Protocolos de Redes WAN: TCP/IP e MPLS

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REDES DE BANDA LARGA
ARQUITETURA TCP/IP E MPLS
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Olá!
Objetivo desta Aula
Ao final dessa aula, você será capaz de:
1- Definir sobre protocolos de redes WAN: TCP/IP e MPLS;
2- Descrever o funcionamento e estrutura destes protocolos;
3- Verificar tópicos importantes para a concepção de redes TCP/IP e MPLS.
1 TCP/IP
Quando falamos em TCP/IP, estamos fazendo referência na realidade a dois protocolos: TCP significa
transmission control protocol (protocolo de controle de transmissão); e o IP, internet protocol (protocolo de
internet).
O TCP/IP é o principal protocolo de envio e recebimento de dados, uma espécie de comunicador que fornece o
endereço e o nome e permite a localização do outro computador devido ao recebimento das mesmas
informações, sendo usado para estabelecer esta relação tanto na internet quanto em uma intranet.
Em termos mais técnicos, este conjunto de protocolos também pode ser visto como um modelo de camadas
(assim como o OSI), no qual cada uma delas é responsável pela execução de tarefas, e entregando um conjunto
de atividades definidas para o protocolo da camada logo acima.
Um detalhe importante para você que já estudou o modelo OSl: o TCP faz parte da camada de mais alto nível do
IP.
1.1 Família TCP/IP
O TCP, sem dúvidas, ocupa posição de destaque na família TCP/IP. É um padrão definido pela IETF através da
RFC 793, transmission control protocol (TCP), e tem como prioridade fornecer um serviço de entrega de pacotes
confiável e orientado por conexão.
Esta premissa implica em que todos os aplicativos baseados em TCP, como protocolo de transporte, antes de
iniciar a troca de dados, precisam estabelecer uma conexão, conforme o esquema a seguir:
Como em um processo qualquer de conexão, são fornecidas principalmente informações de logon (nome de
usuário e senha, por exemplo), que identificam o usuário que está tentando estabelecer a conexão, através de um
procedimento de autenticação.
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Após a identificação e autenticação, será estabelecida a sessão que se deseja.
1.2 Algumas características do TCP
Conheça, a seguir, algumas características do TCP:
Entrega
Garante a entrega de datagramas IP: O protocolo realiza fiscalização e auditoria quando da recepção dos pacotes
e que, a partir de “diálogo” com o remetente, garante o sucesso da entrega, principalmente no aspecto da
integridade; ou seja, que não existam alterações. Para tal fim, existe implementação de uma série de mecanismos
que venham a satisfazer a característica.
Blocos de dados
Executa a segmentação e reagrupamento de grandes blocos de dados enviados pelos programas e garante o
sequenciamento adequado e entrega ordenada de dados segmentados: Estratégia do TCP de fazer uma divisão
de grandes arquivos em pacotes menores, e, posteriormente, transmitir cada pacote separadamente. Mediante a
circunstância de que os pacotes podem ser enviados por caminhos diferentes, o que culmina em uma chegada
em desordem, o TCP tem mecanismos que proporciona uma garantia, no destino, da ordenação correta dos
pacotes.
Integridade
Verifica a integridade dos dados transmitidos usando cálculos de soma de verificação: A partir de inferência nos
dados, o TCP garante a conformidade que aquilo que foi recebido está adequado ao que foi mandado, sem sofrer
alterações durante o trânsito pela rede.
Recebimento de mensagens
Serviço de confirmação ou negação do recebimento das mensagens:
Apoiando a capacidade citado no primeiro item, faz parte da auditoria do TCP dos pacotes recebidos, informando
a quem enviou se o pacote chegou corretamente. Isso quer dizer que a cada pacote que chegou, o TCP recebe os
pacotes, apura e, em caso afirmativo, remete uma mensagem para a origem, confirmando cada pacote que foi
recebido corretamente; caso essa não seja a realidade, o TCP solicita uma nova transmissão daquele pacote.
