Pilha de Protocolos TCP IP e RTP

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Pilha de Protocolos TCP/IP e RTP 
 
 
Autor: Sergio Ricardo Magalhães da Silva Mat.: 201501214373 
 
 
Relatório 
 
 
 
 
 
 
 
Redes de Computadores – Dr. Professor Paulo Sampaio 
Setembro 2018. 
 
 
Índice: 
 
Introdução _________________________________________________________ 3 
Pequena história da Internet __________________________________________ 4 
Breves informações dos principais protocolos em cada camada _____________ 6 
O Modelo TCP/IP ___________________________________________________ 8 
O Protocolo TCP ___________________________________________________ 11 
O Protocolo IP _____________________________________________________ 15 
O IPv4 e o IPv6_____________________________________________________ 19 
Cabeçalhos: IPv4 e IPv6 _____________________________________________ 20 
 
Protocolo RTP _____________________________________________________ 23 
RTCP_____________________________________________________________ 23 
Como funcionam os Protocolos RTP e RTCP____________________________23 
Desenvolvendo aplicações com RTP____________________________________24 
Formato do Cabeçalho RTP__________________________________________24 
Conclusão_________________________________________________________ 25 
Referencias________________________________________________________ 26 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO: 
 
TCP/IP é um acrônimo para o termo Transmission Control Protocol/Internet Protocol 
Suite, dois dos mais importantes protocolos que conformam a pilha de protocolos usados 
na Internet. O protocolo IP, base da estrutura de comunicação da Internet é um protocolo 
baseado no paradigma de chaveamento de pacotes (packet-switching). 
Os protocolos TCP/IP podem ser utilizados sobre qualquer estrutura de rede, seja ela 
simples como uma ligação ponto-a-ponto ou uma rede de pacotes complexa. Como 
exemplo, pode-se empregar estruturas de rede como Ethernet, Token-Ring, FDDI, PPP, 
ATM, X.25, Frame-Relay, barramentos SCSI, enlaces de satélite, ligações telefônicas 
discadas e várias outras. 
A arquitetura TCP/IP, assim como a OSI, realiza a divisão de funções do sistema de 
comunicação em estruturas de camadas. 
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Pequena história da Internet 
 
A Internet nasceu em 1969, nos Estados Unidos. Inicialmente, interligava os diversos 
laboratórios de pesquisa e chamava-se ARPAnet (ARPA: Advanced Research 
Projects Agency). Era uma rede do Departamento de Defesa norte-americano cujo 
principal objetivo era atender necessidades militares. Assim, a função desta rede era que 
em caso de ocorrência de guerras ou catástrofes que pudessem afetar os meios de 
comunicação dos EUA, continuassem ativas as ligações entre universidades e órgãos 
principais do governo mesmo que parte de rede fosse destruída. Era então necessário a 
utilização de um protocolo de comunicação que assegurasse tais funcionalidades, foi assim 
que começou a ser desenvolvida a arquitetura TCP/IP. 
 
O nome Internet propriamente dito surgiu bem mais tarde, quando a tecnologia da 
ARPAnet passou a ser usada para interligar universidades e laboratórios, primeiro 
nos EUA e depois noutros países. Atualmente a Internet consiste num conjunto de várias 
dezenas de milhar de redes cuja única semelhança que possuem reside no protocolo de 
comunicação que partilham, o TCP/IP que permite que umas máquinas comuniquem com 
outras. 
 
Durante cerca de duas décadas a Internet ficou restrita ao ambiente académico e científico, 
somente a partir de 1987 esta rede passou a ser comercializada nos EUA. Porém, foi em 
1992 que a sua utilização passou a ser generalizada. Começaram a aparecer nos EUA 
várias empresas provedoras de acesso à Internet e centenas de milhar de pessoas passaram 
a colocar e a consultar informações na Internet, tornando-se talvez na maior fonte de 
informação de massas. A normalização do protocolo TCP/IP chegou após a utilização em 
massa da Internet. 
 
 
Algumas datas Importantes no desenvolvimento da Internet: 
 
 1968 Foi desenvolvido pela ARPA (Advanced Research Projects Agency) o 
primeiro backbone. O objetivo desse projeto era interligar várias universidades e a 
área militar. 
 
 1975 A ARPA deu lugar ao DARPA (Defence Advanced Research Projects 
Agency) e começou a desenvolver os protocolos TCP/IP. 
 
 1979 Foi formado comité ICCB (Internet Control and Configuration Board) para 
gerir o desenvolvimento do TCP/IP. 
 
 1983 A DARPA cedeu os direitos do código dos protocolos TCP/IP à Universidade 
da Califórnia para que fosse distribuído na versão UNIX. A DARPA exigiu que 
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todos os PCs ligados ao ARPANET usassem os protocolos TCP/IP. Esses 
protocolos difundiram-se rapidamente, visto não serem produtos comerciais. 
 1985 A Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos (NSF) criou a 
NSFNET, que era uma rede de alta capacidade destinada a atender, tanto nos EUA 
como noutros países, as entidades científicas e de pesquisa. 
 
 1987 A Internet passou a ser comercializada nos EUA 
 
 1989 A ARPANET deu lugar à NSFNET e o ICCB foi substituído pela IAB 
(Internet Advisory Board). A IAB possuía dois grupos principais: o IRTF (Internet 
Research Task Force) e o IETF (Internet Engeneering Task Force). 
 
