Capítulo 1. Introdução. 1.1 Surgimento da Internet

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1 Capítulo 1 Introdução Durante os últimos anos, temos assistido à explosão do maior fenômeno do final do século XX e início do século XXI. Estamos falando da Internet, a grande rede mundial de computadores. Por meio da Internet podemos ler notícias, assistir a vídeos, ouvir nossas músicas preferidas, acessar informações de universidades, estudar a distância, ficar a par do conteúdo do acervo de bibliotecas e museus, realizar videoconferências, conversação de voz e chat. Por trás do acesso que fazemos de nossa casa ou trabalho, há o suporte de uma complexa rede de equipamentos eletrônicos que fazem com que a informação atravesse o mundo para chegar à tela de nosso computador. O objetivo deste livro é discutir as técnicas e os meios usados para acessar a Internet, mostrando as diversas maneiras e recursos necessários para ligar o nosso computador ou rede à World Wide Web. 1.1 Surgimento da Internet Em 1969, uma agência do governo americano chamada ARPA (Advanced Research Projects Agency) iniciou um trabalho conjunto entre o DoD (Department of Defense, ou Departamento de Defesa Americano) e algumas universidades para criar uma rede que pudesse interligar os computadores do governo americano a então chamada ARPAnet, que posteriormente se tornaria o embrião da Internet. Inicialmente, a função da ARPAnet era assegurar a disponibilidade dos computadores em caso de desastres ou até mesmo guerras. 13

2 14 Tecnologias de Acesso à Internet A ARPAnet não parou de crescer, cada vez mais computadores foram sendo adicionados à rede, e um conjunto melhor de regras e protocolos se tornou necessário para lidar com a demanda crescente que a ARPAnet exigia. Em paralelo, houve um enorme crescimento de computadores de grande e médio portes. Sistemas do tipo IBM e Burroughs (Unisys) já tinham seus modelos de redes desenvolvidos com protocolos de comunicação, como SNA e BNA. Também começavam a se tornar populares os sistemas do tipo UNIX onde se destacavam a Sun, Digital (DEC), HP, entre outros. Essas empresas em conjunto com o DoD e diversas universidades desenvolveram vários padrões físicos e lógicos para a ARPAnet, até chegarem ao protocolo TCP/IP, que substituiu o protocolo original da ARPAnet, o NCP (Network Control Protocol), em 1º de janeiro de 1983 e continua sendo usado até hoje. Em 1984, uma nova rede chamada NFSnet passou a ser desenhada para ser a sucessora da ARPnet. Dois anos mais tarde, essas duas redes foram interconectadas e o crescimento delas passou a ser exponencial. Foi nesse momento que o nome Internet surgiu. Em 1990, mais de 200 mil computadores estavam conectados à Internet e, em 1992, já passavam de 1 milhão. Logo depois, a Internet deixou de ser exclusividade de Universidades, empresas e órgãos e passou a ser acessível para uso doméstico. A Internet brasileira começou a se difundir em 1988 por meio de iniciativas da comunidade acadêmica e da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo). A disponibilidade para usuários comuns ocorreu no final de 1994, por meio de linhas discadas oferecidas por pequenos provedores e pelas operadoras de telecomunicações, como Embratel, Telesp etc. Atualmente, estima-se que o número de usuários seja de, aproximadamente, 800 milhões no mundo todo. 1.2 Outras comunidades informatizadas no período pré-internet Com a evolução dos microprocessadores, começou-se a desenvolver máquinas com grande poder de processamento, capazes de processar volumes enormes de informações e providos de sistemas operacionais cada vez mais inteligentes.