Funcionamento do TCP
No tocante ao seu funcionamento, o TCP baseia-se na comunicação ponto a ponto entre dois hosts de rede. Ele
recebe os dados (informação a ser enviada) de programas e processa esses dados como um fluxo de bytes.
A partir daí, esses bytes são incorporados em segmentos (popularmente conhecidos como “pacotes”), que são
numerados em sequência para entrega. Uma vez definidos os pacotes, o TCP primeiramente busca estabelecer
uma sessão entre emissor e receptor para posteriormente trocar dados.
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Uma seção TCP, que se caracteriza por dois dispositivos que estão/estarão em “conversação”, tem como pré-
requisito uma implementação comumente definida como um “aperto de mão triplo”. Tecnicamente, dizemos que
é o processo tree-way handshake.
Este processo tem a missão de informar e compartilhar dados de controle que são de interesse do outro host e
também da própria estrutura do TCP, a qual possibilita estabelecer uma conexão virtual.
O sucesso do tree-way handshake inicial sinaliza os pacotes que podem ser enviados e confirmados de forma
sequencial entre os hosts remetente e destinatário, ou seja, o TCP pode atuar de maneira efetiva e confiável.
Por fim, é importante salientar que existe um processo de handshake semelhante ao supracitado também para o
encerramento da seção. Portanto, antes de fechar a conexão, o TCP apura se os dois hosts acabaram de enviar e
receber todos os dados.
Portas
Para esses circuitos virtuais que servem para a comunicação, os programas TCP usam números de porta
reservados, conhecidos ou divulgados. A figura abaixo exemplifica a relação de portas a funções de servidores:
Os programas TCP usam números de porta reservados ou conhecidos, conforme apresentado na seguinte
ilustração:
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Fonte: http://www.juliobattisti.com.br/artigos/windows/tcpip_p11.asp.
Antes de encerrar essa etapa da aula, cabe aqui, sem entrar em detalhes técnicos do TCP/IP, uma explanação
sobre o conceito de porta, que foi citado agora há pouco.
Todas as informações que nós recebemos estão chegando através de pacotes, que chegam até a placa de modem
ou o modem ADSL.
Portanto, isso não seria uma única porta? Não! Para um dispositivo poder permitir a comunicação na rede, ele
precisa permitir a saída e entrada de dados. Portanto, entenda por “porta” um mecanismo que possui também
essa atribuição.
Se estivéssemos apenas uma porta, não teríamos condições de realizar atividades paralelas, como por exemplo:
jogar online, acessar a internet, carregar um arquivo, etc. por isso, para termos vários programas em
funcionamento ao mesmo tempo, no mesmo computador, trocando informações com um ou mais serviços,
precisamos de várias portas.
Para diversos serviços temos portas diferentes. A 9IANA, ou autoridade deinternet assigned numbers authority
números atribuídos da internet) é a entidade que controla os números de porta de servidor, dentre outras, o do
TCP.
Segue uma tabela que aponta algumas portas muito conhecidas no TCP.
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2 MPLS
O protocolo MPLS ( (o termo multiprotocol significa que esta tecnologia pode sermulti protocol label switching)
usada sob qualquer protocolo de rede) é definido pelo IETF através da RFC-3031, e consiste em uma tecnologia
de chaveamento de pacotes que tem por objetivo proporcionar maior eficiência no encaminhamento e
comutação de tráfego através de uma rede.
Dentre outros serviços deste protocolo, destacamos a disponibilidade de implementar QoS na rede.
Principalmente em relação a aplicações que exigem tempo real – já citamos a necessidade de tempo de resposta
rápida –, a rede * oferece a implementação de QoS que não pode ser implementada em rede IP.MPLS
MPLS - (“Redes baseadas em IP geralmente deixam a desejar no quesito qualidade de serviço, que é uma
característica disponível nas redes baseadas em circuitos como ATM, com as quais as empresas estão mais
acostumadas. O MPLS traz a sofisticação do protocolo orientado à conexão para o mundo IP sem conexão. E esse
o segredo que torna as redes IP tão convenientes para as aplicações empresariais. Com base em avanços simples
no roteamento IP básico, oMPLS proporciona melhor performance e capacidade de criação de serviços para a
rede.”