 1992 Começaram a aparecer diversos ISP (Internet Service Provider) dando-se 
início à massificação da Internet o serviço responsável pela massificação foi o 
www que surgiu neste ano. 
 
 A partir de 1992 Muitas redes foram desenvolvidas sobre o TCP/IP, novas 
aplicações criadas e um conjunto de serviços desenvolvidos de forma a melhorar e 
a diferenciar o tráfego que circula na Internet. 
 
 
 
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Breves informações dos principais protocolos em cada camada: 
 
 Camada de Aplicação: 
A camada de aplicação reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao 
sistema ou ao usuário. Pode-se separar os protocolos de aplicação em protocolos de 
serviços básicos ou protocolos de serviços para o usuário: 
Protocolos de serviços básicos, que fornecem serviços para atender as próprias 
necessidades do sistema de comunicação TCP/IP: DNS, BOOTP, DHCP. 
Protocolos de serviços para o usuário: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP, TFTP, 
NFS, NIS, LPR, LPD, ICQ, RealAudio, Gopher, Archie, Finger, SNMP e outros. 
 
 Camada de Transporte: 
Esta camada reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de dados fim-a-fim, 
ou seja, considerando apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com 
os elementos intermediários. A camada de transporte possui dois protocolos que são o 
UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol). 
O protocolo UDP realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam 
acessar o sistema de comunicação de forma coerente. 
O protocolo TCP realiza, além da multiplexação, uma série de funções para tornar a 
comunicação entre origem e destino mais confiável. São responsabilidades desse 
protocolo: o controle de fluxo, o controle de erro, a sequenciação e a multiplexação de 
mensagens. 
 
 Camada de Rede (ou Inter-Rede): 
Esta camada realiza a comunicação entre máquinas vizinhas através do protocolo IP. Para 
identificar cada máquina e a própria rede onde essas estão situadas, é definido um 
identificador, chamado endereço IP, que é independente de outras formas de 
endereçamento que possam existir nos níveis inferiores. No caso de existir endereçamento 
nos níveis inferiores é realizado um mapeamento para possibilitar a conversão de um 
endereço IP em um endereço deste nível. 
Dentre os vários protocolos existentes nesta camada, tais como o ICMP e o IGMP, o 
protocolo IP é o mais importante, pois implementa a função mais importante desta camada 
que é a própria comunicação inter-redes. Para isto ele realiza a função de roteamento que 
consiste no transporte de mensagens entre redes e na decisão de qual rota uma mensagem 
deve seguir através da estrutura de rede parachegar ao destino. 
O protocolo IP utiliza a própria estrutura de rede dos níveis inferiores para entregar uma 
mensagem destinada a uma máquina que está situada na mesma rede que a máquina 
origem. Por outro lado, para enviar mensagem para máquinas situadas em redes distintas, 
ele utiliza a função de roteamento IP. Isto ocorre através do envio da mensagem para uma 
máquina que executa a função de roteador. Esta, por sua vez, repassa a mensagem para o 
destino ou a repassa para outros roteadores até chegar ao destino. 
 
 Camada de Enlace: 
A camada de enlace é responsável pelo envio de datagramas construídos pela camada de 
Rede. Esta camada realiza também o mapeamento entre um endereço de identificação do 
nível de rede para um endereço físico ou lógico. 
Os protocolos deste nível possuem um esquema de identificação das máquinas interligadas 
por este protocolo. Por exemplo, cada máquina situada em uma rede Ethernet, Token-Ring 
ou FDDI possui um identificador único chamado endereço MAC ou endereço físico que 
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permite distinguir uma máquina de outra, possibilitando o envio de mensagens específicas 
para cada uma delas. Tais redes são chamadas redes locais de computadores. 
 
 Camada Física: 
A Camada Física define as características mecânicas, elétricas, funcionais e os 
procedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicas para a transmissão de bits. 
As características mecânicas dizem respeito ao tamanho e forma de conectores, pinos, 
cabos, etc. que compõem um circuito de transmissão. As características elétricas 
especificam os valores dos sinais elétricos (nível de tensão e corrente) usados. As 
características funcionais definem o significado dado aos sinais transmitidos na camada 
física (por exemplo, transmissão, recepção, terra, etc.). 
Os procedimentos especificam as funções e protocolos necessários para a transmissão de 
bits. O bit é considerado, na transmissão serial, como a unidade de dados básica da 
Camada Física. 
Os protocolos da Camada Física devem ser independentes do meio de transmissão de 
modo que um dado terminal possa ser utilizado em diversos meios, como pares metálicos, 
fibra óptica ou rádio, por exemplo. 
 
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O Modelo TCP/IP 
 
Antes da internet se tornar tão popular os protocolos de comunicação mais importantes 
eram o TCP/IP, NETBEUI, IPX/SPX, Xerox Network System (XNS) e a Apple Talk. De 
salientar que para dois equipamentos de redes poderem comunicar entre si é essencial que 
ambos entendam as mesmas regras, ou seja, ambos têm de usar o mesmo protocolo de 
comunicação. 
Com o acesso crescimento e vulgarização da Internet e com a necessidade de as redes 
internas das empresas se ligarem cada vez com mais frequência à Internet e de serem 
obrigadas a utilizar o protocolo já usado na internet, o protocolo TCP/IP expandiu-se 
também a estas redes empresariais tornando-se atualmente no protocolo padrão de 
comunicação. 
 
O TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) representa um conjunto de 
protocolos que permitem que diversos equipamentos que constituem uma rede possam 
comunicar entre si. É um protocolo estruturado por camadas na qual cada camada utiliza e 
presta serviços às camadas adjacentes. Cada camada apenas trata das informações que 
correspondem à sua função. 
 
O modelo TCP/IP quando comparado com o modelo OSI, tem duas camadas que se 
formam a partir da fusão de algumas camadas do modelo OSI, elas são: as camadas de 
Aplicação (Aplicação, Apresentação e Sessão) e Acesso à Rede (Ligação de dados e 
Física). 
 
Existem 5 camadas distintas que formam o TCP/IP: 
 
 
 
 
 
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 APLICAÇÃO: Esta camada é formada por um vasto conjunto de protocolos os 
quais permitem o correto funcionamento dos diversos Serviços/Aplicações do 
modelo TCP/IP. Esta camada não possui um padrão comum para todas as 
aplicações, ou seja, consoante o serviço em questão irá depender também o 
protocolo que o vai atender. Por exemplo, o serviço e-mail utiliza o protocolo 
SMTP, sempre que este serviço é solicitado ao TCP/IP (envio ou recepção de e-
mail), é este protocolo que se encarrega do atender. De igual modo sempre que é 
solicitado ao TCP/IP o serviço www o protocolo que se encarrega de o atender é o 
HTTP. Ou seja, por trás de cada aplicação existe um protocolo específico seja ele 
o FTP,TELNET, HTTP, SMTP, POP3, DNS, etc. 
 
 TRANSPORTE: Pela figura, pode-se verificar que a Camada TCP do Modelo 
TCP/IP corresponde à Camada de Transporte do Modelo OSI. Desta forma, o TCP 
é responsável pelas funções de transporte nas quais se incluem os mecanismos 
necessários que garantem a entrega sequencial de dados, sem erros e sem falhas. O 
acesso das diversas Aplicações a esta camada é feito através de portas as 
quais têm associados números inteiros distintos para cada tipo de Aplicação. 
Podem ser utilizados dois protocolos distintos para o transporte, o TCP e o UDP. O 
TCP é orientado à conexão enquanto que o UDP não. O UDP funciona como 
segunda opção da camada de transporte uma vez que não oferece garantias de 
entrega de pacotes, nem da sua correta sequência de envio. Normalmente o UDP só 
é utilizado em aplicações que geram elevados volumes de tráfego na Internet. 
 
 CAMADA IP ou INTERNET: As Funções da “Camada de Rede” do Modelo OSI, 
são aqui realizadas pela Camada IP e pela consequente utilização do 
Protocolo IP. A Camada IP é uma camada normalizada em que o único protocolo 
utilizado é o protocolo IP. Esta camada é responsável 
pelo endereçamento, roteamento e controlo de envio e recepção dos dados. A 
comunicação é realizada por datagramas. O protocolo IP é não orientado à conexão, 
não garantindo que os pacotes IP cheguem ao seu destino nem se chegam pela 
ordem com que foram enviados. O IP é o protocolo responsável por definir o 
caminho que um pacote de dados deverá percorrer desde o host de origem até ao 
host destino, passando por uma ou várias redes onde poderá encontrar protocolos 
de conexão como o IP, o ICMP, o ARP e o RARP. 
 
 ACESSO À REDE (Enlace): Esta camada tem como principal função a adaptação 
do Modelo TCP/IP aos diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token 
Ring, Frame Relay, PPP e SLIP). É a camada de abstração de hardware e devido à 
enorme variedade de tecnologias de rede possíveis, é uma camada não normalizada 
pelo modelo TCP/IP. É possível a interligação e interoperação com redes 
heterogéneas. Nesta camada são utilizados gateways ou routers. 
 
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 FÍSICO: Esta camada descreve as características físicas da comunicação tais como 
a natureza do meio usado para a comunicação (cobre, fibra-óptica ou links de rádio) 
e todos os detalhes relacionados com os sinais (modulações, comprimentos de 
onda, níveis de sinal, sincronizações, distâncias máximas, etc) 
 
Uma das maiores limitações da arquitectura TCP/IP é quanto a sua capacidade de 
endereçamento, que já está se tornando limitada, devido ao crescimento exponencial da 
Internet. 
 
 
 
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O Protocolo TCP 
 
O TCP é um protocolo da camada de transporte confiável em que existe a garantia que os 
dados são integralmente transmitidos para os hosts de destino correctos na sequência pelo 
qual foram enviados. O TCP segmenta a informação proveniente da Camada Aplicação em 
pequenos blocos de informação (datagramas) inserindo-lhes um cabeçalho de forma a 
que seja possível no hoste de destino fazer a reassemblagem dos dados. Este cabeçalho 
contém um conjunto de bits (checksum) que permite tanto a validação dos dados como do 
próprio cabeçalho. A utilização do checksum permite muitas vezes no hoste de destino 
recuperar informação em caso de erros simples na transmissão (nos casos da rede 
corromper o pacote). Caso a informação seja impossível de recuperar ou o pacote TCP/IP 
se tenha perdido durante a transmissão, é tarefa do TCP voltar a transmitir o pacote. Para 
que o hoste de origemtenha a garantia que o pacote chegou isento de erros é necessário 
que o hoste de destino o informe através do envio de uma mensagem de 
"acknowledgement". 
O TCP corresponde a um conjunto de rotinas instaladas nos hosts de origem e destino as 
quais são utilizadas pelas várias aplicações (e-mail, http, FTP, telnet, etc) quando 
necessitam de executar o transporte de dados entre hosts. 
 