3 Capítulo 1 Introdução 15 Em conjunto com esses sistemas operacionais, começou a surgir uma quantidade enorme de programas, aplicativos, utilitários e jogos. Na época não se levava tão a sério a propriedade sobre o desenvolvimento de software e as pessoas a trocavam programas entre si. Surgiram, então, as BBSs (Bulletin Board System), pequenas ou médias empresas que, mediante o pagamento de uma mensalidade, disponibilizavam para os usuários um número telefônico para acesso. O cliente tinha direito a acessar os computadores da BBS, podendo enviar e receber mensagens de texto, consultar uma base de dados de programas e baixá-los em suas máquinas. Também podia entrar em salas de bate-papo que se assemelham muito ao que hoje são os chats. Muitas BBSs eram criadas para servir grupos de interesse comum, como dentistas, médicos, engenheiros em geral, músicos, entre outros. Para acessar as BBSs, os usuários tinham de dispor de um modem, que na época era um dispositivo muito caro cujo preço aumentava de acordo com a velocidade que atingia. As velocidades mais comuns eram 1.200, e bps. Mais tarde, no início da década de 1990, surgiram os modems de e para acesso discado. Para baixar os programas escolhidos, usava-se um protocolo de transferência de arquivos do tipo Xmodem, Ymodem e Zmodem. As BBSs dispunham de grande quantidade de modems para receber as chamadas dos associados. Os grupos de modems eram divididos de acordo com a velocidade, conforme mostra a figura.1. Linhas telefônicas analógicas Modems bps Servidor Modems bps Figura 1.1 BBS e seus modems divididos em velocidades.

4 16 Tecnologias de Acesso à Internet Esse modelo foi muito popular no fim da década de 1980 entre usuários de microcomputadores MSX, Apple, Synclair e dos primeiros PCs. Por volta de 1993 a 1995, a Internet começou a ser aberta a redes públicas e as BBSs começaram a se conectar a ela. As primeiras páginas WWW surgiram e novos serviços como o FTP (File Transfer Protocol) foram aparecendo. As BBSs estavam mudando e começando a parecer com o que são hoje os provedores de acesso ou ISP (Internet Service Providers). 1.3 Como funciona a Internet? A Internet é uma grande rede de computadores, roteadores e outros elementos que têm como objetivo levar a informação de uma localidade à outra. Sob o ponto de vista de tráfego de informação, podemos dividir a rede em core (núcleo) e acesso, como mostra a figura 1.2. ACESSO CORE Laptop POWERFAULTDATAALARM Intranet PC Servidor de acesso remoto discado Roteador Switch IP Laptop Modem ADSL POWERFAULTDATAALARM Roteador Concentrador DSL Internet PC Modem ADSL Figura 1.2 Acesso e core. Core é a parte da rede onde trafegam grandes volumes de informação, onde se concentram os dados dos diversos usuários para encontrar o caminho dos pacotes até seu destino. Nele constam roteadores de grandes capacidades com velocidades que atingem vários gigabits por segundo (num futuro próximo deverão atingir até terabits por segundo).

5 Capítulo 1 Introdução 17 Acesso é o ponto da rede por onde os usuários se conectam a ela. No acesso é que se encontram os modems, as linhas telefônicas, os roteadores de menor capacidade, os modems ADSL e outros elementos que têm como função levar a informação da casa do usuário até a Internet. Como as informações são enviadas para a direção correta dentro da Internet? Como conseguimos acessar um computador ou um site específico, dentre milhões de opções? A resposta está no protocolo TCP/IP (Transmission Control/Internet Protocol). O protocolo TCP/IP é o responsável por garantir a conectividade entre os milhões de usuários da Internet. Por meio dos endereços IPs que os roteadores montam suas tabelas de rotas e conseguem enviar as informações para a direção correta. Um endereço IP é constituído de 4 bytes. Cada um desses 4 bytes tem o valor definido entre 0 a 255 (em hexadecimal 0 a FF). Por exemplo, o endereço é um IP. Quando entramos na Internet, recebemos um endereço IP do nosso provedor. Esse endereço é único em toda a rede, ou seja, apenas você o estará usando naquele instante. Cada provedor tem um intervalo único de IPs para ser usado, os quais serão distribuídos ao seus usuários conforme a necessidade. Para montar e atualizar as tabelas de roteamento, os roteadores usam os chamados protocolos de roteamento, cujos principais nomes são RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First) e BGP (Border Gateway Protocol). 1.4 Network Access Server Como foi dito anteriormente, a estrutura dos primeiros provedores de acesso era composta de um conjunto de modems externos, uma linha telefônica para cada modem, um roteador e uma conexão dedicada à Internet. A figura 1.3 mostra a estrutura utilizada pelos primeiros ISPs. Com o tempo, os grupos de modems foram se tornando inadequados e obsoletos para esse tipo de aplicação. Em virtude da demanda crescente de clientes, os modems se tornaram impraticáveis especialmente pelo espaço físico que ocupavam e pela quantidade de fios e cabos que se exigiam para interconectar os modems aos roteadores.

