Aula 02 Protocolos de redes

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Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
CCT0300 – PROTOCOLOS DE REDES E DE COMPUTADORES
Aula 02
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Objetivos
• Conceituar e diferenciar uma arquitetura cliente servidor e uma arquitetura ponto a
ponto;
• Compreender os principais serviços de rede existentes na Internet;
• Entender o conceito de multiplexação e demultiplexação de serviços em uma rede;
• Compreender a importância das portas e endereços;
• Descrever as principais características dos serviços de transporte TCP e UDP;
• Compreender a relação entre as aplicações e os serviços de transporte;
• Definir em algumas aplicações qual serviço de transporte é mais adequado;
• Conhecer comando para descobrir portas e protocolos em utilização na estação.
O aluno deverá ser capaz de:
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Conteúdo
2.1 Conceitos de arquitetura cliente-servidor e ponto a ponto (P2P);
2.2 Conceitos gerais dos serviços de rede: Telnet, SMTP, HTTP, FTP, DNS, SMNP, SIP etc.;
2.3 Conceitos do protocolo de transporte;
2.4 Relação entre as camadas de transporte e de redes;
2.5 Multiplexação e demultiplexação;
2.6 Conceito de portas e endereços;
2.7 Protocolo de entrega confiável e orientados a conexão (TCP);
2.8 Protocolo de melhor esforço e não orientado a conexão (UDP);
2.9 Princípios de controle de congestionamento.
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Camada de Aplicação – Funcionalidades e Protocolos
Applicação: A Interface entre as Redes
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
 Camada superior dos modelos OSI e TCP/IP
 Fornece a interface entre as aplicações que utilizamos para comunicação e a rede subjacente
pela qual nossas mensagens são transmitidas
 Os protocolos da camada de aplicação são utilizados para troca de dados entre programas
executados nos hosts de origem e de destino
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• Dois importantes conceitos:
 Camada de Aplicação:
o O primeiro passo para transferir dados na rede
Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
• Software de Aplicação:
o O programa usado para a comunicação através da rede
• Por exemplo:
Quando uma página web é exibida:
o A camada de Aplicação usa o Potocolo HTTP
o O Software da Aplicação é o seu browser.
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
 A funcionalidade dos protocolos da camada de aplicação TCP/IP se ajusta à estrutura das três
camadas superiores do modelo OSI
 A maioria dos protocolos da camada de Aplicação TCP/IP foi desenvolvida antes do surgimento
de computadores pessoais, interfaces gráficas de usuário e objetos multimídia
o Implementam muito pouco da funcionalidade especificada nas camadas de Apresentação e
Sessão do modelo OSI
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
 Funções da camada de Apresentação
 Codificação e conversão de dados da camada de Aplicação
 Compressão
 Formatos de compressão e codificação: GIF, JPG, TIF
 Criptografia
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
 Funções da Camada de Sessão:
 Criar e manter diálogos entre as aplicações de origem e destino
 Lida com a troca de informações para iniciar diálogos, mantê-los ativos e reiniciar sessões 
interrompidas ou ociosas por um longo período de tempo
 Incorporado pela maioria das aplicações (e.g. Web Browser)
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
DNS (Domain Name System):
Resolve nomes de Internet (URLs) em endereços IP
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
Telnet:
Simulador de Terminal - fornece acesso remoto a servidores e dispositivos de rede
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Transfere mensagens de email e anexos
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Atribui endereços IP e outros parâmetros
aos hosts
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Transfere arquivos que são construídos pelas páginas web
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
FTP (File Transfer Protocol): Transfere arquivos entre sistemas
APLICAÇÕES
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Camada de Aplicação- Modelos OSI e TCP/IP
Normalmente, um único servidor funcionará como um servidor para multiplos
protocolos da Aplicação
APLICAÇÕES
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Software da Camada de Aplicação
 Dentro da camada de 
Aplicação, há duas formas de 
programa de software ou 
processo que fornecem 
acesso à rede:
 Aplicações
 Serviços
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Software da Camada de Aplicação
 Aplicações que detectam redes:
• Programas de software usados por pessoas para se comunicarem pela rede
• Implementam os protocolos da camada de Aplicação e conseguem se comunicar
diretamente com as camadas inferiores da pilha de protocolos
 Exemplos
• Email Clients
• Web Browsers
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Software da Camada de Aplicação
 Serviços da Camada de Aplicação:
• Alguns programas podem precisar da assistência dos serviços da camada de
Aplicação para utilizar recursos de rede, por exemplo
• Transferência de arquivos
• Spooling de impressão em rede
• Esses serviços são os programas que fazem interface com a rede e preparam os
dados para transferência
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Software da Camada de Aplicação
 A Camada de Aplicação utiliza protocolos implementados dentro de aplicações e serviços
o Aplicações oferecem uma maneira de criar mensagens
o Serviços da camada de aplicação estabelecem uma interface com a rede
o Protocolos fornecem as regras e formatos que regem como os dados são tratados.
