Trabalho Completo Protocolos De Redes

Protocolos De Redes

Imprimir Trabalho!
Cadastre-se - Buscar 155 000+ Trabalhos e Monografias

Categoria: Tecnologia

Enviado por: Maria 20 dezembro 2011

Palavras: 3540 | Páginas: 15

...

teste de quatro nós, chamada ARPANET, e que acabou sendo a origem da Internet hoje.

No final dos anos 70, esta rede inicial evoluiu, teve seu protocolo principal desenvolvido e transformado na base para o TCP/IP ( Transmition Control Protocol / Internet Protocol). A aceitação mundial do conjunto de protocolos TCP/IP deveu-se principalmente a versão UNIX de Berkeley que além de incluir estes protocolos, colocava-os em uma situação de domínio público, onde qualquer organização, através de sua equipe técnica poderia modificá-los e assim garantir seu desenvolvimento.

Dentre as várias organizações e comitês que participaram deste desenvolvimento e divulgação, podemos destacar Internet Engineering Task Force – IETF (http://www.ietf.org) cuja principal função atual é a manutenção e apoio aos padrões da Internet e TCP/IP principalmente através da série de documentos Request for Comments - RFC. Estes documentos descrevem as diversas tecnologias envolvidas e servem de base para as novas tecnologias que deverão manter a compatibilidade com as anteriores dentro do possível.

Em resumo, o maior trunfo do TCP/IP é o fato destes protocolos apresentarem a interoperabilidade de comunicação entre todos os tipos de hardware e todos os tipos de sistemas operacionais. Sendo assim, o impacto positivo da comunicação computacional aumenta com o número de tipos

computadores que participam da grande rede Internet.

PROTOCOLOS DE REDE

O que é um protocolo de rede? Um protocolo é uma linguagem usada para permitir que dois ou mais computadores se comuniquem. Assim como acontece no mundo real, se eles não falarem a mesma língua eles não podem se comunicar.

Para entender melhor podemos citar um exemplo: O professor Maicon vai até o Japão e conhece uma mulher linda, maravilhosa, sem que ele soubesse, ela acabara de chegar de sua terra natal Mecca (onde fica Mecca?). Na tentativa de iniciar uma conversa com ela, ele esquece que não sabe falar nada no idioma dela, pois ele imagina que ela é japonesa. O que ele faz? Qual é o mais provável desfecho para a cena? Sabendo-se que eles se conheceram e casaram? Vale lembrar que eles conheciam apenas uma língua estrangeira além das suas línguas nativas.

Chegamos a uma conclusão precisa-se de uma língua padrão uma língua universal no caso (Inglês), dessa maneira podemos demonstrar o funcionamento de uma rede de computadores, apesar das suas diferenças enormes, computadores com diversas plataformas, línguas, velocidades (capacidades de memória e processamentos), conseguem se comunicar entre si com extrema perfeição.

Toda rede de computadores tem sua comunicação, dependente de um ou vários protocolo. Protocolo é o nome dado a um conjunto de regras que os computadores devem seguir para que haja comunicação entre eles e permaneça estável e funcional. Resumindo, computadores diferentes, numa mesma rede, só se entendem se falarem a mesma língua “O Protocolo”.

Os protocolos variam muito em questão de propósito e sofisticação. A maioria dos protocolos especificam pelo menos uma das propriedades citadas abaixo:

- Como formatar uma mensagem;

- Como iniciar e finalizar uma mensagem;

- Negociação de várias características de uma conexão;

- Término de sessão ou conexão;

- O que fazer com mensagens corrompidas ou mal formatadas;

- Detecção da conexão física subjacente ou a existência de um nó;

- Handshaking (estabelecimento de ligação);

- Como detectar perda inesperada de conexão e o que fazer em seguida;

Camadas

-Em vez de definir um protocolo único que lide com todos os detalhes de todas as formas de comunicação possíveis, os problemas foram decompostos e organizados em módulos

independentes.

-Em vez de desenvolver estes vários módulos (protocolos) isoladamente, o desenvolvimento éintegrado originando famílias de protocolos.

-A estruturação em camadas é uma forma de dividir o problema em partes. Permite dominar a complexidade.

-Uma família de protocolos pode ser desenhada de forma a que cada protocolo corresponda a uma camada.

- Como podemos observar na figura ao lado, um modelo de referência OSI utiliza sete camadas que podem ser agrupadas em três grupos: Aplicação, Transporte e Rede.

Rede: As camadas deste grupo são camadas de baixo nível que lidam com a transmissão e recepção dos dados da rede.