6 18 Tecnologias de Acesso à Internet Conjunto de modems externos Roteador Linha dedicada à Internet Internet Figura 1.3 Primeiros ISPs. Surgiram, então, os servidores de acesso remoto ou RAS (Remote Access Servers). O equipamento RAS desempenha o papel de um roteador e, simultaneamente, de um concentrador de modems. As diversas linhas analógicas foram trocadas por linhas digitais E1 de alta capacidade, os grupos de modem, trocados por placas de modems internos, e os cabos para conectar os modems ao roteador, por um barramento. Em virtude da sofisticação e evolução dos serviços, o RAS também passou a ser chamado de NAS (Network Access Server), nomenclatura atualmente mais utilizada. As linhas digitais E1 (2.048 Mbps), são capazes de carregar até 30 canais de voz e mais 1 canal de sinalização simultaneamente. Dessa maneira, não é mais necessário trazer as linhas analógicas de clientes até o provedor de acesso. A figura 1.4 mostra a utilização de RAS ou NAS dentro de um provedor. Laptop Rede telefônica Conexões E1 POWERFAULTDATAALARM Servidor de acesso remoto discado Acesso dedicado à Internet PC Figura 1.4 Provedor com conexão E1 à central telefônica.

7 Capítulo 1 Introdução DNS (Domain Name System) O sistema de nomes da Internet é um padrão recomendado pelas RFCs (Request for Comments) de números Domain Names: Concepts and Facilities e Domain Names: Implementation and Specification. DNS é usado para resolver (traduzir) endereços simbólicos em endereços numéricos, de forma transparente para o usuário. Quando alguém digita o nome de um site da internet em um browser, este é traduzido por um servidor para um endereço IP, que corresponde ao IP do servidor onde a página solicitada está hospedada. As primeiras configurações de Internet usavam apenas endereços IP. Por exemplo, para acessar uma determinada página, poderíamos digitar no browser o seguinte endereço ; após pressionar <Enter>, somos levados à página. O maior problema desse sistema é ser muito técnico e difícil de memorizar. Com o crescimento da Internet, tornou-se necessário criar um padrão mais amigável, onde se pudesse lembrar facilmente o endereço das páginas pesquisadas. Surgiu, então, o sistema de nomes, muito mais fácil para o usuário. Por exemplo, é muito melhor lembrar que As associações para o usuário final se tornaram muito mais simples. Inicialmente, o mapeamento de nomes para endereços IP era mantido pelo NIC (Network Information Center) em um único arquivo (HOSTS.TXT), que era enviado para todos os usuários. Com o crescimento explosivo da Internet, esse sistema se tornou ineficiente e difícil de manter. Criou-se, então, o sistema de DNS com o mapeamento de endereços simbólicos para endereços IP sem manter uma base de dados completa da rede no computador. O sistema de nomes de domínio funciona de forma hierárquica, refletindo a delegação de autoridade usada por país, instituição ou empresa. Vamos considerar o endereço em que correios.com.br é o nível mais baixo de nome de domínio e também subdomínio de com.br, o qual é um subdomínio de br. Podemos representar essa hierarquia por uma árvore, conforme mostra a figura 1.5. Os chamados domínios genéricos ou de três letras representam empresas, instituições educacionais, governamentais, militares etc. e estão relacionados