Para que seja possível identificar a que serviço um determinado datagrama pertence, o TCP 
utiliza o conceito de portas. A cada porta está associado um serviço. Após determinada a 
porta, toda a comunicação com a aplicação é realizada e endereçada através dela. 
 
Características do protocolo TCP: 
 
 Transferência de dados: transmissão ponto-a-ponto de blocos de dados no modo 
full-duplex. 
 
 Transferência de dados com diferentes prioridades: transmite em primeiro lugar os 
datagramas que contenham sinalização de prioridade superior. 
 
 Estabelecimento e libertação de conexões 
 
 Sequenciação: Ordenação dos pacotes recebidos. 
 
 Segmentação e reassemblagem: O TCP divide os dados a serem transmitidos em 
pequenos blocos de dados, identificando-os de forma a que no host de destino seja possível 
reagrupá-los. 
 
 Controle de fluxo: o TCP é capaz de adaptar a transmissão dos datagramas às 
condições de transmissões ( velocidade , tráfego ... ) entre os diversos sistemas envolvidos. 
 
 Controle de erros: A utilização de checksum permite verificar se os dados 
transmitidos estão livres de erros. É possível, para além da detecção a sua correção. 
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 Multiplexagem de IP: Uma vez que é utilizado o conceito de portas, é possível 
enviar dados de diferentes tipos de serviços (portas diferentes) para o mesmo hoste de 
destino. 
 
 
 
Funcionamento de uma Ligação TCP: 
 
 
 
 
Uma comunicação utilizando o TCP é realizada em três fases: 
 
1. Estabelecimento da ligação. 
2. Troca de dados. 
3. Libertação da ligação. 
 
 
 
 
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O Estabelecimento da ligação é realizado pelo envio de 3 mensagens de acordo com é 
descrito: 
 
 
 
Um pacote TCP tem a seguinte estrutura: 
 
 
Significado dos campos: 
 
 TCP SOURCE PORT: Porta origem da mensagem 
 
 TCP DESTINATION PORT: Porta destino da mensagem 
 
 SEQUENCE NUMBER: número de sequência dos dados sendo transmitidos face ao 
conjunto total de dados já transmitidos. Este número indica a posição do primeiro byte de dados 
sendo transmitido em relação ao total de bytes já transmitidos nesta conexão. O primeiro 
número de sequência utilizado não é zero ou um, mas começa de um valor aleatório. O 
sequence number num sentido da ligação (máquina A para B) é diferente do sequence number 
do sentido inverso, já que os dados transmitidos por um e outro lado são completamente 
distintos. 
 
 ACKNOWLEDGE NUMBER: número que significa o reconhecimento dos dados 
recebidos até então no sentido inverso. O ACK contém o número do próximo byte do fluxo de 
dados recebido, que a origem deste pacote espera receber da outra máquina. Este valor leva em 
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consideração o SEQUENCE NUMBER inicial. O valor de ACK informa sempre o próximo 
byte ainda não recebido do conjunto contíguo de bytes recebidos do transmissor. 
 
 CODE BITS: São formados por seis bits, URG, ACK, PSH, RST, SYN e FIN, cuja sua 
utilização é a seguinte: 
 
1. URG "bit de Urgência" : significa que o segmento sendo carregado contém dados urgentes 
que devem ser lidos com prioridade pela aplicação. A aplicação origem é responsável por 
ativado este bit e fornecer o valor do URGENT POINTER que indica o fim dos dados urgentes. 
 
2. ACK "bit de Reconhecimento": indica que o valor do campo de reconhecimento está 
carregando um reconhecimento válido. 
 
3. PSH "bit de PUSH": Este mecanismo pode ser ativado pela aplicação, informa ao TCP a 
origem e destino que a aplicação solicita a transmissão rápida dos dados enviados, mesmo que 
ela contenha um número baixo de bytes, não preenchendo o tamanho mínimo do buffer de 
transmissão. 
 
4. RST "bit de RESET": Informa o destino que a ligação foi abortada neste sentido pela 
origem 
 
5. SYN "bit de Sincronismo": É o bit que informa que este é um dos dois primeiros 
segmentos de estabelecimento da conexão. 
 
6. FIN "bit de Terminação": Indica que este pacote é um dos pacotes de finalização da 
ligação. 
 
 WINDOW: Este campo informa o tamanho disponível em bytes na janela de recepção 
da origem deste pacote. Por meio deste valor, o TCP pode realizar um controle adequando de 
fluxo para evitar a sobrecarga do receptor. Quando este valor é igual a zero, o transmissor não 
envia dados, esperando receber um pacote com WINDOW maior que zero. O transmissor 
sempre vai tentar transmitir a quantidade de dados disponíveis na janela de recepção sem 
aguardar um ACK. Enquanto não for recebido um reconhecimento dos dados transmitidos e o 
correspondente valor de WINDOW > 0, o transmissor não enviará dados. 
 
 OPTIONS: O campo de opções só possui uma única opção válida que é a negociação do 
MSS (Maximum Segment Size) que o TCP pode transmitir. O MSS é calculado através do 
MTU ou através do protocolo ICMP Path MTU Discovery. 
 