Fonte: http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_mpls_em_redes.php)
Atenção:
Só para relembrar: a implementação do QoS nos permite administrar o fluxo de dados distintamente,
priorizando aquele com maior criticidade, bem como dando prioridades às aplicações mais sensíveis.
2.1 Funcionamento técnico do MPLS 
No âmbito técnico, o funcionamento de uma rede IP convencional imputa que os pacotes de dados são roteados
com base nas informações contidas em seus cabeçalhos (conhecidos por headers), e nas informações das rotas
contidas em cada roteador, que dispõe sobre o alcance e a disponibilidade dos outros roteadores da rede.
Diferentemente do funcionamento de uma rede baseada em IP no tocante ao roteamento de pacotes, as redes
MPLS se destacam pela característica de rotular os pacotes assim que entram na rede, sendo estes o recurso para
que os roteadores possam ter um poder de decisão mais apurado/adequado, retirando a necessidade de intenso
processo de pesquisa buscar de destino(s), que rege o roteamento convencional.
Essa capacidade do * gera inúmeros e significativos ganhos no tocante à eficiência no quesito deMPLS
encaminhamento de pacotes, já que eles já são rotulados assim que entram na rede. São algumas citações que
encontramos na bibliografia sobre o tema:
http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_mpls_em_redes.php
http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_mpls_em_redes.php
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A proposta inicial para o MPLS foi prover serviços da engenharia de tráfego, ou seja, para determinar o caminho
a ser percorrido pelo tráfego através da rede e estabelecer os atributos de desempenho para diferentes classes
de tráfego. O mais importante é que, nas redes que disponibilizam rotas alternativas, o MPLS combina a
escalabilidade e a flexibilidade do roteamento com a performance e a capacidade de gerenciamento de tráfego da
comutação de camada 2 (Modelo 0SI).
Rapidez no processamento de pacotes. O tempo gasto para encaminhar um rótulo é menor do que o gasto para
rotear;
Permite instituir prioridade aos rótulos, recurso fundamental para a qualidade do serviço.
Acompanhe, na prática, como o MPLS funciona:
o MPLS propõe um método para gerar uma estrutura de comutação sob qualquer rede de pacotes, a partir da
criação de circuitos virtuais que seguem rotas organizadas pelos protocolos de roteamento da camada de rede. A
informação é então processada e dividida em classes de serviço e os dados encaminhados através de rotas
estabelecidas anteriormente por essas classes, sendo feita apenas a comutação.
Fonte: http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_mpls_em_redes.php.
O que vem na próxima aula
Na próxima aula, você estudará os seguintes assuntos:
· Identificar a motivação para desenvolvimento de redes ATM;
· Conhecer sobre o protocolo de redes WAN: ATM;
http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_mpls_em_redes.php
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· Reconhecer funcionamento e estrutura destes protocolos;
· Verificar tópicos importantes para concepção de redes ATM.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Conheceu sobre novos protocolos de redes WAN: TCP/IP e MPLS;
• Identificou funcionamento e estrutura destes protocolos;
• Levantou tópicos importantes para concepção de redes TCP/IP e MPLS.
Referências
COMER, Douglas E. Redes de computadores e internet. 4ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2007.
OLIVEIRA, Luis Antonio Alves. Comunicação de dados e teleprocessamento: Uma abordagem básica. São Paulo:
Atlas.
SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de computadores: das LANS, MANS e
WANS às redes ATM. 2ª ed. Rev. e ampl. Rio de Janeiro: Campus, 2001.
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	Olá!
	1 TCP/IP
	1.1 Família TCP/IP
	1.2 Algumas características do TCP
	2 MPLS
	2.1 Funcionamento técnico do MPLS
	O que vem na próxima aula
	CONCLUSÃO
	Referências