2018Redes01 Aula05[1]

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Introdução às Redes de Computadores
Professor Zanegrey Mançano Bessa - E-mail: Zanegrey.Bessa@gmail.com
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AU L A – 05
Introdução às Redes de Computadores
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5 – O modelo TCP/IP
	O TCP/IP é o protocolo de rede mais usado atualmente. Isso se deve ao fato da popularização da Internet, já que esse protocolo foi criado para ser usado no relacionamento aberto entre redes acadêmicas e, hoje é plenamente usado na Internet. 
	Seu nome faz referência a dois protocolos diferentes, o TCP (Transmission Control Protocol, Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet).
	
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5 – O modelo TCP/IP
	O modelo OSI é um modelo de referência para a arquitetura de redes. A arquitetura do TCP/IP é um pouco diferente do OSI e pode ser vista na figura abaixo.
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5 – O modelo TCP/IP
Constitui um modelo também organizado por camadas. Em comparação com o modelo OSI, o modelo TCP/IP possui somente quatro camadas, as quais estão relacionadas de acordo com a imagem abaixo. 
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5 – O modelo TCP/IP
Relacionamento entre camadas
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5 – O modelo TCP/IP
	O TCP/IP implementa apenas quatro camadas, sendo que na comunicação dos programas é feita através da camada de aplicação. 
	Nessas camadas são implementados os protocolos de aplicação, tais como o HTTP (para navegação web), o SMTP (para e-mail ) e o FTP (para a transferência de arquivos). 
	Cada tipo de programa utiliza o protocolo adequado a suas funcionalidades e finalidades. Veremos a seguir as camadas do protocolo TCP/IP detalhadamente.
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A família de protocolos TCP/IP
O modelo TCP/IP possui e nos oferece uma coleção de protocolos a saber:
TELNET
FTP/TFTP
SMTP
SNMP
TCP/UDP
ICMP
IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Aplicação
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Aplicação
	Ao desenvolver uma aplicação o desenvolvedor utilizará uma as duas arquiteturas mais utilizadas em aplicações de rede: a arquitetura cliente servidor ou a arquitetura P2P.
	No caso dos protocolos da camada de aplicação da pilha TCP/IP, eles utilizam a arquitetura cliente servidor.  
	Em aplicações que empregam a arquitetura cliente-servidor um único servidor deve ser capaz de atender a todas as requisições de seus clientes.
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Transporte
	Posicionada entre as camadas de Aplicação e Redes, a camada de transporte é fundamental  na arquitetura de rede em camadas, pois desempenha o papel fundamental de fornecer serviços de comunicação diretamente aos processos de aplicação que rodam em máquinas diferentes. 
	A Camada de transporte fornece uma comunicação lógica entre estes  processos.  	Os processos de aplicação utilizam a comunicação lógica provida pela camada de transporte sem a preocupação com os detalhes da infraestrutura física utilizada para transportar as mensagens:
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Transporte
1 - Divide os dados que chegam da camada de aplicação em segmentos e passa-os com o endereço de destino para a próxima camada para transmissão, que neste caso será a camada de rede. 
2 - Fornece uma comunicação lógica entre os processos do aplicativo em execução entre hosts diferentes, que pode ser  orientada à conexão e não orientada à conexão.  
3 - A transferência de dados na camada de transporte também pode ser categorizada como confiável ou não confiável, com informações de estado ou sem informações de estado;
4 - Utiliza o conceito de porta para a identificação dos processos de aplicação;
5 - Especifica 2 tipos de protocolos e a utilização de um ou de outro depende das necessidades da aplicação (SNMP-UDP, FTP-TCP): 
TCP (Transmission Control Protocol)
UDP (User Datagram Protocol):
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A família de protocolos TCP/IP
A entrega confiável de dados assegura a entrega dos segmentos ao seu destino em uma sequência adequada, sem qualquer dano ou perda. Um protocolo confiável como o TCP cuida de todos os problemas fundamentais de rede como congestionamento, fluxo de dados e duplicação.
A entrega não-confiável de dados não promete a entrega dos segmentos ao seu destino. No processo de entrega não confiável de dados, os segmentos podem ser corrompidos ou perdidos. Um protocolo não confiável como o UDP assume que a rede subjacente é completamente confiável. Os protocolos não confiáveis  não cuidam de alguns problemas fundamentais como congestionamento, fluxo de dados e duplicação
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Transporte
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Rede
A camada de rede é um das camadas mais complexas da pilha de protocolo, pois implementa o serviço de comunicação entre dois hosts A e B e que há um pedaço da camada de rede em cada um  dos hosts e roteadores da rede. Os roteadores ao longo do enlace examinam campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que passam por ele. A camada de rede transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor. No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas e no  lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte. 
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5 – O modelo TCP/IP - Camada de Rede
As funções mais importantes desta camada são: 
A comutação dos pacotes, ou seja, ao chegar um pacote no enlace de entrada de um roteador, ele deve ser conduzido para a saída  apropriada do roteador;
O  roteamento, a camada de rede, deve  determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem até o destino. 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP - Camada de Rede
A imagem abaixo apresenta os três componentes essenciais da camada de rede:
O componente de roteamento que determina o caminho que um datagrama segue desde a origem até o destino, e que iremos estudar nas próximas aulas.  
Dispositivo para comunicação de erros de datagramas e para atender requisições de certas informações da camada de rede, o protocolo ICMP; (aqui fazer um link para a explicação do protocolo).
O protocolo IP, que cuida das questões de endereçamento 
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5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
Telnet
	O protocolo Telnet, padronizado pela RFC´s 854 a 861l  é um protocolo simples de terminal remoto. Ele permite que um usuário em determinado site estabeleça um conexão TCP com um servidor login situado em outro site. 
	A partir do momento que se inicia a sessão de trabalho remoto, qualquer coisa que é digitada é enviada diretamente para o computador remoto.  
	Apesar do usuário continuar  ainda no seu próprio computador, o telnet torna seu computador invisível enquanto estiver rodando. 
	O servidor recebe o nome transparente, porque faz com que o teclado e o monitor do usuário pareçam estar conectados diretamente à máquinaremota. 
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5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
Telnet
	O protocolo Telnet oferece três serviços básicos:
 