 
 
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O Protocolo IP 
 
Este protocolo define os mecanismos de expedição dos datagramas. É um protocolo não 
orientado à conexão em que cada pacote IP é tratado como uma unidade independente de 
informação, não possuindo qualquer relação com qualquer outro. Neste datagrama são 
colocadas informações relevantes para o envio do pacote até o destino. 
O Protocolo IP é responsável pela comunicação entre hosts em redes TCP/IP. Ele é 
responsável pela comunicação entre cada elemento da rede para permitir o transporte de 
uma mensagem de um host de origem até a um host de destino, podendo o datagrama 
passar por várias sub-redes (a origem e o destino são hosts identificados por 
endereços IP). O protocolo IP é não-confiável, sendo esta uma responsabilidade dos 
protocolos das camadas superiores, nomeadamente do TCP. Assim, não é utilizado 
nenhum mecanismo de controlo de fluxo ou de controlo de erros de dados, verificando-se 
apenas, através de um checksum a integridade do cabeçalho de forma a garantir que os 
gateways encaminhem corretamente os datagramas. 
 
 As funções mais importantes realizadas pelo protocolo IP são a atribuição de um esquema de 
endereçamento independente do endereçamento da rede utilizada e independente da própria 
topologia da rede, além da capacidade de rotear e tomar decisões de roteamento para o 
transporte das mensagens entre os elementos que interligam as redes. 
 
Características do protocolo IP: 
 
 Serviço de datagrama não confiável; 
 
 Endereçamento hierárquico; 
 
 Facilidade de fragmentação e de reassemblagem de pacotes; 
 
 Campo especial indicando qual o protocolo de transporte a ser utilizado no nível 
superior; 
 
 Identificação da importância do datagrama e do nível de confiabilidade exigido de 
forma a oferecer prioridade na transmissão; 
 
 Descarte e controle de tempo de vida dos pacotes a circular na rede. 
 
 
 
 
 
 
 
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O pacote IP possui o formato descrito abaixo: 
 
 
 
Significado dos campos : 
 
 VERSION : Informa qual a versão do protocolo IP que está a ser utilizado. Pode ser o 
IPv4 ou Ipv6. 
 
 HEADER LENGTH : Informa qual o comprimento do cabeçalho IP, grupos de 4 bytes. 
 
 TYPE OF SERVICE : Informa como o pacote deve ser tratado, de acordo com sua 
prioridade e o tipo de serviço desejado. Para o tráfego de Internet, este campo não é 
carregado. 
 
 IDENTIFICATION : Identifica o pacote IP unicamente entre os outros transmitidos 
pela máquina. Este campo é usado para identificar o pacote IP no casode haver 
fragmentação em múltiplos datagramas 
 
 FLAGS (3 bits) : um dos bits (MF - More Fragments) identifica se este datagrama é o 
último fragmento de um pacote IP ou se existem mais. Outro bit (DNF - Do Not 
Fragment) informa os routers do caminho se a aplicação exige que os pacotes sejam ou 
não fragmentados. 
 
 FRAGMENT OFFSET : Informa o posicionamento do fragmento em relação ao pacote 
IP do qual faz parte. 
 
 TIME-TO-LIVE : Este valor é decrementado a cada 1 segundo que o pacote passa na 
rede e a cada router pelo qual ele passa. Serve para limitar a duração do pacote IP a 
circular na rede. Este valor serve para evitar que um pacote caia num ciclo e se encontre 
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a circular eternamente entre routers. Quando atingir o valor nulo, o pacote IP é 
descartado. 
 
 PROTOCOL : Informa qual o protocolo de mais alto-nível que está a ser carregado no 
campo de dados. O IP pode carregar mensagens UDP, TCP, ICMP, etc. 
 
 HEADER CHECKSUM : Valor que ajuda a garantir a integridade do cabeçalho do 
pacote IP 
 
 SOURCE ADDRESS : Endereço IP do host de origem do pacote IP 
 
 DESTINATION ADDRESS : Endereço IP do host de destino do pacote IP 
 
 OPTIONS : Opções com informações adicionais para o protocolo IP. Consiste num 
byte com a identificação da opção e numa quantidade de bytes variável com as 
informações específicas. Um pacote IP pode transportar várias opções simultaneamente. 
 
 
 
 
As Opções IPs 
 
 
As opções IP são utilizadas como uma forma de verificação e monitoração duma rede IP. As 
opções que especificam a rota até o destino não são utilizadas normalmente, pois o IP é baseado 
na técnica de Next-Hop Routing. Ainda assim, estes mecanismos são pouco utilizados como 
ferramenta de testes e verificação, sendo raros os programas que os implementam. 
 