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Software da Camada de Aplicação
 Os protocolos da camada de Aplicação são utilizados pelos dispositivos de origem e destino
durante uma sessão de comunicação
 Os protocolos da camada de aplicação implementados nos hosts de origem e destino devem
corresponder
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Software da Camada de Aplicação
 Estabelecem regras coerentes para troca de dados entre aplicações e serviços carregados nos
dispositivos participantes
 Especificam como os dados dentro das mensagens são estruturados e os tipos de mensagens
enviados entre origem e destino
 Definem diálogos de mensagem, garantindo que uma mensagem enviada seja conhecida pela
resposta esperada
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Funcionalidade e Protocolos da 
Camada de Aplicação
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Introdução
 Ao acessar informações em dispositivos conectados a uma rede, os dados
podem não estar fisicamente armazenados neles
 Se este for o caso, uma solicitação para acessar tais informações deve ser feita ao dispositivo
onde os dados estão
 Há três métodos:
 Modelo Cliente/Servidor
 Aplicações de Rede Peer-to-Peer (P2P)
 Hibrido
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Modelo Cliente/Servidor
Recursos são armazenados
no servidor
Arquivos são
carregados para
o cliente
Arquivos são
carregados para o 
servidorClientes – combinação de 
hardware/software que os
usuários usam diretamente
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Modelo Cliente/Servidor
O servidor responde com um ou
mais streams de dados
Pode exigir informações de 
controle, como autenticação de 
usuário e identificação de um 
arquivo de dados a ser transferido.
O cliente inicia a troca solicitando
dados do servidor
Clientes – combinação de 
hardware/software que os
usuários usam diretamente
Recursos são armazenados
no servidor
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Modelo Cliente/Servidor
A maior vantagem do modelo cliente/servidor é a centralização dos recursos
User Names and Senhas, Arquivos, Banco de dados
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Servidores
o Web Server
o FTP Server
o Database Server
 Servidores são repositórios de 
informações
 Processos no servidor controlam a 
entrega da informação ao cliente
 A informação é normalmente 
compartilhada com múltiplos 
clientes
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Servidores
 Alguns servidores podem exigir a 
autenticação dos usuários para 
acessar os dados ou a rede
 Servidor FTP:
Pode requerer uma conta e senha 
antes de permitir uma transferência
 Servidor de Dominio: Exigirá um 
usuário e senha para acesso a rede
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Servidores
 O servidor executa um serviço, ou processo, às vezes chamado de daemon de servidor
 Daemons (como outros serviços):
 Executados em segundo plano 
 Não estão sob o controle direto de um usuário final
 São descritos como "ouvintes" de uma solicitação de um cliente
 programados para responder sempre que o servidor recebe uma solicitação para o serviço 
fornecido pelo daemon
 Quando um daemon "ouve" uma solicitação de um cliente:
 Troca as mensagens correspondentes com o cliente
 Envia os dados solicitados ao cliente no formato adequado
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Protocolos e Serviços da camada de Aplicação
 Servidores normalmente têm 
diversos clientes solicitando 
informações ao mesmo tempo
 Exemplo: servidor Telnet 
 O daemon Telnet ouve as requisições 
que são recebidas na porta 23
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Redes Peer-to-Peer (P2P)
 Dois ou mais computadores são conectados via rede e podem compartilhar recursos (como 
impressoras e arquivos) sem ter um servidor dedicado
 Cada dispositivo final conectado (conhecido como par (peer)) pode funcionar como cliente ou 
servidor 
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Redes Peer-to-Peer (P2P)
 Desvantagem
o Recursos da rede descentralizados
o Segurança - as contas de usuário e direitos de acesso devem ser definidos individualmente em 
cada dispositivo.
