O Protocolo IP

As características do protocolo TCP

O TCP (que significa Transmission Control Protocol, em português: Protocolo de Controle de Transmissão) é um dos principais protocolos da camada de transporte do modelo TCP/IP. Ele permite, a nível das aplicações, gerir os dados em proveniência da (ou com destino à) camada inferior do modelo (ou seja, o protocolo IP). Quando os dados são fornecidos ao protocolo IP, este encapsula-os em datagramas IP, fixando o campo protocolo em 6 (para saber que o protocolo ascendente é o TCP...). O TCP é um protocolo orientado para a conexão, isto é, ele permite a duas máquinas comunicantes, controlar o estado da transmissão.

As principais características do protocolo TCP são:

• TCP entrega ordenadamente os datagramas provenientes do protocolo IP

• TCP verifica a onda de dados para evitar uma saturação da rede

• TCP formata os dados em segmentos de comprimento variável para "entregá-los" ao protocolo IP

• TCP permite o multiplex dos dados, quer dizer, faz circular, simultaneamente, as informações que proveem de fontes (aplicações, por exemplo) distintas numa mesma linha

• TCP permite a início e o fim de uma comunicação de maneira educada.

O objectivo do TCP

Graças ao protocolo TCP, as aplicações podem comunicar de forma segura (graças ao sistema de avisos de recepção do protocolo TCP), independentemente das camadas inferiores. Isto significa que os roteadores (que trabalham na camada Internet) teem como único papel o encaminhamento dos dados sob a forma de datagramas, sem se preocuparem com o controle dos dados, porque este é realizado pela camada de transporte (mais concretamente pelo protocolo TCP).

Durante uma comunicação através do protocolo TCP, as duas máquinas devem estabelecer uma conexão. A máquina emissora (a que pede a conexão) chama-se cliente, enquanto a máquina receptora se chama servidor. Diz-se então que estamos num ambiente Cliente-Servidor. As máquinas em tal ambiente comunicam em modo ligado, ou seja, que a comunicação é feita nos dois sentidos.

Para permitir o bom desenrolar da comunicação e de todos os controles que a acompanham, os dados são encapsulados, isto é, juntamos ao pacote de dados um cabeçalho que vai sincronizar as transmissões e assegurar a sua recepção.

Outra particularidade do TCP é poder controlar o débito dos dados graças à sua capacidade para emitir mensagens de dimensão variável: estas mensagens são chamadas de "segmentos".

A função multiplex

O TCP permite efetuar uma tarefa importante: multiplex/desmultiplex, quer dizer, fazer transitar numa mesma linha dados que proveem de aplicações diversas ou, em outras palavras, pôr em série informações que chegam em paralelo.

Estas operações são realizadas graças ao conceito de portas (ou sockets), ou seja, um número associado a um tipo de aplicação que, combinada com um endereço IP, determina, de maneira única, uma aplicação que roda numa dada máquina.

O formato dos dados em TCP

Um segmento TCP é constituído do seguinte modo:

Significado dos diferentes campos:

• Porta Fonte (16 bits): Porta relativa à aplicação corrente na máquina fonte

• Porta de Destino (16 bits): Porta relativa à aplicação corrente na máquina de destino

• Número de ordem (32 bits): Quando a bandeira SYN é 0, o número de ordem é o da primeira palavra do segmento corrente.

Quando SYN é 1, o número de ordem é igual ao número de ordem inicial utilizado para sincronizar os números de sequência (ISN)

• Número de aviso de recepção (32 bits): O número de aviso de recepção, igualmente chamado número de pagamento, corresponde ao número (de ordem) do próximo segmento esperado, e não o número do último segmento recebido.

• Defasagem dos dados (4 bits) : localiza o início dos dados no pacote. A defasagem é essencial aqui porque o campo de opções é de dimensão variável

• Reservada(6 bits): Campo inutilizado atualmente, mas previsto para o futuro

• As bandeiras(flags) (6x1 bit): representam informações suplementares:

o URG: se esta bandeira estiver em 1 o pacote deve ser tratado urgentemente.

o ACK: se esta bandeira estiver em 1 o pacote é um aviso de recepção.

o PSH (PUSH): se esta bandeira estiver em 1, o pacote funciona de acordo com o método PUSH.

o RST: se esta bandeira estiver em 1, a conexão é reiniciada.

o SYN: A Bandeira TCP SYN indica um pedido de estabelecimento de conexão.

o FIM: se esta bandeira estiver em 1, a conexão é interrompida.

• Janela (16 bits): Campo permitindo conhecer o número de bytes que o receptor quer receber, sem aviso de recepção.

• Soma de controle: (Checksum ou CRC) : A soma de controle é realizada fazendo a soma dos campos de dados do cabeçalho, para poder verificar a integridade do cabeçalho.

• Ponteiro de emergência (16 bits): Indica o número de ordem a partir do qual a informação se torna urgente.

• Opções (Dimensão variável): Opções diversas

• Preenchimento: Preenche-se o espaço que fica após as opções com zeros, para ter um comprimento múltiplo de 32 bits

Fiabilidade das transferências

O protocolo TCP assegura a transferência dos dados de maneira fiável, embora utilize o protocolo IP, que não integra nenhum controle de entrega de datagrama.

Na realidade, o protocolo TCP possui um sistema de aviso de recepção que permite ao cliente e ao servidor terem a certeza da recepção, correcta e mútua, dos dados.

Durante a emissão de um segmento, um número de ordem (também chamado de número de sequência) é associado. Na recepção de um segmento de dado, a máquina receptora vai devolver um segmento de dado cuja bandeira ACK é 1 (para