TÉCNICO EM REDES DE COMPUTADORES. Pilha de Protocolos TCP/IP

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1 Camadas do Modelo TCP TÉCNICO EM REDES DE COMPUTADORES Pilha de Protocolos TCP/IP 1

2 A estrutura da Internet foi desenvolvida sobre a arquitetura Camadas do Modelo TCP Pilha de Protocolos TCP/IP 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

3 A pilha de protocolos TCP é organizado em 4 CAMADAS PROCOLOS REDES APLICAÇÃO TRANSPORTE INTERNET ACESSO À REDE 3

4 Comparação entre os modelos de referência OSI e Pilha de protocolos TCP/IP 4

5 Finalidades das Camadas Pilha de Protocolos TCP/IP APLICAÇÃO Trata de protocolos de alto nível, questões de representação, codificação e controle de diálogos: FTP, TFTP, SMTP, RLOGIN, TELNET, DNS TRANSPORTE Tem por finalidade estabelecer a conexão, confiabilidade na entrega dos pacotes, Envio de pacotes TCP (Orientado ou não a conexão) INTERNET Tem como finalidade escolher o melhor caminho para os pacotes viajarem através da rede. O principal protocolo é o IP (Internet Protocol), ICMP. ARP ACESSO À REDE 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 5

6 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

7 Protocolos do TCP/IP Pilha de Protocolos TCP/IP 7

8 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 Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

9 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

10 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 Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

11 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) Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

12 Ambos são protocolos da camada de transporte TCP UDP Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

13 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 Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

14 Funcionamento do UDP 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 Redes de Computadores Prof. Roberto Amaral

15 Protocolos mais comuns Pilha de Protocolos TCP/IP 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

16 Protocolos mais comuns Pilha de Protocolos TCP/IP 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

17 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede O endereço IP de forma genérica pode ser considerado como um conjunto de números que representa o 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: ). A primeira parte do endereço identifica uma rede específica na inter-rede, a segunda parte identifica um host dentro dessa rede. 17

18 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 10 9 ) de endereços, contra cerca de 3.4 x 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

19 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede 19

20 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Classe Decimal Computadores Endereços Binário A B C 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 =

21 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Classe Decimal O primeiro octeto varia entre Octeto Exemplo de Endereço A Entre 1 e 127 Os três podem variar entre 0 e B Entre 128 e 191 C Até O segundo pode varia entre 0 e 255 O segundo e terceiro pode variar entre 0 e

22 Mascara de Rede IP (INTERNET PROTOCOL) 8 Bits 16 Bits 24 Bits 32 Bits 8 Bits 16 Bits 24 Bits 32 Bits 8 Bits 16 Bits 24 Bits 32 Bits 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. 22

23 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Número binário 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. 23

24 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede Os microprocessadores percebem somente sinais elétricos, distinguindoos 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 = = = = = = = =

25 O endereço IP decimal é escrito em binário da seguinte forma A máscara de rede em decimal é escrita da seguinte forma em binário Somando-se todos os bit s ligados (1) tem-se uma máscara de 22 bit s 25

26 Endereçamento IP (INTERNET PROTOCOL) e Mascara de Rede ENDEREÇO RESERVADOS - IANA Descrição Endereço Completo Funcionalidade Loopback Uma mensagem destinada a localhost retorna ao emitente Rota Padrão Utilizado como a rota padrão do computador. Broadcast Encaminhamento a todos os computadores da rede independentemente do endereço MAC. Internet Endereços publicados para internet Internet Endereços publicados para internet 26

27 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

28 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 Define os Endereços de Intranet Inicial Final Uma rede de endereços classe A Inicial Final 16 redes contíguas de endereços classe B Inicial Final 256 redes contíguas de endereços classe C

29 ARQUITETURA DE REDE 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 29