Transporte: Esta camada é responsável por pegar os dados recebidos da rede e transformá-los em um formato compreensível pelo programa. Quando seu computador está transmitindo dados, esta camada pega os dados e os divide em vários pacotes para serem transmitidos pela rede. Quando seu computador está recebendo dados, esta camada pega os pacotes recebidos e os coloca em ordem.

* Aplicação: Essas são as camadas mais altas que colocam os dados no formato usado pelo programa.

Presumindo que você esteja enviando um arquivo pela rede como por exemplo um email, utilizando um programa de email, podemos explicar as sete camadas OSI da seguinte maneira:

Camada 7 – Aplicação: A camada de aplicação faz a interface entre o programa que está enviando ou recebendo dados e a pilha de protocolos. Quando você está baixando ou enviando e-mails, seu programa de e-mail entra em contato com esta camada.

Camada 6 – Apresentação: Também chamada camada de Tradução, esta camada converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado pela pilha de protocolos. Por exemplo, se o programa está usando um código de página diferente do ASCII, esta camada será a responsável por traduzir o dado recebido para o padrão ASCII. Esta camada também pode ser usada para comprimir e/ou criptografar os dados. A compressão dos dados aumenta o desempenho da rede, já que menos dados serão enviados para a camada inferior (camada 5). Se for utilizado algum esquema de criptografia, os seus dados circularão criptografados entre as camadas 5 e 1 e serão descriptografadas apenas na camada 6 no computador de destino.

Camada 5 – Sessão: Esta camada permite que dois programas em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, esses dois programas definem como será feita a transmissão dos dados e coloca marcações nos dados que estão sendo transmitidos. Se porventura a rede falhar, os dois computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida em vez de retransmitir todos os dados novamente. Por exemplo, você está baixando e-mails de um servidor de e-mails e a rede falha. Quando a rede voltar a estar operacional, a sua tarefa continuará do ponto em que parou, não sendo necessário reiniciá-la. Note que nem todos os protocolos implementam esta função.

Camada 4 – Transporte: Nas redes de computadores os dados são divididos em vários pacotes. Quando você está transferindo um arquivo grande, este arquivo é dividido em vários pequenos pacotes. No computador receptor, esses pacotes são organizados para formar o arquivo originalmente transmitido. A camada de Transporte é responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede. No computador receptor, a camada de Transporte é responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão. Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em ordem, caso eles tenham chegado fora de ordem) e correção de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação de reconhecimento, informando que o pacote foi recebido com sucesso. A camada de Transporte separa as camadas de nível de Aplicação (camadas 5 a 7) das camadas de nível Rede (camadas de 1 a 3). As camadas de Rede estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos e recebidos pela rede, mais especificamente com os pacotes são transmitidos pela rede, enquanto que as camadas de Aplicação estão preocupadas com os dados contidos nos pacotes, ou seja, estão preocupadas com os dados propriamente ditos. A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos.

* Camada 3 – Rede: Esta camada é responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino. Essa camada também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, levando em consideração fatores como condições de tráfego da rede e prioridades.

* Camada 2 – Link de Dados: Essa camada (também chamada camada de Enlace) pega os pacotes de dados recebidos da camada de rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela rede, adicionando informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de controle, os dados em si e uma soma de verificação. O quadro criado por esta camada é enviado para a camada Física, que converte esse quadro em sinais elétricos (ou sinais eletromagnéticos, se você estiver usando uma rede sem fio) para serem enviados através do cabo de rede. Quando o receptor recebe um quadro, a sua camada de Link de Dados confere se o dado chegou íntegro, refazendo a soma de verificação (CRC). E se os dados estiverem OK, ele envia uma confirmação de recebimento (chamada acknowledge ou simplesmente ack). Caso essa confirmação não seja recebida, a camada Link de Dados do transmissor reenvia o quadro, já que ele não chegou até o receptor ou então chegou com os dados corrompidos.

* Camada 1 – Física: Esta camada pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o meio for elétrico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais elétricos a serem transmitidos pelo cabo; se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais luminosos; se uma rede sem fio for usada, então os 0s e 1s são convertidos em sinais eletromagnéticos; e assim por diante. No caso da recepção de um quadro, a camada física converte os sinais do cabo em 0s e 1s e envia essas informações para a camada de Link de Dados, que montará o quadro e verificará se ele foi recebido corretamente.

Modo de Operação do Modelo OSI:

Cada camada se comunica apenas com a camada imediatamente acima e/ou abaixo dela. Quando seu computador está transmitindo dados, o fluxo da informação é do programa para a rede (isto é, o caminho de dados é de cima para baixo), portanto os programas se comunicam com a camada 7, que por sua vez se comunica com a camada 6 e assim por diante. Quando seu computador está recebendo dados, o fluxo da informação é da rede para o programa (isto é, o caminho de dados é de baixo para cima), portanto a rede se comunica com a camada 1, que por sua vez se comunica com a camada 2 e assim por diante.