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5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
Telnet
	O protocolo Telnet oferece três serviços básicos:
Define um terminal virtual de rede, que proporciona uma interface padrão para sistemas remotos; programas clientes não têm que compreender os detalhes de todos os possíveis sistemas remotos, eles são feitos para usar a interface padrão; 
Inclui um mecanismo que permite ao cliente e ao servidor negociarem opções e proporcionar um conjunto de opções padrão  
Trata ambas as pontas da conexão simetricamente. Assim, ao invés de forçar o cliente para conectar-se a um terminal de usuário, o protocolo  permite um programa arbitrário tornar-se um cliente.  
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
Telnet
	A sessão remota inicia especificando em qual computador o usuário  deseja conectar-se. 
	Será então solicitado um username e uma password para acessar o sistema remoto. 
 
O acesso a servidores telnet poderá ocorrer de dois modos: 
 Através da linha de comando;  
E a partir de aplicativos através de interface gráfica; 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
FTP
	O FTP (File transfer Protocol), padronizado pela RFC 959,   está entre os protocolos de aplicativos mais antigos ainda em uso na internet. 
	Ele precede o TCP e o IP.  
	Foi projetado para permitir o uso interativo ou em lote. 
	Porém a maioria dos usuários invoca o FTP interativamente, através da execução de um cliente FTP que estabelece uma comunicação com um servidor especificado para transferir arquivo. 
 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
TFTP
	O protocolo TFTP (Trivial File Transfer Protocol) é direcionado para aplicativos que não necessitam de interações complexas entre o cliente e servidor. 
	Ele restringe operações para simples transferências de arquivos e não fornece autenticação. Por ser mais restritivo, o software do TFTP é muito menor que o FTP. 
	O TFTP não requer um serviço de stream confiável, utilizando então o  protocolo UDP. 
	O lado transmissor transmite um arquivo em blocos de tamanho fixo (512) bytes e aguarda a confirmação de cada bloco antes de enviar o próximo. 	O receptor confirma cada bloco mediante recibo. 
	Uma vez iniciada uma solicitação de escrita ou leitura, o servidor usa o endereço IP e o número de porta de protocolo UDP do cliente para identificar as operações subsequentes.
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
TFTP - Como funciona?
 
1) O primeiro pacote enviado requisita uma transferência de arquivos e estabelece a interação entre o cliente e servidor;
2) Os blocos de arquivos são numerados em sequência, a começar pelo número um. Cada pacote de dados contém um cabeçalho que especifica o número do bloco que ele transporta e cada confirmação contém o número do bloco que está sendo confirmado.
3) Um bloco com menos de 512 bytes indica o final do arquivo. 
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5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
SMTP
	O protocolo SMTP (Simple  Mail Transfer Protocol), definido pela RFC 5321, está no centro do correio eletrônico. Antes de detalharmos o funcionamento do protocolo SMTP é importante que tenhamos a compreensão do funcionamento de  um  sistema de correio eletrônico.
	Um sistema de correio da Internet utiliza três componentes: 
agentes de usuários, 
servidores de correios 
e o protocolo SMTP.
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
SMTP
1 - Agentes de Usuário  Permitem que os usuários leiam, respondam, retransmitam, salvem e componham mensagens. O Outlook da Microsoft, Apple Mail e o Mozilla Thunderbird são exemplos de agentes de usuários com interface gráfica.
2 – Servidores de Correio Forma o núcleo da infraestrutura do e-mail. Cada destinatário tem uma caixa postal localizada em um dos servidores do correio. 
3 – Protocolo SMTP  É o protocolo da camada de aplicação do correio eletrônico da Internet, utiliza serviço confiável de ados do TCP para transferir mensagens do servidor de correio do remetente para o destinatário. 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
SMTP
Uma mensagem típica de correio inicia sua jornada no agente de usuário do remetente, vai até o servidor de correio do remetente e viaja até o servidor de correio do destinatário, onde é depositada na caixa postal 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
SNMP
	O protcolo SNMP (Simple Network Management Protocol) é o protocolo padrão para administrar uma rede. 
	Ele define como um gerente se comunica com o agente. Possui  três versões 1, 2 e 3. 
	A versão 3, a mais atual, difere das demais, por possuir recursos de segurança capazes de criptografar a string da comunidade SNMP.  	
		Como uma adminsitrador de rede pode descobrir problemas e isolar suas causas ? 
 Através da utilização de software de gerência de rede que permite a um gerente monitorar e controlar componentes da rede. Ele permite a um gerente interrogar dispositivos como hosts, roteadores, comutadores e bridges para determinar seu status, bem como obter estatísticas sobre as redes as quais se ligam. 
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A família de protocolos TCP/IP
5 – O modelo TCP/IP – Aplicações
ICMP
O Internet Control Message Protocol – ICMP, padronizado pela RFC 792,  é o protocolo que o IP utiliza para enviar mensagens de erro  e mensagens informativas. E o ICMP usa o protocolo IP para enviar suas mensagens. 
Quando um roteador, por exemplo, tem uma mensagem ICP para enviar, ele cria um datagrama IP e encapsula a mensagem do ICMP no datagrama IP. A mensagem ICMP é colocada na área de dados do datagrama.  
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5 – O modelo TCP/IP – Transporte
TCP
O TCP (tranmission Control Protocol – Protocolo de Controle de Transmissão), RFCs: 793, 1122, 1323, 2018, 2581,  é um dos protocolos da pilha TCP/IP que está localizado na camada de transporte.
 