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Redes Peer-to-Peer (P2P)
 Permite que um dispositivo atue como cliente e servidor na mesma comunicação
 Ambos podem iniciar uma comunicação e são considerados iguais no processo de comunicação
 cada cliente é um servidor e cada servidor é um cliente
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Exemplos de Serviços e Protocolos 
da Camada de Aplicação
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Introdução
 Protocolos específicos usados comumente:
IP 
Header
TCP 
Header
HTTP 
Header
Data
o A camada de transporte utiliza um esquema de endereçamento chamado número de 
porta.
o Os números de porta identificam aplicações e serviços da camada de Aplicação que são 
a origem e o destino dos dados
o Programas de servidor geralmente utilizam números de porta pré-definidos 
comumente conhecidos por clientes
o À medida que examinarmos os diferentes protocolos e serviços da camada de 
Aplicação TCP/IP, falaremos dos números de porta TCP e UDP normalmente associados 
a tais serviços
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Introdução
IP 
Header
TCP 
Header
HTTP 
Header
Data
Application / Service Acronym Port
Domain Name System DNS 53
Hypertext Transfer Protocol HTTP 80
Simple Mail Transfer Protocol SMTP 25
Post Office Protocol POP3 110
Telnet Telnet 23
Dynamic Host Configuration Protocol DHCP 67
File Transfer Protocol FTP 20, 21
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Serviços e Protocolos da Camada de Aplicação
Domain Name System DNS
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Resolução de Endereços (DNS)
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Resolução de Endereços (DNS)
 O protocolo DNS define um serviço automatizado que alia os nomes de recursos com o endereço
de rede numérico necessário
 DNS é um serviço cliente/servidor. Entretanto, ao inves dos outros serviços que utilizam um
cliente que é uma aplicação (navegador Web, cliente de e-mail), o cliente DNS é executado como
um serviço
 O cliente DNS (resolvedor DNS) suporta a resolução de nome para outras aplicações de rede e
outros serviços que precisam dele
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Resolução de Endereços (DNS)
 Ao configurar um dispositivo de rede, geralmente fornecemos um ou mais endereços de Servidor
DNS que o cliente DNS pode utilizar para resolução de nome.
IP Address 192.168.25.25
Subnet Mask 255.255.255.0
Default Gateway 192.168.25.1
DNS Server 208.67.222.222
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Resolução de Endereços (DNS)
 DNS e o Browser:
1. Primeiro, um nome ou URL é dado como entrada no campo de endereço do browser.
O browser passa o nome para o resolvedor DNS
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Resolução de Endereços (DNS)
 DNS e o Browser:
2. O resolvedor de DNS envia uma requisição de DNS para o servidor de DNS
3. O servidor então procura em seus registros e resolve o nome com o endereço IP
correspondente
2 - www.estacio.br
3 - www.estacio.br = 200.16.152.71
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Resolução de Endereços (DNS)
 DNS e o Browser:
4. O servidor DNS então envia o endereço IP de volta ao cliente que fez a requisição. O
endereço IP será usado no processo de encapsulamento, como o endereço de destino
para o pacote enviado para novaoi.oi.com.br
2 - www.estacio.br
3 - www.estacio.br = 200.16.152.71 4 - 200.16.152.71
1
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Resolução de Endereços (DNS)
 Utilitário - nslookup:
o Sistema Operacional Windows fornece o utilitário nslookup
o Permite que o usuário consulte manualmente os servidores de nome para decidir um
nome de host
o Usado para corrigir problemas de resolução de nome e verificar o status atual dos
servidores de nome
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Resolução de Endereços (DNS)
 Sistema hierárquico para criar um banco de dados de nomes para fornecer resolução do nome
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Resolução de Endereços (DNS)
 Os servidores raiz mantêm registros sobre como chegar aos servidores de domínio de nível
superior
 Os servidores de nível superior têm registros que levam aos servidores de domínio de nível
secundário, e assim por diante ...
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Resolução de Endereços (DNS)
 Os servidores DNS armazenam diferentes tipos de registro de recurso utilizados para definir nomes
 Esses registros contêm o nome, endereço e tipo de registro.