O formato das opções IP é descrita no quadro abaixo: 
 
 
 
 
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Os endereços IPs 
 
 
Um endereço IP serve para identificar univocamente cada um dos elementos que compõe 
uma rede ligada à Internet. Um endereço IP é um conjunto de 32 bits, normalmente 
escritos em decimal e distribuídos por 4 octetos. 
A definição de um endereço IP segue uma série de especificações definidas pela NIC 
"Network Information Center", que atribui e controla os endereços IP pelo mundo de 
forma a garantir segurança e unicidade dos endereços. 
Associado ao endereço IP de cada host está também associada à máscara de Rede. 
Ambos são utilizados para a comunicação entre hosts e permitem identificar o host e a 
rede. 
Devido a existirem redes de vários tamanhos, é utilizado o conceito de Classe de 
Endereçamento. 
Assim é possível distinguir as seguintes classes: 
 
 Classe A: suporta 128 redes com a possibilidade de endereçar 16 milhões de hosts; 
 
 Classe B: suporta 16384 redes com a possibilidade de endereçar 64 mil hosts; 
 
 Classe C: suporta 2 milhões de redes com a possibilidade de endereçar 256 hosts; 
 
 Classe D: permite que um datagrama seja distribuído por um conjunto de hosts; 
 
 Classe E: São endereços que começam por 1111 e está reservado para uso futuro. 
 
Normalmente a Internet utiliza a classe C para endereçamento das suas redes e hosts, assim 
quando um novo ISP "Internet Service Provider" se liga à internet, recebe no mínimo um 
conjunto de 256 endereços para serem utilizados pelos seus hosts permitindo um acesso 
simultâneo à Internet de 256 utilizadores. Normalmente um ISP tem muitos mais clientes 
que o número de endereços que tem disponíveis, a forma de contornar esta situação é em 
vez de ter endereços IP fixos atribuídos a cada host ter um processo de alocação dinâmica 
de Ips. 
 
Como o crescimento da Internet foi exponencial, os endereços IP disponíveis diminuíram 
drasticamente e uma forma de resolver o inevitável esgotar de endereços IP consistiu em 
criar o conceito de sub-redes. 
 
 
 
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Inter-Operações entre as camadas TCP e IP 
 
O TCP recebe mensagens da camada Aplicação, divide-as em datagramas de tamanho fixo e 
inserindo-lhes um cabeçalho e enviando-os de seguida para a camada IP. Estes dados não são 
tratados pela camada IP sendo que a principal função do IP consiste em encontrar um caminho que 
faça com que o datagrama chegue ao extremo da ligação. Para que os sistemas intermédios da rede 
retransmitam o datagrama, é adicionado um cabeçalho no pacote IP, que consiste principalmente num 
endereço IP de origem e de destino do datagrama e um número que corresponde ao protocolo usado 
na camada de Transporte. Os pacotes IP à medida que passam por sub-redes são fragmentados em 
unidades menores. 
Quando os pacotes IP chegam ao destino, são eventualmente reassemblados (quando ao passarem por 
sub-redes necessitaram de ser fragmentados) e enviados à camada TCP que é responsável pela 
verificação da integridade dos dados. Caso o checksum do pacote não coincida com o valor esperado 
e não seja possível recuperar o pacote, este é descartado e é enviada uma mensagem ao host de 
origem a pedir o reenvio desse pacote. 
De referir que o TCP e o IP têm checksums separados por razões de eficiência e segurança. 
 
 
 
O IPv4 e o IPv6 
 
 
Embora os protocolos TCP/IP sejam os pilares fundamentais da Internet, oferecendo um conjunto de 
serviços bastante vasto, eles não foram desenvolvidos para serem protocolos seguros. Uma vez que 
as mensagens transportadas pelo TCP/IP são trocadas em cleartext, as aplicações são por isso 
vulnerável a ataques passivos (utilização de sniffers) e a ataques ativos (roubo de sessões). 
Teoricamente, um computador de uma rede interna de uma empresa que se liga à Internet pode ser 
acedido por qualquer utilizador da Internet, representando um elevado risco na segurança de 
informações e de aplicações/serviços da própria empresa. 
Além do problema de segurança da versão atual do TCP/IP existe outro problema que tem a ver com 
a capacidade de endereçamento. A versão atual utiliza um campo de 4 bytes (32 bits) sendo de 
esperar que dentro de alguns anos estejam esgotados todos os endereços ainda disponíveis. Um 
endereço IPv6 tem um comprimento de 128 bits, tornando o espaço de endereço tão longo que cada 
pessoa do planeta poderia ter uma interligação em redes tão grande quanto a atual Internet. 
 
 
 
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Para resolver as limitações do IPv4, a partir de 1990, a IETF "Internet Engineering Task Force", 
começou a trabalhar numa nova versão do TCP/IP, o IPv6 (ou IPSec). 
Os objectivos principais do IETF são: 
 
 Maior Capacidade de Endereçamento - Os endereços são formados por 128 bits de 
comprimento implicando um aumento extremamente elevado no número de hosts. É 
possível assim suportar mais níveis de endereçamento hierárquico, um número muito maior 
de nós e autoconfiguração mais simples de endereços. 
 
 Arquitetura de endereçamento melhor estruturada. 
 
 Formato de cabeçalho simplificado - Alguns campos do cabeçalho do Ipv4 foram retirados 
ou foram marcados como opcional, de forma a permitir um mais rápido processamento de 
pacotes nos routers e uma diminuição da Largura de banda do cabeçalho do IPv6. 
 
 Implementação de apoio para extensões e opções - Mudanças do modo que são codificadas 
as opções do cabeçalho IP permitem um encaminhamento mais eficiente, menos restrições 
no tamanho das opções, e maior flexibilidade por introduzir opções novas no futuro. 
 
