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Camadas do Modelo TCP 1 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP TÉCNICO EM REDES DE COMPUTADORES Camadas do Modelo TCP A estrutura da Internet foi desenvolvida sobre a arquitetura TCP/IP e foi criada para oferecer ao Depto de Defesa Americano uma rede de comunicação que pudesse continuar funcionando em tempos de guerra. Embora tenha evoluído de maneira bem diferente daquela imaginada por seus idealizadores, ela ainda é baseada no conjunto de protocolos TPC/IP. O projeto do TCP/IP é ideal para uma rede descentralizada e robusta como é a Internet. Muitos protocolos usados hoje em dia foram criados usando o modelo TCP/IP de quatro camadas 2 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP A pilha de protocolos TCP é organizado em 4 CAMADAS INTERNET TRANSPORTE ACESSO À REDE APLICAÇÃO PROCOLOS REDES 3 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Comparação entre os modelos de referência OSI e Pilha de protocolos TCP/IP 4 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Finalidades das Camadas 5 INTERNET TRANSPORTE ACESSO À REDE APLICAÇÃO Trata de protocolos de alto nível, questões de representação, codificação e controle de diálogos: FTP, TFTP, SMTP, RLOGIN, TELNET, DNS Tem por finalidade estabelecer a conexão, confiabilidade na entrega dos pacotes, Envio de pacotes TCP (Orientado ou não a conexão) Tem como finalidade escolher o melhor caminho para os pacotes viajarem através da rede. O principal protocolo é o IP (Internet Protocol), ICMP. ARP Cuida de todas as questões necessárias para que um pacote IP estabeleça efetivamente um link físico com os meios físicos da rede. É também denominada camada host-to-network, inclui detalhes contidos nas camadas físicas e enlace de dados do modelo OSI: Ethernet, fast ethernet, ATM, Frame Relay, ARP Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Protocolos de Rede Um protocolo é uma convenção ou padrão que controla e possibilita uma conexão, comunicação ou transferência de dados entre dois sistemas computacionais. De maneira simples, um protocolo pode ser definido como "as regras de sincronização e comunicação entre os meios. “De forma simples pode ser entendido como um acordo entre os computadores em conversação acerca de como a comunicação vai decorrer”. Órgãos padronizadores de protocolos • ISO – (International Organization for Standardiztion • IEC – (International Electrotechnical Commision) • ITU-T (International Telecomunications Union - Te) • IEEE – (Institute of Electrical and Electronics Engineers) • Outros 6 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Protocolos do TCP/IP 7 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral UDP (User Datagram Protocol) • O protocolo UDP é bastante simples – Orientado a datagrama – Não orientado à conexão – Não executa controle de fluxo, controle de erro e sequenciamento – Não tem reconhecimento dos datagramas (ACK/NACK) • Devido a sua simplicidade é considerado não confiável Pilha de Protocolos TCP/IP Protocolos mais comuns •IP - Internet Protocol •DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol •TCP - Transmission Control Protocol •HTTP - Hypertext Transfer Protocol •FTP - File Transfer Protocol •Telnet - Telnet Remote Protocol •SSH - SSH Remote Protocol •POP? - Post Office Protocol ? •SMTP - Simple Mail Transfer Protocol •IMAP - Internet Message Access Protocol •DNS – Domain Name Service 9 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral Existem dois tipos de serviços quanto aos protocolos mais importantes: Confiável: Controle de erros, controle de fluxo, multiplexação, sequenciação; Não-confiável: Multiplexação e desmultiplexação • Voltado para aplicações com entrega imediata – Ex. transmissão de vídeo e/ou voz Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral • Especifica 2 tipos de protocolos: – TCP (Transmission Control Protocol) – UDP (User Datagram Protocol) • TCP é orientado à conexão e garante a transferência confiável de dados • UDP é não orientado à conexão, simples extensão do IP e não garante a entrega de dados • A utilização de um ou de outro depende das necessidades da aplicação (SNMP-UDP, FTP-TCP) Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral • Ambos são protocolos da camada de transporte – TCP – UDP Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral Protocolo