 A - endereço do dispositivo final
 NS - servidor de nome confiável
 CNAME - nome canônico (ou Nome de Domínio Completo) para um codinome; utilizado quando 
vários serviços têm um único endereço de rede, mas cada serviço tem sua própria entrada no DNS 
 MX - registro de troca de correspondência; mapeia umnome de domínio para uma lista de 
servidores de troca de e-mail para tal domínio
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Resolução de Endereços (DNS)
? www.site.com
? www.site.com
www.site.com = 202.2.2.2
Armazena em cache, Envia ao
cliente
www.site.com = 202.2.2.2 
….Armazena em cache
 Um servidor DNS fornece a resolução de nome utilizando o daemon do nome, chamado de named
(name dee).
www.site.com = 
202.2.2.2
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Resolução de Endereços (DNS)
Utilitário:
 ipconfig /flushdns
 Limpa o conteúdo da cache do PC
 ipconfig /displaydns
 Mostra o conteúdo da cache do PC
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Serviço WWW e 
Hypertext Transfer Protocol
HTTP
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Serviço WWW e HTTP
 Os navegadores Web são as aplicações cliente que nossos computadores utilizam para se conectar à
World Wide Web e acessar recursos armazenados em um servidor Web
Protocolo
Navegador
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Serviço WWW e HTTP
 HTTP é utilizado na World Wide Web para transferência de dados
 HTTP especifica um protocolo de solicitação/resposta
 Quando um cliente solicita uma página web, o protocolo HTTP define o tipo de mensagem que será
trocada, por exemplo:
o GET - Solicitação de cliente para dados
o PUT e POST - são utilizados para enviar mensagens que fazem upload de dados ao 
servidor Web
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Serviço WWW e HTTP
 O servidor responde ou com:
o O objeto solicitado
o Uma mensagem de erro, se for o caso
o Ou outra mensagem de status
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Códigos de status das respostas
200 OK
 Requisição bem-sucedida, informação é entregue c/ resposta
301 Moved Permanently
 objeto requisitado foi removido permanentemente; nova localização é especificada no cabeçalho
Location:. O cliente recupera automaticamente a nova URL
400 Bad Request
 mensagem de requisição não foi entendida pelo servidor
404 Not Found
 o documento requisitado não existe no servidor
505 HTTP Version Not Supported
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Códigos de status das respostas
 Para comunicação segura pela Internet, o protocolo HTTP Seguro (HTTPS) é utilizado:
 Permite que servidores e clientes troquem informações com segurança pela Internet
 Pode utilizar autenticação e criptografia para proteger os dados
 Especifica regras adicionais para a passagem de dados entre a camada de Aplicação e a de 
Transporte.
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Serviços de E-Mail e Protocolos SMTP/POP
 Revolucionou a forma como as pessoas se comunicam 
 Aplicações e Serviços
o Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
o Post Office Protocol (POP and POP3)
o Internet Message Access Protocol (IMAP)
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Serviços de E-Mail e Protocolos SMTP/POP
 Mail User Agent (MUA) é usado para compor mensagens
o Também conhecida como cliente de e-mail
o MUA permite que mensagens sejam enviadas e recebidas
o Mensagens são colocadas na caixa de correio do cliente
Recebidas usando
POP3 or IMAP
Enviadas usando
SMTP
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Protocolos de Acesso ao Correio
agente
usuário
servidor de
correio da origem
agente
usuário
SMTP SMTP POP3, IMAP,HTTP
servidor de
correio do destino
• SMTP: entrega e armazenamento no servidor do destino
• Protocolos de acesso: recuperação de mensagens do servidor 
o POP: Post Office Protocol [RFC 1939]
 autorização (agente <-->servidor) e descarga (download)
o IMAP: Internet Mail Access Protocol [RFC 1730]
 mais recursos (mais complexo)
 manipulação de mensagens armazenadas no servidor
o HTTP: Hotmail , Yahoo! Mail, Gmail, etc.
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Processos de Servidor de e-mail: MTA and MDA
Servidor de e-mail opera dois processos separados:
 Mail Transfer Agent (MTA):
o utilizado para encaminhar e-mail. 
o recebe mensagens do MUA ou de outro MTA
o Com base no cabeçalho da mensagem, ele determina como uma mensagem tem de ser 
encaminhada para chegar a seu destino 
 Mail Transfer Agent (MTA):
o Recebe as correspondências do MTA e as coloca nas caixas de correio dos usuários adequados
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Processos de Servidor de e-mail: MTA and MDA
Cliente envia uma
mensagem para o 
MTA usando SMTP
O destinatário está
na minha lista?
