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2ºAula INTRODUÇÃO A TCP/IP Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula, vocês serão capazes de: • compreender o surgimento da Internet; • entender e identificar os organismos que gerem a Internet; • entender como um novo protocolo é incorporado a Internet; • identificar e reconhecer as funções de cada camada da arquitetura TCP/IP. Caros(as) alunos(as)! Nesta aula será apresentada a internet, sua definição, seu histórico e quem são os responsáveis pela sua gerência. Não há como falar em internet sem mencionar a arquitetura que deu a sustentação para o seu sucesso, a arquitetura TCP/IP. Faremos uma breve descrição do que é a arquitetura TCP/IP, visto que a mesma será objeto de estudos das próximas aulas. Lembrem-se de que esta aula foi preparada para que você não encontre grandes dificuldades. Contudo, podem surgir dúvidas no decorrer dos estudos! Quando isso acontecer, anote, acesse a plataforma e utilize as ferramentas “Quadro de Avisos” ou “Fórum” para interagir com seus colegas de curso ou com seu tutor. Sua participação é muito importante. Estamos preparados para auxilia-los. Boa aula! Bons estudos! 19 Redes de Computadores I 18 Seções de estudo 1-A Internet 2- A ARQUITETURA TCP/IP 1 - A Internet A Internet é uma denominação da interconexão de várias redes espalhadas pelo mundo, ou melhor, a interconexão de redes que utilizam o TCP/IP. Ou seja, um grande conjunto de redes espalhadas pelo globo. Temos o termo Intranet que define a aplicação da tecnologia criada para a Internet (protocolos e serviços) utilizada em uma rede privada de uma empresa. Temos também o termo Extranet que especifica a interligação de algumas Intranets como, por exemplo, a interligação das Intranets de uma filial com a sua matriz, ou a de um fabricante com a de um distribuidor. Em meados da década de 60, em meio à guerra fria, o governo norte-americano estava preocupado com as tradicionais redes de telefonia, que eram baseadas em comutação de circuitos. Especificamente estava preocupado com a fragilidade dessa rede, porque a destruição de uma ou algumas linhas de comunicação colocaria abaixo todo o sistema, deixando-o inoperante. Era necessário o desenvolvimento de uma nova rede de comunicação que pudesse sobreviver a um ataque, até mesmo nuclear. Um sistema que, mesmo com a perda de algumas linhas de comunicação, continuasse operante. A tarefa de desenvolver um sistema de comunicação era de responsabilidade da agência de pesquisas avançadas do governo americano chamada ARPA (Advanced Research projects Agency). Os especialistas da ARPA decidiram que a rede de comunicação deveria ser por comutação de pacotes. Essa rede recebeu o nome de ARPANET. A comunicação por comutação de circuito consiste em estabelecer previamente um caminho entre a origem e o destino, por esse caminho irão trafegar todos os pacotes de dados. Já na comutação por pacotes não existe o estabelecimento de um caminho, cada pacote pode seguir por um caminho diferente. A camada de rede da TCP/IP utiliza somente esse tipo de comunicação. Nas próximas aulas iremos estudar mais sobre esses assuntos. O objetivo principal da ARPANET era formar uma rede sólida e robusta que pudesse continuar funcionando após uma perda substancial de equipamentos. Até 1983 a ARPANET consistia de uma sub-rede de IMPs (Interface Message Processor) conectados por linhas de comunicação. Cada IMP deveria ser conectado a pelo menos outros 2 para poder garantir a interoperabilidade e a confiabilidade exigida. Cada nó da rede possuía um terminal ou HOST conectado a um IMP. Nessa época o TCP/IP ainda estava em desenvolvimento e havia vários protocolos rodando nos IMP, sendo o principal o NCP. A figura 1 ilustra esse cenário. Figura 1 – Projeto da Sub-rede da ARPANET Fonte: Acervo Pessoal As únicas instituições conectadas à ARPANET eram militares ou universidades que tinham contrato de pesquisa com a ARPA. No começo dos anos oitenta a ARPANET foi dividida, sendo que a parte acadêmica continuou a se chamar