UDP • Não assegura que as msgs transmitidas cheguem ao destino • Não faz ordenação e controle de fluxo • A aplicação que utiliza o UDP deve tratar a falta de confiabilidade • Aplicações SNMP, DNS, BOOTP utilizam o UDP Pilha de Protocolos TCP/IP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral • Recebe dos processos de aplicação origem pedidos de transmissão de msgs; • Encaminha-os ao IP que é o responsável pela transmissão; • Na estação destino, ocorre o processo inverso; • O IP entrega as msgs recebidas ao UDP; • O UDP, por sua vez, repassa-os ao processo de aplicação Pilha de Protocolos TCP/IP Funcionamento do UDP Protocolos mais comuns • SMB – Server Message Block • NETBEUI – Criado pela IBM para ser usado em pequenas redes • APPLETALK – Pacote de protocolos desenvolvidos pela Apple Computer no começo dos anos 80 • IPX/SPX – Protocolo desenvolvido pela Novell para uso no Novell NetWare • TCP – Conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede • TCP/IP – O conjunto de protocolos TCP/IP surgiu através dos trabalhos do DARPA • HTTP – Protocolo responsável pela comunicação entre aplicações web inclusive a internet • FTP – Protocolo responsável pela transferência de arquivos entre máquinas ou sites • Telnet - Protocolo que permite a utilização de aplicações “terminais” (texto) e outras aplicações • LDAP – Lightweight Directory Access Protocol – Active Directory 15 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Protocolos mais comuns •SSH - SSH Remote Protocol •POP? - Post Office Protocol ? •SMTP - Simple Mail Transfer Protocol •IMAP - Internet Message Access Protocol •DNS – Domain Name Service •LDAP – Lightweight Directory Access Protocol – Active Directory 16 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede O endereço IP de forma genérica pode ser considerado como um conjunto de números que representao local de um determinado equipamento (normalmente computadores, roteadores, switch e outros hardwares) em uma rede privada ou pública. O endereço IP (IPv4) – IP VERSÃO 4, é um número de 32 bits escrito com quatro octetos e no formato decimal (exemplo: 10.1.1.1). A primeira parte do endereço identifica uma rede específica na inter-rede, a segunda parte identifica um host dentro dessa rede. 17 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede O IPv6 é a versão 6 do IP, a mais atual, do protocolo. Ele está sendo implantado gradativamente na Internet e deve funcionar lado a lado com o IPv4. A curto prazo o IPv6 tem como objetivo substituir o IPv4 que só suporta cerca de 4 bilhões (4 x 109) de endereços, contra cerca de 3.4 x 1038 endereços do novo protocolo. A previsão atual para a exaustão de todos os endereços IPv4 livres para atribuição é de Julho de 2011, o que significa que a implantação do IPv6 é inevitável num futuro próximo. Já está sendo utilizado nas plataformas e distribuições mais recentes do Windows . 18 Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP 19 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP 20 Os octetos são formados pela soma de todos os bits transformados de binários para decimal. Por Exemplo. Na transformação de binário para decimal, leva-se em consideração somente os BIT´s “ligados’, ou seja, igual a 1. 7 6 5 4 3 2 1 0 255 = 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 Classe Decimal Computadores Endereços Binário A 255.000.000.000 16.777.216 11111111.00000000.00000000.00000000 B 255.255.000.000 65.534 11111111.11111111.00000000.00000000 C 255.255.255.000 256 11111111.11111111.11111111.00000000 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP 21 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Airton Ribeiro de Sousa Classe Decimal O primeiro octeto varia entre Octeto Exemplo de Endereço A 255.000.000.000 Entre 1 e 127 Os três podem variar entre 0 e 255 10.255.255.255 B 255.255.000.000 Entre 128 e 191 O segundo pode varia entre 0 e 255 172.31.255.255 C 255.255.255.000 192 Até 223.254.255.2 55 O segundo e terceiro pode variar entre 0 e 255 192.168.255.255 Pilha de Protocolos TCP/IP 22 Mascara de Rede IP (INTERNET PROTOCOL) O endereçamento IP é estruturado em classes em que uma parte do endereço IP representa o endereço da rede e a outra parte o endereço do host. 8 Bits | 16 Bits | 24 Bits | 32 Bits 8 Bits | 16 Bits | 24 Bits | 32 Bits 8 Bits | 16 Bits | 24 Bits | 32 Bits Airton Ribeiro de Sousa Pilha