Não……Encaminhe para
outro servidor
O destinatário está na
minha lista?
Sim……Coloque o e-mail 
na caixa de correio do 
destinatário
Cliente recebe mensagens
usando POP3 ou IMAP
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File Transfer Protocol
FTP
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File Transfer Protocol (FTP)
 FTP foi desenvolvido para possibilitar transferências de arquivos entre um cliente e um servidor
 Utilizado para carregar e baixar arquivos de um servidor que executa o daemon FTP (FTPd)
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File Transfer Protocol (FTP)
Conexão de controle
Username and password…
Para cada arquivo transferido, o TCP abre e fecha a conexão de dados na Porta 20
21
21
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Serviços e Protocolos da Camada de Aplicação
Dynamic Host Configuration
Protocol
DHCP
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 Endereço IP e outras configurações podem ser obtidas dinamicamente
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 Endereço IP
 Mascara de sub-rede
 Default Gateway
 Nome de Dominio
 Servidor DNS
 Outros ….
 Servidores DHCP podem estar em uma LAN, em um roteador ou um ISP
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 DHCP é um processo de quatro passos
1. Cliente transmite um pacote DHCP DISCOVER para identificar qualquer servidor DHCP disponível na 
rede. Pode ter mais que um disponível
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 DHCP é um processo de quatro passos
2. Um servidor DHCP responde com um DHCP OFFER (mensagem de oferta de aluguel) com 
informações de endereço IP atribuído, máscara de sub-rede, servidor DNS e gateway padrão, além 
da duração do aluguel
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 DHCP é um processo de quatro passos
3. Responde com um DHCP REQUEST que identifique o servidor explícito e a oferta de aluguel que o 
cliente está aceitando
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Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 DHCP é um processo de quatro passos
4. Se a oferta estiver válida, o servidor retornará uma mensagem DHCP ACK que confirma ao cliente 
que o aluguel foi finalizado. Se a oferta não for mais válida o servidor selecionado responderá com 
uma mensagem DHCP NAK
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Compartilhamento de 
arquivos P2P
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AULA 02
Protocolo Gnutella e Serviços P2P
 Aplicações Peer-to-peer são responsáveis pela maior parte do tráfego total (50 a 90%) da Internet
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Protocolo Gnutella e Serviços P2P
 Aplicações Peer-to-peer são responsáveis pela maior parte do tráfego total (50 a 90%) da Internet
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Protocolo Gnutella e Serviços P2P
 Aplicações Peer-to-peer são responsáveis pela maior partedo tráfego total (50 a 90%) da Internet
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AULA 02
Compartilhamento de arquivos P2P: diretório centralizado
 Projeto original do Napster
• 1) quando um par se conecta, ele 
informa ao servidor central:
• IP
• Conteúdo
• 2) Alice consulta por “Hey Jude”
• 3) Alice requisita o arquivo de Bob
centralized
directory server
peers
Alice
Bob
1
1
1
12
3
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AULA 02
P2P: problemas com diretórios centralizados
 Ponto único de falha
 Gargalo de desempenho
 Violação dos direitos de cópia (Copyright)
 transferência de arquivos: descentralizada
 localização de conteúdo: centralizada
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Protocolo Gnutella e Serviços P2P
 Pares (hosts) atuam como cliente e servidor
 Não há um servidor centralizado
 As transferências de arquivos reais geralmente usam serviços HTTP
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AULA 02
Telnet
Serviços e Protocolos da Camada de Aplicação
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AULA 02
Protocolos e Serviços Telnet
Telnet
 Desenvolvido para atender pessoas que precisavam de uma maneira de acessar remotamente os 
sistemas de computação da mesma forma que faziam com os terminais diretamente acoplados
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Protocolos e Serviços Telnet
 Fornece um método padrão de simulação de dispositivos de terminal com base em texto na rede 
de dados
 Permite ao usuário acessar remotamente outro dispositivo (host, router, switch)
 Uma conexão que utiliza Telnet é chamada de sessão de Terminal Virtual (VTY)
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Protocolos e Serviços Telnet
 Telnet utiliza software para criar um dispositivo virtual que forneça os mesmos recursos de uma 
sessão de terminal com acesso à interface de linha de comando (CLI) do servidor
 Clientes Telnet: Putty, Teraterm, HyperTerminal
Protocolos de Redes e de Computadores
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Protocolos e Serviços Telnet
o Autenticação forte, criptografia de dados
 Telnet suporta autenticação do usuário , mas não dados criptografados (texto claro)
 Secure Shell (SSH) – protocolo que oferece um método seguro para acessar servidores
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Serviços e Protocolos de Transporte
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
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AULA 02
Serviço de Transporte vs Rede
 Camada de rede:
o Comunicação lógica entre hospedeiros
 Camada de transporte: 
o comunicação lógica entre processos 