ARPANET e a parte militar passou a ser chamada de MILNET. Também foi adotado o sistema operacional UNIX como padrão. No começo de 1983 todas as máquinas da ARPANET passaram a utilizar uma única arquitetura, a TCP/IP. Como podiam se conectar à ARPANET somente as instituições de ensino e pesquisa que tinham contrato de pesquisa com o governo americano, a NFS (National Science Foundation) desenvolveu a NFSNET, rede na qual as outras instituições de pesquisa e ensino que não tinham linhas de pesquisa com o governo poderiam se conectar. Paralelamente, foram surgindo nos Estados Unidos e em outros países, outras redes como: CSNET, HEPNet, SPAN, BITNET entre outras. Essas redes foram sendo conectadas a NFSNET e, em 1988, começou a ser utilizado o termo Internet. BITNET foi uma rede de computadores criada no início dos anos oitenta que interconectava Mainframes de universidades e centros de pesquisas, primeiramente interligando as universidades de Nova Iorque e Yale e depois se estendendo às várias universidades da América do Norte, América do Sul, Japão e Europa. Seu tempo de vida foi muito curto, em meados dos anos noventa ela foi substituída pela Internet. Foi uma das primeiras redes mundiais de computadores. Em 1993 surgiu o protocolo HTTP e o primeiro navegador, o Mosaic. Após isso o crescimento da Internet se deu de forma exponencial devido ao conteúdo gráfico, colorido e estruturado proporcionado por esse serviço. A partir desse momento as empresas viram nesse serviço uma ferramenta de auxílio na divulgação e comercialização de seus produtos. A Internet chegou ao Brasil no ano de 1989 com a conexão de alguns centros de pesquisas e universidades. No início eram dois backbones: RedeRio (Rio de Janeiro) e ANSP (São Paulo). Mais tarde foi criada a RNP com o objetivo de formar um backbone nacional. Em 1995 a Embratel montou o backbone comercial no Brasil, possibilitando a utilização da Internet no Brasil por empresas privadas e pelo público em geral. Hoje o backbone da Internet no Brasil é formado pelos backbones da RNP, Embratel e de outros provedores (BrasilTelecom, GlobalOne, entre outros). Em redes de computadores backbone é o nome dado a uma rede de temos os backbones intercontinentais (interligando continentes) de 20 Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza 19 os backbones das operadoras que exploram a comercialização de acesso a mesma. Disponível em: (http://www.submarinecablemap. com/. Acesso em: 13 fev. de 2019). O site mostra alguns backbones GESTORES DA INTERNET Já que a arquitetura TCP/IP e a Internet não foram patenteadas por uma empresa, uma pergunta surge: Quem é responsável por gerir, estabelecer diretrizes e incorporar novos protocolos? Em 1983 foi criado o IAB (Internet Architeture Board) cujo objetivo era coordenar a pesquisa e o desenvolvimento da arquitetura TCP/IP e da Internet. Era constituído por aproximadamente dez equipes de trabalho que tinham as mais variadas funções, desde a análise de tráfego gerada por aplicativos até o tratamento de problemas técnicos. Era competência de seu presidente, também chamado de “Arquiteto da Internet”, nomear novas equipes de trabalho. Uma passagem interessante em Comer (1998) ilustra que a internet teve seu berço e base construída em ambiente acadêmico e por pessoas apaixonadas pelo que faziam: Os iniciantes em TCP/IP às vezes se surpreendem ao saber que o IAB não gerenciava um grande orçamento: embora parte da pesquisa e da tecnologia previstas. Em seu lugar, voluntários executavam grande parte do trabalho. Cada membro do IAB era responsável pelo recrutamento de voluntários para trabalhar em suas equipes, convocar e realizar reuniões de equipes de trabalho e informar o andamento ao IAB. Normalmente, os voluntários originavam-se da comunidadeacadêmica ou de organizações comerciais que produziam ou utilizavam TCP/IP. Pesquisadores atuantes participavam das atividades das equipes de trabalho da Internet por duas razões. Por um lado, servir em uma equipe de trabalho lhes oferecia oportunidade de adquirir