícita a distinção entre eles. O modelo TCP/IP, por sua vez, não 
distinguia com clareza a diferença entre esses conceitos;
» Os protocolos do modelo OSI são mais bem encapsulados que os do modelo TCP/IP, 
o que facilita a substituição dos mesmos, à medida que a tecnologia evolui;
» O modelo OSI é mais flexível e genérico, pois não limita o uso de determinados 
protocolos em cada camada, como faz o modelo TCP/IP que limita a adaptabilidade 
a outras pilhas de protocolos;
» N o modelo TCP/IP, os protocolos vieram antes do próprio modelo e só através 
deles foi criado a sua estrutura, não tendo uso para outras redes que não fazem uso 
do protocolo TCP/IP;
» O modelo TCP/IP é amplamente utilizado nas redes atuais enquanto que o modelo 
OSI serve apenas como referência, mas praticamente caiu em desuso.
Com relação a esse último tópico, você tem alguma ideia do motivo? Por que 
será que o modelo OSI caiu em desuso e o TCP/IP está em uso contínuo? De acordo com 
Tanembaum (2003), alguns fatores contribuíram para o crescente uso do modelo TCP/IP e o 
desuso do OSI.
O lançamento do modelo OSI foi precipitado, pois neste mesmo momento, os 
34
Redes de Computadores
protocolos da pilha TCP/IP já estavam sendo amplamente utilizados nas universidades e 
centros de pesquisa,