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5 – O modelo TCP/IP – Transporte
UDP
	O protcolo UDP, padronizado pela RFC 768, é bastante simples, é orientado a datagrama, não orientado à conexão, não executa controle de fluxo, controle de erro e sequenciamento. 
	Não tem reconhecimento dos datagramas (ACK/NACK) e devido a sua simplicidade é considerado não confiável pois não assegura que as mensagens transmitidas cheguem ao destino e caso cheguem, porderão chegar fora de ordem.
	A  aplicação que utiliza o UDP deve tratar a falta de confiabilidade.  Foi desenvolvido p/ aplicações que não geram volume muito alto de tráfego na Internet.
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5 – O modelo TCP/IP – Transporte
Cabeçalho (Header) UDP
Onde,
Porta Origem e Porta Destino identificam o processo de aplicação que está enviando dados e o processo de aplicação que irá receber os dados.
Tamanhorepresenta o tamanho total do frame UDP.
Checksum é calculado usando o header UDP e também a área de dados, e destina-se a verificação de erros de transmissão.
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Lista De Comandos:
Helo Identifica o Emissor da mensagem para o Receptor.
Mail  Este comando inicializa uma transação de mail na qual uma mensagem é enviada a uma ou mais caixa de mensagems (mailbox). 
RCPT  Este comando identifica o destinatário da mensagem; múltiplos destinatários são definidos por múltiplos usos desse comando. 
DATA  Inicializa a transmissão da mensagem, após seu uso é transmitido o conteúdo da mensagem, que pode conter qualquer um dos 128 caracteres ASCII. O seu término é especificado por uma sequência "<CRLF>.<CRLF>". 
QUIT  Este comando determina que o Receptor-SMTP envie um OK e então feche o canal de comunicação com o Emissor-SMTP. 
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5 – O modelo TCP/IP
Alguns Comandos FTP
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5 – O modelo TCP/IP
Alguns Comandos FTP
Ou simplesmente bin. Estabelece como binário o tipo de representação dos arquivos a serem manipulados.
É indica quando for utilizado  arquivos de imagem, documentos formatados, executáveis e arquivos compactados. 
Muda o diretório de trabalho na máquina local.
Recupera o arquivo_remoto e o arqmazena na máquina local. 
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5 – O modelo TCP/IP
Alguns Comandos FTP
Armazena um arquivo local na máquina remota. 
Ou apenas ?, escreve uma mensagem explicativa sobre o significado do comando.
Mostra  o  conteúdo de um diretório da máquina remota.
Lista o conteúdo do diretório da máquina remota, colocando o resultado na máquina local.
Retorna o nome do diretório atual na máquina remota. 
Termina uma sessão
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5 – O modelo TCP/IP
Processamento do Checksum
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5 – O modelo TCP/IP
Socket
A associação entre 2 processos cooperantes (cliente/servidor) é identificada por um par de sockets (socket1, socket2), uma vez estabelecida uma conexão, cada socket corresponde a um ponto final dessa conexão.
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5 – O modelo TCP/IP
Socket
	Um socket identifica univocamente um usuário TCP ou UDP, permitindo  a associação entre processos de aplicação. 
	O  identificador da porta é concatenado ao endereço IP, onde a entidade TCP ou UDP está rodando, definindo um socket. 
	Esta associação entre 2 processos de aplicação é definida como uma quíntupla: 
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5 – O modelo TCP/IP
MIB
Abaixo da sub-árvore MIB II estão os objetos usados para obter informações específicas dos dispositivos da rede. Esses objetos estão divididos em 10 grupos, que estão presentes na tabela abaixo.
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