mais conhecimentos sobre novas questões a serem pesquisadas. Por outro lado, novas idéias e soluções de problemas projetados e testados por equipes de trabalho frequentemente tornavam-se parte da tecnologia TCP/IP da Internet. Os componentes percebiam que seu trabalho (CONER, 1998, s/p) Em 1989 a IAB foi reorganizada. Foi criado um novo conselho e abaixo dele dois grupos: O IRTF (Internet Research Task Force) e o IETF (Internet Engineering Task Force). O IETF já existia na estrutura anterior, mas era presidida por somente uma pessoa. Como se tornou muito grande ficou difícil de ser administrada por apenas uma pessoa. Foi então dividida em dezenas de áreas, cada uma com seu administrador próprio. O presidente da IETF e os administradores das áreas de trabalho formam o IESG (Internet Enfineering Steering Group), que tem a responsabilidade de coordenar os grupos de produção do IETF. O IRTF é um grupo complementar ao IETF cuja responsabilidade é realizar as pesquisas para o IETF. Igualmente ao IETF possui um pequeno grupo, que estabelece as prioridades e coordena as atividades de pesquisa, chamado de IRSG (Internet Research Steering Group). Em 1992, a Internet foi desvinculada do governo e foi criada a Internet Society (ISOC) cujo propósito é liderar o desenvolvimento de padrões, educação e organização da Internet (http://www.isoc.org/isoc). Ela que dá suporte à IAB e indica os seus membros. A figura 2 ilustra a estrutura da ISOC/IAB. Figura 2 – Estrutura ISOC/IAB Fonte: Acervo Pessoal. Existem outros órgãos que administram a Internet. Dentre eles temos a IANA (Internet Assigned Numbers Authority) cuja função é gerenciar a política de fornecimento de endereços IP. Já a distribuição de endereços IP, nomes de domínio DNS e a manutenção da documentação de padronização da Internet é realizada pelo InterNIC (Internet Network Information Center). As propostas de novos protocolos ou a atualização de algum já existente são feitas através do encaminhamento da proposta, que é chamada de Draft Proposal, sendo analisada pelo grupo de trabalho da área que se refere. Se aprovado, recebe um número e é publicado como um RFC (Request for Comments). Um RFC passa por várias outras fases até se tornar de realmente um padrão e ser incorporado a Internet. Todos os RFCs podem ser consultados por qualquer pessoa que tenha acesso à Internet e pode ser obtido no site da IETF (HTTP:// www.ietf.org). Por exemplo: o processo de desenvolvimento de um RFC é descrito por um RFC (RFC2026) e pode ser obtido em: (<http://tools.ietf.org/html/rfc2026>). Acesso em: 14 fev. 2019. Uma RFC não descreve somente protocolos, mas pode descrever qualquer elemento da Internet como, padrões, políticas e sistemas. Outro detalhe sobre o RFC e a sua numeração. Os de números mais elevados são os mais recentes, Então, quando um protocolo é revisado é gerada uma nova numeração. 2 - A arquitetura TCP/IP Quando falamos da arquitetura TCP/IP nos lembramos da rede Internet e vice-versa. Isso se deve ao fato da mesma ter sido implementada utilizando essa arquitetura. Podemos ainda 21 Fernanda Souza Fernanda Souza Redes de Computadores I 20 afirmar que o que ela é hoje se deve muito a essa arquitetura. Ela forneceu protocolos e serviços que contribuíram para o sucesso dessa rede. Vocês perceberam que o título da seção começa com o artigo definido feminino “A”, pois bem, o termo TCP/IP é o nome dado a uma arquitetura de rede, logo é um substantivo feminino. A arquitetura TCP/IP possui esse nome devido aos seus dois principais protocolos, o TCP e o IP. Não cometam o erro de chamar a TCP/IP de protocolo, não existe tal protocolo TCP/IP, existe sim o TCP e o IP, mas não TCP/IP. O seu principal objetivo ao ser desenvolvido foi à interconexão de redes. A arquitetura TCP/IP é organizada em quatro camadas: Aplicação, Transporte, Inter-Rede e Interface de Rede. A figura 3 ilustra a correspondência entre as camadas do modelo OSI e da arquitetura TCP/IP. Figura 3 – Correspondência entre a estrutura em camadas do OSI e TCP/IP Fonte: Acervo Pessoal A