o utiliza e aprimora os serviços oferecidos pela camada de rede
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AULA 02
Serviços de Transporte da Internet
 TCP: Entrega unicast, sequencial e confiável
- Estabelecimento de conexão
- Controle de fluxo
- Controle de congestionamento
 UDP: Entrega unicast ou multicast, não confiável (best-effort) e não seqüencial
 Não disponíveis: 
- Garantia de retardo
- Garantia de banda
- Multicast confiável
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Papel da Camada de Transporte
 Responsável pela transferência fim-a-fim geral de dados de aplicação
 Encapsulamento de dados de aplicação para uso pela camada de Rede
 Habilita a comunicação de múltiplas aplicações na rede ao mesmo tempo em um único dispositivo 
 Assegura que, se necessário, todos os dados sejam recebidos confiavelmente e em ordem pela 
aplicação correta.
 Emprega mecanismos de tratamento de erros 
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AULA 02
Separação de Múltiplas Comunicações
 Qualquer host pode ter múltiplas aplicações que se comunicam através da rede
 A camada de Transporte mantem esses fluxos separados
o Por exemplo, o texto de uma mensagem instantânea não aparece em um e-mail
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Segmentação dos Dados
A camada de transporte divide esse
fluxo em partes menores, chamados
segmentos.
A camada de aplicação envia um fluxo
completo (tamanho grande)
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Segmentação dos Dados
Segmentação permite a multiplexação
dos dados de todas as sessões
Multiplexação permite aplicações
multiplas e concorrentes
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Reagrupamento dos Segmentos
Numeração dos segmentos permite
o reagrupamento dos dados na
ordem apropriada
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Reagrupamento dos Segmentos
Quando criado, cada segmento é atribuido a um 
único identificador da aplicação (número de porta)
Após o reagrupamento, o número de porta é 
usado para passar o dado à aplicação correta
25
25
80
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Controle de Fluxo
Hosts de Rede tem recursos limitados
(Memória, Largura de Banda)
Controle de Fluxo – Regula a 
quantidade de dados que pode ser 
transmitida ou recebida
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Entrega Confiável
É possível que parte dos dados 
sejam corrompidos ou perdidos
Protocolos da camada de 
transporte podem solicitar
retransmissão
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Orientado a conexão
A camada de transporte fornece
serviço orientado a conexão
Permite aos dados serem
gerenciados de perto
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Suporte à Comunicação Confiável
UDP TCP
 Relembre – Principal função da camada de Transporte é gerenciar os dados da aplicação para as 
conversações entre os hosts
 Diferentes aplicações têm diferentes necessidades para seus dados
 Diferentes protocolos de Transporte têm sido desenvolvidos para satisfazer estas necessidades
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
TCP e UDP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
TCP e UDP
 Protocolos da camada de transporte mais comuns
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
User Datagram Protocol (UDP)
 Sem-conexão
 Entrega de melhor esforço (Best Effort)
 Baixo overhead
Exemplos de Aplicação
 Domain Name System (DNS)
 Jogos online
 Voice over IP (VoIP)
 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Transmission Control Protocol (TCP)
 Orientado a conexão
 Entrega confiável
 Checagem de erro
 Controle de Erro
Exemplos de Aplicações
 Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
 File Transfer Protocol (FTP)
 Telnet
 Simple Message Transfer Protocol (SMTP)
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
Endereçamento de Porta
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Identificação das Conversações
 TCP e UDP usam números de porta para passar a informação as camadas superiores
 Socket - combinação do número de porta e do endereço IP
 Identifica exclusivamente um processo particular sendo executado em um dispositivo de host 
específico
 e.g. 207.134.65.2:80 referencia um socket HTTP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Identificação de Conversações
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 IANA - órgão de padrões responsável pela designação de vários padrões de endereçamento
o Designa números de porta
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 Portas Conhecidas:
o Reservados para serviços e aplicações comuns
21 – FTP Control
23 – Telnet20 – FTP Data 25 – SMTP
194 – IRC
110 – POP3
443 – HTTPS
520 – RIP
69 – TFTP
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AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 Portas Registradas:
o Aplicações e processos do usuário (opcional)
1863 – MSN Messenger
8008 – Alternate HTTP
8080 – Alternate HTTP
2000 – Cisco VoIP
1812 – RADIUS
5004 – RTP
5060 – SIP (VoIP)
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 Portas Dinamicas:
o Atribuida dinamicamente a aplicações de cliente quando se inicia uma conexão
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 Utilização do TCP e do UDP :
o Algumas aplicações podem usar tanto TCP como UDP 
o Por exemplo, o baixo overhead (sobrecarga) do UDP habilita ao DNS servir a muitas solicitações 
de clientes muito rapidamente
 As vezes, no entanto, o envio da informação solicitada pode exigir a confiabilidade do TCP. 