de Protocolos TCP/IP 23 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Número binário Airton Ribeiro de Sousa O sistema binário é um sistema de numeração formado por apenas dois algarismos, 0 (zero) e 1 (um). Só é admitido duas possibilidades, sempre antagônicas, que jamais podem ocorrer ambas ao mesmo tempo, como: tudo / nada; ligado / desligado; presença / ausência, direito / esquerdo, alto / baixo, verdadeiro / falso, aceso / apagado... Semelhante ao sistema de numeração arábico que usamos (que, quando se chega ao 9, retorna-se ao 0), no código binário quando se chega ao 1 volta-se ao 0, já que o conjunto só possui dois algarismos. Pilha de Protocolos TCP/IP 24 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Airton Ribeiro de Sousa Os microprocessadores percebem somente sinais elétricos, distinguindo- os em dois níveis de voltagem: Nível alto, "high", H = tensão elétrica alta e nível baixo, "low", L = tensão elétrica baixa. Portanto, qualquer comunicação com o microprocessador pode ser reduzida exclusivamente a esses dois sinais, asociando-se H com o bit 1 e L com o bit 0. Os computadores geralmente são idealizados para armazenar instruções em múltiplos de bits, chamados bytes. Antigamente o byte tinha tamanho variável, mas em razão de falhas durante os últimos 50 anos, foi estabelecido e aceito o byte com oito bits, que também é chamado de octeto. Assim, com 8 bits em um byte, é possível representar 256 valores, de 0 a 255: 0 = 00000000 128 = 10000000 1 = 00000001 253 = 11111101 2 = 00000010 254 = 11111110 3 = 00000011 255 = 11111111 Pilha de Protocolos TCP/IP 25 Airton Ribeiro de Sousa 10 36 0 11 0000001010 00100100 00000000 00001011 O endereço IP decimal 10.36.0.11 é escrito em binário da seguinte forma 255 255 252 0 11111111 11111111 11111100 00000000 A máscara de rede em decimal 255.255.252.0 é escrita da seguinte forma em binário Somando-se todos os bit´s ligados (1) tem-se uma máscara de 22 bit´s Pilha de Protocolos TCP/IP 26 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Airton Ribeiro de Sousa ENDEREÇO RESERVADOS - IANA Descrição Endereço Completo Funcionalidade Loopback 127.0.0.1 Uma mensagem destinada a localhost retorna ao emitente Rota Padrão 0.0.0.0 Utilizado como a rota padrão do computador. Broadcast 255.255.255.255 Encaminhamento a todos os computadores da rede independentemente do endereço MAC. Internet 200.255.255.255 Endereços publicados para internet Internet 201.255.255.255 Endereços publicados para internet Pilha de Protocolos TCP/IP 27 Airton Ribeiro de Sousa ENDEREÇO IP Para que os computadores possam ser distribuídos na rede, é necessário que cada um, independentemente do sistema operacional ou hardware, possua um número único e tal número (endereço) é aplica em qualquer equipamento que use o modelo de referência TCP/IP). O endereço é distribuído em 4 bytes separados por pontos. 10.36.0.13 10.36.0.14 10.36.0.254 00001010.00100100.00000000.00001101 00001010.00100100.00000000.00001110 00001010.00100100.00000000.11111110 Pilha de Protocolos TCP/IP 28 Airton Ribeiro de Sousa ENDEREÇO IP PRIVADO Segundo a RFC1918 (Acrónimo para o inglês Request for Comments) é a denominação dada aos documentos que especificam padrões e serviços para Internet . Esta RFC em particular, se refere à documentação que aborda a definição de endereços que não devem ser publicados para Internet. RFC 1918 - Define os Endereços de Intranet Inicial Final Uma rede de endereços classe A. 10.0.0.0 10.255.255.255 Inicial Final 16 redes contíguas de endereços classe B. 172.16.0.0 172.31.255.255 Inicial Final 256 redes contíguas de endereços classe C. 192.168.0.0 192.168.255.255 Exemplo - RFC 1918, que define os Endereços de Intranet Pilha de Protocolos TCP/IP 29 Airton Ribeiro de Sousa ARQUITETURA DE REDE Exemplo - RFC 1918, que define os Endereços de Intranet O que é Arquitetura de Rede Um conjunto de camadas e protocolos é chamado de arquitetura de rede. A especificação de uma arquitetura deve conter informações suficientes para permitir que um implementador desenvolva o programa ou construa o hardware de cada camada, de forma que ela obedeça corretamente ao protocolo adequado. Classificação quanto a arquitetura Arcnet – Ethernet - Token ring – FDDI – ISDN - Frame Relay – ATM - X25 – ADSL – GSM – Wi-Fi Pilhade Protocolos TCP/IP
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