Rede, Roteamento e Transporte

Rede, Roteamento e Transporte
Carlos S. S. Alves1, João Pedro F. S. Neto1, Lucas O. Alves1, Rafael S. G. Pinheiro1
1Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano – Iporá – GO – Brasil
{csantiel, jpsilvanetto}@hotmail.com, {lucasalvespc, rr147440}@gmail.com

 
Abstract. This article describes the features of the network layer; the IP protocols, ICMP, OSPF; TCP / IP routing; the fundamentals of the transport layer; and UDP and TCP protocols; presenting your overview. .
Resumo. Este artigo descreve sobre as funcionalidades da camada de rede; os protocolos IP, ICMP, OSPF; o roteamento TCP/IP; os fundamentos da camada de transporte; e protocolos UDP e TCP; apresentando sua visão geral.

1. Introdução

2. Funcionalidades da camada de rede

2.1. Endereçamento

Método de atribuição de endereço e de localização de um host em uma rede, utilizando o endereço como identificador lógico do host, endereço IP é um número exclusivo que identifica o computador em uma rede, podendo ser IP público, que é exclusivo e globalmente acessível na internet, ou IP particular que não podem ser usados na internet.(MICROSOFT, 2018)

2.2. Roteamento

Identifica o processamento e direcionamento de pacotes de dados, por meio de seus endereços, de uma rede para outra, roteadores podem ser usados para trocar dados entre grupos de redes de computadores que são controlados pela mesma autoridade administrativa, ou para realizar a comunicação entre as autoridades administrativas.(MOURA, 1997)

2.3. Tratamento dos problemas de tráfego na rede como congestionamento

Quando o número de pacotes transmitidos na rede se aproxima ou passa do limite da capacidade de manipulação da rede, ocorre o congestionamento. O controle de congestionamento tem o objetivo de manter o número de pacotes abaixo do nível que afete o desempenho da rede drasticamente.(NASCIMENTO, 2013).

3. Protocolos IP, ICMP, OSPF
3.1. Protocolo IP
        O protocolo IP (Internet Protocol) é um serviço de entrega de datagrama não confiável e um dos mais importantes protocolos da família TCP/IP, pois todos os outros protocolos das camadas de rede dependem deste protocolo para realizar o envio das informações (ELIAS; LOBATO, 2013).

Este protocolo executa a função de roteamento, escolhendo as rotas onde os datagramas IP serão enviados da origem para o seu destino. Além disso, define também as regras para o serviço de entrega, sendo: a forma em que os datagramas são processados, a maneira e tempo em que os erros são informados e quando os datagramas são descartados (ELIAS; LOBATO, 2013).

3.2. Protocolo ICMP
        O protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) é usado pela implementação do protocolo IP para trocar informações de erro e controle, analisando situações por meio de diversos tipos de mensagens. Estas mensagens são encapsuladas em datagramas IP (ELIAS; LOBATO, 2013).

As mensagens ICMP, além de sinalizar erros, sinalizam também informações operacionais e de controle, dentre elas, temos: Echo Request e Echo Reply, as quais testam a conectividade entre dois roteadores na rede (ELIAS; LOBATO, 2013).

3.3. Protocolo OSPF
        Segundo Forouzan (2010), o protocolo OSPF (Open Shortest Path First) permite que o administrador determine um custo da passagem por uma rede dependendo do tipo de serviço. O OSPF possui métricas em relação aos custos, como por exemplo:

se a taxa de transferência máxima é o tipo de serviço desejado, um link de satélite tem uma métrica mais baixa do que uma linha de fibra ótica. Por outro lado, se o atraso mínimo é o tipo de serviço desejado, uma linha de fibra ótica tem uma métrica mais baixa do que de um satélite (FOROUZAN, 2010).

        O OSPF permite que os roteadores utilizem várias tabelas de roteamento, dependendo da complexidade do serviço exigido, para que possa ser analisado qual a rota mais eficiente.

4. Roteamento TCP/IP
        O roteamento do TCP/IP pode ser estático ou dinâmico, sendo que no roteamento estático o caminho é definido pelo administrador; já no roteamento dinâmico as rotas são definidas de forma dinâmica por meio dos gerenciadores de roteamento (routing deamons), sendo que esta rota não está definida na tabela de roteamento, mas é analisada pelos roteadores que se encontram nesta rota (ROSS, 2008).

        As tabelas de roteamento para endereçamento sem classe  possuem no mínimo quatro colunas, mas alguns roteadores atuais podem possuir mais. Algumas das colunas dos roteadores são: Máscara: a qual define a máscara que será aplicada na entrada; Endereço de rede: define para qual o endereço de rede o pacote será enviado; Interface: mostra o nome da interface; e Flags: sendo as chaves liga/desliga, definem se há ausência ou presença (FOROUZAN, 2010).

5. Fundamentos da camada de transporte
        A camada de transporte é responsável pela transferência de dados, utilizando a função de transferência fim-a-fim. Tendo como seus principais protocolos TCP e UDP. A camada de transporte troca informações somente com hosts semelhantes, ignorando máquinas intermediárias na rede, como roteadores e switches (WIKI, 2018).

A principal função da camada de transporte é entregar os dados de forma confiável, mesmo que o serviço da camada de rede não seja confiável.

Os principais serviços oferecidos pela camada de transporte são:

• Controle de conexão- A camada de transporte estabelece uma comunicação segura entre o host remetente e o host destinatário, só depois disso feito, a transmissão é iniciada.  
• Fragmentação-Quando é necessário enviar arquivos maiores que a capacidade é necessário fragmentar a mensagem para que essa tarefa seja realizada com sucesso. Essa função se parece um pouco com a da camada de rede, mas aqui a fragmentação é feita apenas no transmissor e no receptor, dessa forma ela não tem nenhuma relação com a feita na camada de rede.
• Endereçamento- Endereçamento é a identificação de cada serviço através de uma numeração específica para sua respectiva porta. Por exemplo HTTP-80, FTP-20/21, SMTP-25. Dessa forma para conectar os dois hosts, o que solicita e o que recebe utiliza-se um socket que é formado pelo IP e pela porta.

5.1. TCP (Transmission Control Protocol)

O protocolo TCP é um dos principais protocolos da camada de transporte do modelo TCP/IP. Este protocolo permite a gerência dos dados que serão recebidos ou enviados da camada do protocolo IP. O TCP permite a comunicação de computadores entre si  e controla a transmissão, basicamente é um protocolo de orientação para a conexão (ccm.net, set 2017). O protocolo TCP fragmenta o fluxo de dados em segmentos que são enviados de um computador a outro de forma mais confiável, isso garante que os dados cheguem na sequência correta e sem erros , de forma independente das camadas inferiores.