Neste caso, o número 53 de porta conhecida é usado por ambos os protocolos com este 
serviço
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 As vezes é necessário conhecer quais conexões TCP ativas estão abertas e sendo executadas em um 
host de rede
Ferramentas
Connection State
netstat –a –n command
TCP/UDP
Source IP Source Port
Destination IP
Destination Port
Source Socket
Destination Socket
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
Comunicação TCP confiável
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Transmission Control Protocol (TCP)
 Orientado a conexão
 Entrega confiável
 Checagem de erro
 Controle de Erro
Exemplos de Aplicações
 Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
 File Transfer Protocol (FTP)
 Telnet
 Simple Message Transfer Protocol (SMTP)
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tipos de Endereço de Porta
 A distinção principal entre o TCP e o UDP está na confiabilidade. 
 TCP usa sessões orientadas à conexão 
o Antes de algum dado ser trocado, a camada de Transporte inicia um processo para criar uma 
conexão com o destino 
o Esta conexão habilita o rastreamento de uma sessão
Números de sequência
Reconhecimento
o Overhead do TCP - Tráfego de rede gerado por confirmações e retransmissões
o Confiabilidade é alcançada através de campos com funções específicas no segmento TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tornando as Conversações Confiáveis
Sessão TCP que abriu uma conexão. 
Normalmente um valor aleatório até 1023
Aplicação da camada 
superior no destino remoto
Número do último octeto 
(byte) no segmento
Número do próximo octeto 
(byte) esperado pelo receptor
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tornando as Conversações Confiáveis
Tamanho do cabeçalho do 
segmento em bytes
Campo de 1 bit, usado na 
sessão de gerenciamento
Controle de fluxo
Se o Flag urgente é setado, o 
dado é alocado como urgente
Checagem de erro no 
cabeçalho
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Processo TCP em Servidores
 Servidor responde com a página web
o Configura a porta fonte para 80 e usa a porta de origem do cliente como a porta de destino
Source = 80
Destination = 49650
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Processo TCP em Servidores
 Note como as portas de origem e destino são usadas
Source = 80
Destination = 49650
Source = 80
Destination = 49650
Source = 49650
Destination = 80
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Processo TCP em Servidores
 Como a camada de transporte separa os fluxos?
o Socket (IP Address:Port)
172.16.230.5 207.22.146.33
172.16.230.5:49650
172.16.230.5:49655
207.22.146.33:49650
207.22.146.33:49655
Source = 49650
Destination = 80
Source = 80
Destination = 49650
Source = 49655
Destination = 80
Source = 80
Destination = 49655
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
Estabelecimento e Encerramento de ConexãoTCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 Para uma conexão ser estabelecida, as duas estações finais devem sincronizar os numeros de 
sequencias iniciais (ISNs)
 O ISN é um valor sequencial inicial usado quando uma conexão TCP é estabelecida
Handshake Triplo do TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 Números de sequencia são usados para rastrear a ordem dos segmentos e assegurar que não houve 
perda de segmentos na transmissão
 Os campos Flag são usados para identificar o tipo e segmento
Handshake Triplo do TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Handshake Triplo do TCP
1
Eu quero me conectar e aqui está
o primeiro número de sequência
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Handshake Triplo do TCP
1
2
OK….Aqui está meu primeiro número de 
sequência;
Adicionei 1 ao seu ISN como um 
reconhecimento. Espararei que esse seja 
seu próximo número de sequência
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Handshake Triplo do TCP
3
OK….Aqui está o próximo segmento com o 
número de sequência esperado.