Na transmissão de dados, cada camada pega as informações passadas pela camada superior, acrescenta informações de controle e passa os dados para a camada imediatamente inferior. Na recepção de dados o processo inverso acontece: cada camada remove informações de controle e passa para a camada imediatamente superior. Dessa forma, na transmissão de dados para a rede a camada 7 pega os dados enviados pelo programa e adiciona informações de controle e envia este novo pacote formado pelo dado original mais suas informações de controle para a camada inferior. A camada 6 adicionará suas próprias informações de controle ao pacote recebido da camada superior e envia o novo pacote para a camada 5, agora contendo o dado original, informações de controle adicionadas pela camada 7 mais informações de controle adicionadas pela camada 6 e assim por diante. Na recepção dos dados o processo inverso é feito: cada camada removerá as informações de controle de sua responsabilidade.

Cada camada entende apenas as informações de controle da sua responsabilidade. Quando uma camada recebe dados da camada superior ela não entende as informações de controle adicionadas pela camada superior, portanto ela trata os dados mais as informações de controle como se tudo fosse um único pacote de dados.

- Na Figura ao lado ilustramos esta idéia, onde você pode ver um computador enviando dados para a rede. Cada número adicionado ao dado original representa as informações de controle adicionadas por cada camada. Cada camada trata o pacote recebido da camada superior como se ele fosse um pacote único, não diferenciando o dado original das informações de controle adicionadas pelas camadas superiores.

Nós podemos ainda dizer que cada camada no computador transmissor se comunica diretamente com a mesma camada no computador receptor. Por exemplo, a camada 4 no computador transmissor se comunica diretamente com a camada 4 no computador receptor. Nós podemos dizer isso porque as informações de controle adicionadas por cada camada só podem ser interpretadas pela mesma camada no computador receptor.

TIPOS DE PROTOCOLOS

IPX: "Internetwork Packet Exchange". Criado inicialmente pela Novell, foi muito utilizado nas redes locais até que o protocolo TCP/IP dominasse o cenário. Apesar de obsoleto, o IPX ainda está em uso pois há dispositivos antigos que só conseguem se comunicar através dele.

Netbeui: - Criado pela Microsoft para ser o padrão nas suas primeiras versões de rede. A partir do Windows 2000, o NetBuei deixou o posto de protocolo principal para o TCP/IP e atualmente caiu praticamente em desuso.

Protocolo TCP/IP: O TCP/IP é o protocolo de rede mais usado atualmente. Onde explicaremos de uma forma simples e fácil de entendimento: O TCP/IP não é na verdade um protocolo, mas sim um conjunto de protocolos – uma pilha de protocolos, como ele é mais chamado. Seu nome, por exemplo, já faz referência a dois protocolos diferentes, o TCP (Transmission Control Protocol, Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet). Existem muitos outros protocolos que compõem a pilha TCP/IP, como o FTP, o HTTP, o SMTP, o UDP, etc.

O modelo TCP/IP é constituído basicamente por 4 camadas: a camada de interface de rede , a camada de rede , a camada de transporte e a camada de aplicação. Tanto a camada de aplicação quanto a camada de interface de rede não possuem uma norma definida, devendo a camada de aplicação utilizar serviços da camada de transporte, e a camada de interface de rede prover a interface dos diversos tipos de rede com o protocolo (promovendo em conseqüência a interoperação entre as diversas arquiteturas de rede - Ethernet, Token Ring, ATM,etc.

Camada de Interface de Rede: Também chamada camada de abstração de hardware, tem como função principal a interface do modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, sistema de conexão ponto-a-ponto SLIP,etc.). Como há uma grande variedade de tecnologias de rede, que utilizam diferentes velocidades, protocolos, meios transmissão, etc. , esta camada não é normatizada pelo modelo, o que provê uma das grandes virtudes do modelo TCP/IP: a possibilidade de interconexão e interoperação de redes heterogêneas.

Camada de Rede (IP): A camada de rede é a primeira (normatizada) do modelo. Também conhecida como camada Internet, é responsável pelo endereçamento, roteamento dos pacotes, controle de envio e recepção (erros, bufferização, fragmentação, seqüência, reconhecimento, etc.), etc.

Dentre os protocolos da Camada de Rede, destaca-se inicialmente o IP (Internet Protocol), além do ARP, ICMP, RARP e dos protocolos de roteamento (RIP ,IGP, OSPF, Hello, EGP e GGP).A camada de rede é uma camada não orientada à conexão, portanto se comunica através de datagramas.