Camada de Aplicação Assim como o modelo OSI é a camada mais próxima de nós seres humanos. Os protocolos dessa camada são utilizados pelos aplicativos que interagem com os usuários como, por exemplo: • HTTP (Hyper Tranport Protocol): Protocolo para páginas web; • FTP (File Transfer Protocol): transferência de arquivos; • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): correio eletrônico; • SSH (Secure Shell): Terminal remoto através de conexão criptografada; • SNMP (Simple Network Management Protocol): gerenciamento de redes. A não existência na arquitetura das camadas de sessão e apresentação faz com que as funções dessas camadas sejam implementadas nos protocolos do nível de aplicação. A Camada de Transporte Equivalente à camada de transporte do modelo OSI. São definidos dois protocolos, o TCP, que é orientado à conexão e provê um transporte confiável de dados e o UDP, não orientado à conexão e de implementação mais simples. A Camada Inter-Rede Semelhante à camada de rede do modelo OSI. Implementa o protocolo IP, orientado a datagramas, que não é confiável por não garantir a entrega, a ordem ou a integridade dos pacotes. Cabe às camadas superiores (em particular a de transporte quando utilizado o TCP) fazer o controle de erros e sequenciação dos pacotes. Semelhante ao modelo OSI tem como umas das principais funções o roteamento e o controle de congestionamento. A Camada Interface de Rede Essa camada corresponde às camadas físicas e de enlace do modelo OSI. Essa camada traduz endereços lógicos (endereços IPs) em endereços físicos dos hosts ou gateways. Dependendo do tipo de rede que está sendo conectada é definida uma interface e um protocolo específico como, por exemplo, se a rede for uma rede local, a interface será uma placa de rede que implemente um protocolo de enlace e acesso ao meio, como o Ethernet. Retomando a aula Vamos rever o que aprendemos até agora? 1 – O TCP/IP E A INTERNET Na primeira seção estudamos como se deu o surgimento da Internet e da arquitetura TCP/IP, também vimos que os dois se completam, não há como dizer se a TCP/IP se popularizou por causa da Internet ou se ela é o que é hoje por causa dessa arquitetura. Também entendemos como é organizada a estrutura responsável por gerir a Internet. 2 - A ARQUITETURA TCP/IP Na seção 2, tivemos o primeiro contato com a arquitetura TCP/IP, objeto de nossos estudos nas próximas aulas. Vimos como ela está estruturada, suas camadas e as funções das mesmas. CUKIERMAN, Henrique Luiz. A TRAJETÓRIA DA INTERNET NO BRASIL. Disponível em: <https://www. Vale a pena ler Vale a pena 22 Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza Fernanda Souza 21 YOUTUBE. A História da Internet. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=yyY_392Tn7Q>. Acesso em: 16 abril. 2019. YOUTUBE. Como Funciona a Internet-Parte 1. Disponível em: <http://www.youtube.com/ watch?v=QTdR6SnE0zQ>. Acesso em: 16 abril. 2019. YOUTUBE. Como Funciona a Internet-Parte 2. Disponível em: <http://www.youtube.com/ watch?v=ZG2rLXkR0ZI> Acesso em: 01 març. 2013. YOUTUBE. Como Funciona a Internet. Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=E4gcWJaw8aQ Acesso em: 16 abril 2019. YOUTUBE. Como Funciona a Internet Brasileira. Disponível em: <http://www.youtube.com/ watch?v=yXlsdSSrcMY>. Acesso em: 16 abril. 2019. YOUTUBE. Como os dados trafegam em uma rede com protocolo TCP IP. Disponível em: <http://www. youtube.com/watch?v=KHkWZ8L24aE/> Acesso em: 16 abril. 2019. Vale a pena assistir nethistory.info/Resources/Internet-BR-Dissertacao- Mestrado-MSavio-v1.2.pdf>. Acessoem 16 abril. 2019 RNP. A Evolução das Redes Acadêmicas no Brasil: Parte 1 - da BITNET à Internet. Disponível em: <http://www. rnp.br/newsgen/9806/inter-br.html>. Acesso em 16 abril 2019. PRIMETRICA, Inc. Submarine Cable Map. Disponível em: <http://www.submarinecablemap. com/>. Acesso em 01 març.2013. WIKIPEDIA, TCP/IP. Disponível em: <https:// pt.wikipedia.org/wiki/TCP/IP>. Acesso em:16 abril 2019. Minhas anotações 23
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