8 20 Tecnologias de Acesso à Internet na tabela 1.1. Os domínios de países são representados por duas letras e são chamados de domínios geográficos ou domínios de países regulamentados pela ISO br edu gov unicamp com ufcg ufsc redhat Figura 1.5 Árvore de domínios de nomes. Tabela 1.1 Significados dos principais domínios Nome de domínio com edu gov mil net org Países Significado Organizações comerciais Instituições educacionais Governamentais Militares (somente USA) Centros de redes Não comerciais Código de duas letras O mapeamento de nomes para endereços IP consiste em um conjunto de sistemas chamados servidores de domínio. Um programa rodando em um servidor recebe solicitações de mapeamentos e os analisa em sua base de dados. Se o endereço requisitado estiver em sua base de dados, será fornecido ao cliente que o solicitou imediatamente. Caso contrário, o programa fará uma solicitação a outro servidor que pode ter a informação. Os servidores são distribuídos de forma que tenham informações dos endereços de seus respectivos domínios, sempre obedecendo à hierarquia estabelecida. O processo de resolução de nomes segue alguns passos: Um programa na máquina do cliente solicita o endereço a um resolver. O resolver verifica a existência desse endereço em seu cache, se não encontrá-lo, fará uma solicitação para um Name Server.

9 Capítulo 1 Introdução 21 O Name Server verifica se tem a resposta em sua database ou em seu cache, caso positivo, retorna a resposta ao cliente. Caso contrário, ele encaminha a solicitação ao próximo Name Server. O cliente recebe o endereço IP correspondente ou, em caso de erro, a mensagem de que o endereço não foi encontrado. O resolver é uma função de software que está na própria máquina do usuário e que é chamada pelo software que quer resolver o nome. Por exemplo, quando o usuário digita em seu browser um endereço web (www.altavista. com.br) e pressiona Enter, o browser fará uma solicitação ao Full-Resolver, que fará uma solicitação ao servidor de nomes. O servidor de nomes consultará em sua base de dados e retornará o endereço correspondente Todo o processo está ilustrado na figura 1.6. Quando o resolver é independente do software que está sendo usado, é chamado de Full-Resolver. Quando o resolver é integrado ao próprio software cliente, é chamado Stub-Resolver. Banco de dados Programa cliente (usuário) Consulta Resposta Full Resolver Consulta Resposta Servidor de nomes Cache Cache Figura 1.6 Resolução de nomes. 1.6 VPN (Virtual Private Network) Até muito recentemente, as empresas tinham que usar linhas dedicadas para manter suas redes WAN. Essas linhas dedicadas podiam ser modems usando par telefônico para chegar à empresa telefônica e, então, via rede TDM, ATM, Frame-Relay ou X.25 até a localidade remota onde novamente um par de modems usando linha telefônica fazia a conexão da ponta. Uma rede WAN feita dessa forma tem vantagens visíveis se comparada a uma rede pública como a Internet, destacando-se a questão da segurança, visto que ninguém tem acesso externo a ela, e também a performance.

10 22 Tecnologias de Acesso à Internet Contudo, manter uma rede WAN usando linhas dedicadas é muito caro e esse custo aumenta muito com a distância e em virtude de outros fatores, como a demanda do provedor de serviço para uma determinada localidade. Com a expansão da Internet, passou-se a usar a rede não apenas para lazer, mas também para negócios. Muitas empresas começaram a usar a Internet para compartilhar informações e para prover acesso a suas redes. Uma forma de acesso é por meio de Intranets, que são sites protegidos e feitos para serem usados pelos funcionários das empresas. Agora, muitas empresas estão criando suas próprias VPNs para acomodar as necessidades de funcionários e escritórios remotos, a baixo custo e com segurança, usando a Internet como meio de transporte. Basicamente, VPN é uma rede privada que usa uma rede pública como a Internet para conectar escritórios remotos ou usuários. Em vez de usar linhas dedicadas, VPN utiliza conexões virtuais roteadas por meio da Internet, desde o computador do usuário até a rede da empresa. Como uma VPN funciona? Podemos classificar a estrutura física de uma VPN em três tipos de acesso: O escritório central com acesso dedicado à Internet. Escritórios remotos com acesso dedicado ou discado à Internet. Usuários móveis com acesso discado, wireless etc. à Internet. Ao se contratar o serviço de um provedor de acesso para usuários móveis ou escritórios remotos, deverão ser considerados a quantidade de pontos de acesso, gastos com ligações locais e interurbanas, se tal provedor dispõe de acesso 0800, volume de tráfego etc. A estrutura lógica de um VPN funciona da seguinte maneira: o usuário remoto, uma vez conectado à Internet, inicia um aplicativo que se encarregará de fazer um túnel entre seu microcomputador (desktop ou laptop) e o firewall ou roteador do escritório central. Esse firewall desempenhará a função de ponte entre a Internet e a Intranet. O tunelamento pode ser realizado no nível 2, quando o transporte é feito por um protocolo de tunelamento de nível 2, como L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) e PPTP (Point to Point Tunneling Protocol), ou nível 3, quando ocorre na camada 3, como o IPSec (Internet Security Protocol).