 Possibilidade de associar tráfegos a Fluxos - Uma capacidade nova é adicionada para habilitar o 
etiquetamento de pacotes pertencendo a fluxos particulares para o qual, o remetente fez pedido de 
manipulação especial, como qualidade de diferente do default de serviço ou serviço "real-time". 
Passa a ser possível o suporte a aplicações multimídia em tempo real. 
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 Suporte para Jumbo datagrams’ - Possibilidade de envio de pacotes de diferentes 
tamanhos, o IPv4 suporta apenaspacotes de 64Kb. 
 Mobilidade- Permitir que um host mude de lugar sem precisar mudar o endereço. 
 Configuração Plug-and-Play. 
 Suporte para multicasting e anycasting 
 Mecanismos de segurança, incluindo Criptografia e autenticação 
 Autenticação e Privacidade e Criptografia- Mecanismos para apoiar a autenticação, 
integridade e confidência de dados, bem como o envio de mensagens encriptadas. 
 Redução das tabelas de roteamento 
 Permitir a coexistência entre o novo e o antigo protocolo durante anos. 
 
 
O IPv6 divide os endereços em tipos, do mesmo modo que o IPv4 os divide em classes, assim cada 
datagrama pode ser do tipo: 
 
 Unicast – O endereço de destino especifica um único computador. O Datagrama deverá ser 
roteado para o destino ao longo do caminho mais curto possível. 
 
 Cluster – O destino é um conjunto de computadores que juntos dividem um único prefixo de 
endereço. O datagrama deverá ser roteado para o grupo ao longo de um caminho o mais 
curto possível e, então, entregue a exatamente um membro do grupo. 
 
 Multicast – O destino é um subconjunto de computadores, possivelmente em diversos locais. 
Uma cópia do datagrama será entregue a cada membro do grupo usando hardware multicast 
ou broadcast, conforme o caso. 
 
O IPv6 não usa os termos broadcast ou difusão direta para se referir à entrega a todos os 
computadores de uma rede física ou sub-rede lógica IP. Em vez disso, usa o termo multicast e trata 
difusão como uma forma especial de multicast. 
 
 
O IPv6 trata especificações de comprimento de datagrama de um modo novo. Primeiro, visto que o 
tamanho do cabeçalho básico é fixado em 40 octetos, o cabeçalho básico não inclui um campo de 
comprimento de cabeçalho. Segundo, o IPv6 substitui o campo de comprimento de datagrama do 
IPv4 por um campo comprimento de carga (payload) de 16 bits que especifica o número de octetos 
transportados em um datagrama, excluindo o próprio cabeçalho. Assim, um datagrama do IPv6 pode 
conter 64K de octetos de dados. 
 
Um novo mecanismo no IPv6 aceita a reserva de recursos e permite que um router associe cada 
datagrama a uma dada alocação de recursos. A abstração considerada, um fluxo, consiste em um 
caminho de uma interligação em redes, ao longo do qual os routers intermédios garantem uma 
qualidade específica de serviços. 
 
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O campo rótulo de fluxos do cabeçalho básico contém informações que routers usam para associar 
um datagrama a um fluxo e prioridade específicos. O campo está dividido em 2 subcampos: classe 
T de 4 bits e identificador de fluxo de 24 bits. 
O campo Classe T especifica a classe de tráfego para o datagrama. São usados valores de 0 a 7 para 
especificar a sensibilidade ao tempo de tráfego controlado por fluxo. O campo restante contém um 
identificador de fluxo. A origem escolhe um identificador de fluxo ao estabelecer um fluxo. Não há 
conflito potencial entre computadores porque um router usa a combinação de endereço de origem de 
datagrama e o identificador de fluxo, ao associar um datagrama a um fluxo específico. 
 
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Protocolos RTP 
 
RTP – Real-Time Transport Protocol 
O objetivo do RTP (em português, Protocolo de Transferência em Tempo Real) é fornecer um meio 
uniforme para transmitir em IP dados sujeitos a restrições de tempo real (áudio, vídeos, etc.). A 
principal função do RTP é a de aplicar números de sequência de pacotes IP para reconstituir as 
informações de voz ou vídeo, mesmo que a rede subjacente altere a ordem dos pacotes. O RTP 
permite identificar o tipo de informação transportada, acrescentar indicadores temporais e números 
de sequência à informação transportada e controlar a chegada ao destino dos pacotes. Além disso, o 
RTP pode ser veiculado por pacotes Multicast (vários pontos) para encaminhar conversas para 
destinatários múltiplos. 
 
RTCP – Real-Time Transport Control Protocol 
O protocolo RTCP (em português, Protocolo de Controle de Transferência em Tempo Real) baseia-
se em transmissões periódicas de pacotes de controle por todos os participantes da sessão. É um 
protocolo de controle dos fluxos RTP que permite veicular informações básicas sobre os participantes 
de uma sessão e sobre a qualidade de serviço. 
 
Como funcionam os Protocolos RTP e RTCP 
O RTP permite a gestão dos fluxos multimídia (voz e vídeo) em IP. O RTP funciona em UDP. O 
cabeçalho RTP comporta informações de sincronização e numeração. A codificação dos dados 
dependerá do tipo de compressão utilizado. O RFCxxxx especifica o RTP e a adaptação de um 
método de compressão ao RTP será descrita em um RFC específico. 
 
Um canal RTP é empregado por tipo de fluxo: um para o áudio e outro para o vídeo. O campo xxx é 
empregado para a sincronização. O RTP oferece um serviço do começo ao fim. Ele acrescenta um 
cabeçalho que fornece as informações de timing necessárias para a sincronização de fluxos de tempo 
real do tipo som e vídeo. O RTP (Real-time Transport Protocol) e o RTCP (Real-time Transport 
Control Protocol) permitem, respectivamente, transportar e controlar ondas de dados que têm 
propriedades de tempo real. 
 