Camada de Aplicação: É formada pelos protocolos utilizados pelas diversas aplicações do modelo TCP/IP. Esta camada não possui um padrão comum. O padrão estabelece-se para cada aplicação. Isto é, o FTP possui seu próprio protocolo, o TELNET possui o seu próprio, bem como o SNMP, GOPHER, DNS, etc. É na camada de aplicação que se estabelece o tratamento das diferenças entre representação de formato de dados. O endereçamento da aplicação na rede é provido através da utilização de portas para comunicação com a camada de transporte. Para cada aplicação existe uma porta predeterminada.

Camada de Transporte: A camada de transporte é uma camada fim-a-fim, isto é, uma entidade desta camada só se comunica com a sua entidade-par do host destinatário. É nesta camada que se faz o controle da conversação entre as aplicações intercomunicadas da rede.

A camada de transporte utiliza dois protocolos: o TCP e o UDP. O primeiro é orientado à conexão e o segundo é não orientado à conexão . Ambos os protocolos podem servir a mais de uma aplicação simultaneamente.

O acesso das aplicações à camada de transporte é feito através de portas que recebem um número inteiro para cada tipo de aplicação, podendo também tais portas serem criadas ao passo em que novas necessidades vão surgindo com o desenvolvimento de novas aplicações.

A maneira como a camada de transporte transmite dados das várias aplicações simultâneas é por intermédio da multiplexação, onde várias mensagens são repassadas para a camada de rede (especificamente ao protocolo IP) que se encarregará de empacotá-las e mandar para uma ou mais interface de rede. Chegando ao destinatário o protocolo IP repassa para a camada de transporte que demultiplexa para as portas (aplicações) específicas.

Características do protocolo TCP/IP

* Transferência de arquivo: O protocolo de transferência de arquivo (aplicações FTP e cópia distante (RCP)) permitem usuários transferir arquivos entre os sistemas.

* Emulação terminal: Telnet e rlogin provêem um método para estabelecer uma conexão interativa entre sistemas de computador.

* Transparente acesso e compartilhamento de arquivo distribuído: O Sistema de Arquivo em Rede (NFS) usa o protocolo de IP para estender o sistema de arquivo suportando acesso aos diretórios e disco em outros sistemas de computador.

* Execução de comando distante:Usando o shell remoto (rsh) e programas execução remota(rexec), os usuários podem rodar programas em computadores distantes e podem ver os resultados no próprio computador. Isto deixa usuários de computadores lentos tirar proveito de computadores mais rápidos correndo os programas no computador distante mais rápido.

* Impressão distante: O comando UNIX lpr provê serviços de impressão distantes.

Correlação entre TCP/IP e OSI

Como o TCP/IP é o protocolo de rede mais usado atualmente, vamos fazer uma correlação entre o protocolo TCP/IP e o modelo de referência OSI. Isto provavelmente ajudará a você entender tanto o modelo de referência OSI quanto o protocolo TCP/IP.

Como vimos, o modelo de referência OSI tem sete camadas. O TCP/IP, por outro lado, tem apenas quatro camadas e dessa forma algumas camadas do protocolo TCP/IP representam mais de uma camada do modelo OSI.

Na Figura ao lado você pode ver uma correlação entre o modelo de referência OSI e o protocolo TCP/IP.

A idéia por trás do TCP/IP é exatamente a mesma que explicamos para o modelo de referência OSI: na transmissão de dados, os programas se comunicam com a camada de Aplicação, que por sua vez se comunica com a camada de Transporte, que se comunica com a camada de Rede, que se comunica com a camada de Interface com a Rede, que então envia quadros para serem transmitidos pelo meio (cabo, ar, etc).

Como mencionamos anteriormente, o TCP/IP não é o nome de um protocolo específico, mas o nome de uma pilha de protocolos. Cada protocolo individual usado na pilha de protocolos TCP/IP trabalha em uma camada diferente. Por exemplo, o TCP é um protocolo que trabalha na camada de Transporte, enquanto que o IP é um protocolo que trabalha na camada de Rede.

É possível ter mais de um protocolo em cada camada. Eles não entrarão em conflito porque cada protocolo desempenha uma tarefa diferente. Por exemplo, quando você envia e-mails seu programa de e-mail se comunica com o protocolo SMTP localizado na camada de Aplicação. Em seguida este protocolo, após processar os e-mails recebidos do seu programa de e-mail, os envia para a camada inferior, a camada de Transporte. Lá os dados serão processados pelo protocolo TCP. Quando você acessa uma página da Internet, seu navegador também se comunicará com a camada de Aplicação, mas desta vez usando um protocolo diferente, HTTP, já que este é o protocolo responsável por processador paginas da Internet.