Adicionei 1 ao seu ISN como um 
reconhecimento. Esperarei que esse seja 
seu próximo númeor de sequência
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
1
2
3
 Apenas parte dos 
cabeçalhos são 
mostrados …
Handshake Triplo do TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 Processo de quatro passos usando os campos Flag e número de sequência
Término da Sessão TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
Reconhecimento e Janelamento TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Reagrupamento de Segmentos TCP
 Lembre-se que a camada de transporte deve reagrupar os segmentos na ordem correta
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Confirmação TCP com Janelamento
Usados juntos para confirmar o 
recebimento da mensagem
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Confirmação TCP com Janelamento
ACK = ISN + 1
Confirmação Esperada
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 Com uma janela de tamanho 10, cada segmento carrega apenas 10 bytes de dados e deve aguardar 
pela confirmação de recebimento antes de outro segmento ser transmitido
Confirmação TCP com Janelamento
 Tamanho da Janela:
o Quantidade de dados que pode ser enviado antes que uma confirmação seja recebida
o Determinado pelo campo no cabeçalho TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
 Um serviço de host de destino usando TCP geralmente reconhece os dados apenas para bytes 
sequênciais contíguos
 Se estiver faltando um ou mais segmentos, apenas os dados nos segmentos que completam o fluxo 
serão confirmados
Retransmissão TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Controle de Fluxo TCP
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Controle de Fluxo TCP
O tamanho da janela inicial
é determinado durante o 
handshake triplo
Quantidade de dados que 
pode ser enviado antes de 
um reconhecimento
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tamanho Dinamico da Janela TCP
 Serviço TCP é Full-duplex:
o Significa que dados podem trafegar em cada 
direção, simultaneamente
o Tamanhos de janela, número de sequência e 
número de reconhecimento são independentes de 
cada fluxo de dados
 O host de recebimento envia o valor do tamanho de janela ao 
remetente para indicar o número de bytes que ele está preparado 
para receber como parte desta sessão
o Se o destino precisar diminuir a velocidade da taxa de 
comunicação, ele pode enviar um valor de tamanho de janela 
pequeno para a origem como parte de uma confirmação
o Se não há restrição(nem perda), o tamanho de janela 
continuará a aumentar 
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tamanho da Janela Dinâmica
Tamanho de janela Inicial
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Tamanho da Janela Dinâmica
Tamanho de janela Inicial
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Camada de Transporte
UDP - Comunicação com Baixo Overhead
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
User Datagram Protocol (UDP)
 Sem-conexão
 Entrega de melhor esforço (Best Effort)
 Baixo overhead
Exemplos de Aplicações
 Domain Name System (DNS)
 Jogos online
 Voice over IP (VoIP)
 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
 Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
Sem Handshake triplo
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
User Datagram Protocol (UDP)
 Baixo Overhead:
o Sem-Conexão:
 Sem estabelecimento de conexão, como o TCP
o Não confiável ou entrega de “Melhor Esforço”:
o Sem detecção de erro
o Sem controle de Fluxo
o Sem controle de congestionamento
o Sem número de sequência para entrega ordenada
o Quando uma aplicação tem dado a enviar, ela simplesmente envia o dado
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
User Datagram Protocol (UDP)
 Quando múltiplos datagramas são enviados a um destino, eles podem tomar diferentes caminhos 
e chegar na ordem errada.
 O UDP não rastreia os números de sequência da forma que o TCP faz.
 O UDP não tem um modo para reordenar os datagramas na sua ordem de transmissão.
 UDP simplesmente reagrupa os dados na ordem que eles foram recebidos e os encaminha para a 
aplicação
Protocolos de Redes e de Computadores
AULA 02
Resumo: Número de Portas
Port 
Number
Application
Layer 4 
Protocol
Description
20 FTP TCP File Transfer Protocol – Data 
21 FTP TCP File Transfer Protocol – Control Commands 
23 TELNET TCP Terminal connection
25 SMTP TCP Simple Mail Transfer Protocol - Email
53 DNS UDP Domain Name System
67,68 DHCP UDP Dynamic Host Configuration Protocol
69 TFTP UDP Trivial File Transfer Protocol
80 HTTP TCP Hypertext Transfer Protocol