11 Capítulo 1 Introdução 23 Utilizando esse modelo, pacotes vindos de redes remotas vão chegar a um dispositivo de finalização e inicialização de túneis, firewall ou um roteador, que os encaminhará à rede interna. O inicializador do túnel estabelecerá a comunicação com um terminador de VPN para negociar a criptografia, pois assim a comunicação entre a máquina do usuário final até a rede interna será criptografada, garantindo comunicação segura. Como mostra a figura 1.7, a tecnologia de VPN também pode ser usada para conectividade entre escritórios ou localidades, fazendo a conexão destes por meio de links já existentes da Internet. Home office Escritório remoto Intranet Escritório remoto Intranet Internet POWERFAULTDATAALARM Servidor de acesso remoto discado Escritório central Intranet Usuário móvel Figura 1.7 VPN com seu site central, sites remotos e usuários em pontos distantes. Há várias vantagens em se usar VPNs, como reduzir a necessidade de links de dados de longa distância. Antes, para se constituir uma rede, era necessário comprar vários links de dados ligando-se os diferentes pontos da rede. Hoje, pode-se montar uma rede conectando os sites à Internet por meio de links locais e, por meio da Internet, fazer as conexões entre os sites. Em uma organização que esteja crescendo, tal procedimento faz enorme diferença, pois cada site que seja adicionado à rede não terá que comprar um dispendioso link de longa distância, mesmo que o novo site seja internacional. VPN também pode reduzir custos substituindo-se chamadas de longa distância. Por meio da Internet, pode-se passar chamadas de videoconferência ou mesmo chat para suprir a necessidade de comunicação entre sites remotos ou funcionários em viagem. Chamada local, com um notebook e

12 24 Tecnologias de Acesso à Internet um modem, é suficiente para que um funcionário se conecte à Internet por meio de uma chamada local de custo reduzido e, então, à rede privada ou Intranet por meio da VPN. Outra vantagem é a necessidade reduzida de suporte. Enquanto os links de dados nacionais e internacionais requerem suporte especializado e caro, as conexões locais à Internet são mais fáceis de operar e raramente requerem suporte. A flexibilidade dada pelas VPNs é uma vantagem indiscutível para as empresas. VPN não requer contratos de longa duração e a quantidade de provedores disponíveis é muito grande, o que permite fácil mobilidade de um provedor para outro caso o serviço prestado não seja satisfatório. As tecnologias disponíveis para VPNs, especialmente IPSec, são consideravelmente seguras em virtude de os dados serem criptografados com tecnologias de alta segurança. Entre as principais desvantagens, está o fato de que muitas vezes a solução VPN também envolve conexões que não são seguras, como é o caso das conexões discadas para a Internet. Dessa forma, a rede interna pode-se tornar vulnerável a ataques, assim como os demais computadores que acessam a Internet. Idealmente, as máquinas que acessam a VPN devem ser forçadas a desabilitar o acesso local à Internet durante o período em que estejam acessando a VPN. Dessa maneira, todo o tráfego vindo da Internet que não pertencer à Intranet do usuário será desconsiderado. Outra medida segura, é forçar os usuários a terem softwares de proteção, como firewalls pessoais e antivírus, rodando as atualizações desses softwares durante o login à rede. Nos sites onde a conexão é feita por meio de linhas dedicadas, faz-se necessário o uso de firewalls baseados em hardware. Esses firewalls, além de terminarem os túneis VPN, também proporcionarão segurança à rede contra ataques vindos da Internet. Atualmente existem várias maneiras de acessar a Internet. Nos capítulos a seguir, iremos detalhar melhor como funciona cada um dos principais meios de acesso à Internet, seus protocolos e a infra-estrutura necessária para cada tipo de solução.

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