O RTP e o RTCP são protocolos que se situam no aplicativo e utilizam os protocolos subjacentes de 
transporte TCP ou UDP. Porém, a utilização do RTP/RTCP é feita, geralmente, com base no UDP. O 
RTP e o RTCP podem utilizar o modo Unicast (ponto a ponto) bem como o modo Multicast 
(multiponto). Cada um deles utiliza uma porta separada: o RTP utiliza a porta par e o RTCP a porta 
ímpar, imediatamente superior. 
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Desenvolvendo aplicações com RTP 
• Socket entre RTP e UDP – nível aplicação – código 
implementado à mão 
• RTP no nível de transporte – bibliotecas C e Java 
 
O RTP/RTCP está acima do transporte UDP/TCP. O RTP é um protocolo de sessão, mas está 
inserido no aplicativo. 
 
Formato do Cabeçalho RTP 
 
Legenda do cabeçalho: 
V (Versão) - 2 bits 
Identifica a versão de RTP utilizada. Este item descreve a versão "dois" do protocolo. A 
versão 0 foi inicialmente desenvolvida para o VAT (ferramenta de transmissão de áudio). 
P (Acolchoamento ou Padding) - 1 bit 
Este bit é "um" quando existem um ou mais octetos adicionais ao final do pacote que não 
fazem parte dos dados. Estes deverão ser ignorados pois estão ali apenas devido a certos 
algoritmos de encriptação necessitarem um tamanho fixo dos blocos. O último octeto de 
acolchoamento possuirá a informação de quantos octetos foram inseridos. 
X (Extensão) - 1 bit 
Se este bit for "um", o cabeçalho fixo será seguido de apenas uma extensão de cabeçalho. 
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Conta de CSRC - 4 bits 
Quantidade de identificadores CSRC presentes no cabeçalho. Este serão explicado mais à 
frente. O número de CSRC's está limitado entre 0 e 15. 
M (Marcador) - 1 bit 
Este bit pode ser usado pela aplicação para marcar determinados pacotes. 
Tipo de dados - 7 bits 
Este campo define que tipo de dados há no pacote e como devem ser interpretados pela 
aplicação. 
Número Sequencial - 16 bits 
Este campo serve para ordenar os pacotes de uma comunicação, sendo que o primeiro pacote 
recebe um número sequencial aleatório e os seguintes recebem o número sequencial do pacote 
imediatamente anterior incrementado de um. 
Carimbo de Tempo - 32 bits 
Ilustra o momento em que o primeiro octeto dos dados foi gerado. 
Identificador SSRC (Fonte de Sincronização ou Synchronization Source) - 32 bits 
Identifica as fontes de sincronização. Cada participante de uma sessão RTP escolhe de forma 
aleatória um identificador SSRC que irá identificá-lo dentro desta sessão frente aos outros 
participantes. A probabilidade de duas fontes escolherem o mesmo SSRC é quase nula, mas 
mesmo assim, todas as aplicações RTP devem estar preparadas para detectar e solucionar 
colisões. 
Identificador CSRC (Fonte Contribuinte ou Contributing Source) - 32 bits 
Identifica as fontes que contribuíram para a formação dosdados contidos no pacote. Este 
identificador se aplica a pacotes gerados por Misturadores. 
 
Conclusão 
Quando se planeja uma transmissão de dados multimídia surgem diversas preocupações e 
considerações que se deve ter em mente a respeito das diferentes maneiras de se manter a qualidade 
dos dados. As soluções a serem utilizadas têm uma relação muito forte com a aplicação da 
transmissão. Quanto maior for a garantia de qualidade utilizada maior será o custo. Por este motivo, 
muitos usuários (dependendo da aplicação) aceitam menor qualidade em suas transmissões. Portanto 
a qualidade tem uma relação estreita com o quanto o usuário está disposto a pagar pelo serviço. 
Sendo assim, antes de se estabelecer qualquer nível de qualidade de vídeo e áudio ou mesmo de QoS, 
é necessário avaliar a relação custo/benefício para a aplicação dependendo da necessidade. 
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Referencias 
 
https://www.gta.ufrj.br/grad/01_2/vidconf/concl.html 
 
Redes de computadores e a internet - uma abordagem top-down 
por Jim Kurose e Keith Ross. 
 
http://www.lcmi.ufsc.br/redes/redes99/helio/protocolos_multimidia/ 
 
http://www.cs.wpi.edu/~claypool/mqp/srp/report.pdf 
https://www.gta.ufrj.br/grad/01_2/vidconf/concl.html
https://www.amazon.com.br/Redes-computadores-internet-abordagem-top-down/dp/8581436773/ref=sr_1_2/140-5252361-1872442?s=books&ie=UTF8&qid=1544235935&sr=1-2&keywords=redes+de+computadores+kurose
https://www.amazon.com.br/Redes-computadores-internet-abordagem-top-down/dp/8581436773/ref=sr_1_2/140-5252361-1872442?s=books&ie=UTF8&qid=1544235935&sr=1-2&keywords=redes+de+computadores+kurose
http://www.lcmi.ufsc.br/redes/redes99/helio/protocolos_multimidia/