1 Tecnologias da Internet

Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
1
Tecnologias da Internet ................................................................................................................ 2
1.1 A Rede Mundial Internet.......................................................................................................... 3
1.2 A Arquitetura TCP/IP .............................................................................................................. 5
1.3 Topologia Física da Internet .................................................................................................... 7
1.3.1 A Internet Mundial ........................................................................................................... 7
1.3.2 A Internet no Brasil .......................................................................................................... 8
1.4 7N1-A.4. Modelo Cliente Servidor .......................................................................................... 9
1.5 7N1-A.5. Padrões da Internet ................................................................................................. 10
1.6 7N1-A.6. Intranets e Extranets ............................................................................................... 12
2
Arquitetura TCP/IP .................................................................................................................... 13
2.1 Modelo em camadas TCP/IP.................................................................................................. 14
2.2 Protocolos do nível enlace de dados e físico.......................................................................... 15
2.3 Protocolos do nível de rede. ................................................................................................... 16
2.3.1 Endereços IP .................................................................................................................. 17
2.3.2 Datagrama IP.................................................................................................................. 20
2.3.3 Mapeamento de Endereços ............................................................................................ 23
2.3.4 Roteamento .................................................................................................................... 26
2.4 Protocolo do nível de transporte. ........................................................................................... 30
2.5 Protocolo TCP ........................................................................................................................ 31
2.6 Protocolo UDP ....................................................................................................................... 34
2.7 Protocolos do nível de aplicação. ........................................................................................... 36
3
Endereçamento ........................................................................................................................... 37
3.1 Endereços na Internet ............................................................................................................. 38
3.2 Conexão de Intranets com a Internet ...................................................................................... 40
3.2.1 Hosts categoria 1 ............................................................................................................ 41
3.2.2 Hosts categoria 2 ............................................................................................................ 42
3.2.3 Hosts categoria 3: ........................................................................................................... 43
3.3 Endereços na Intranet ............................................................................................................. 44
3.4 Configuração Dinâmica de Endereços IP .............................................................................. 45
3.4.1 Funcionamento do DHCP .............................................................................................. 46
3.4.2 Uso do DHCP numa Intranet ......................................................................................... 48
3.4.3 Uso do DHCP por provedores de Acesso a Internet ...................................................... 50
4
Domínios de Nomes ................................................................................................................... 51
4.1 Espaço de Nomes ................................................................................................................... 52
4.1.1 Espaço de Nomes Plano ................................................................................................. 53
4.1.2 Espaço de Nomes Hierárquico ....................................................................................... 55
4.2 Domínios na Internet .............................................................................................................. 56
4.3 Resolução de Nomes de Domínio .......................................................................................... 59
4.4 DNS ........................................................................................................................................ 60
1
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
1 Tecnologias da Internet
A Internet é uma rede pública de alcance mundial, destinada a permitir a interconexão de
computadores de pequeno, médio e grande porte. A Internet é um "sistema aberto", isto é, ela é
baseada em padrões de funcionamento divulgados publicamente. Essa característica permite que
qualquer fabricante possa desenvolver produtos e soluções compatíveis com a rede Internet.
O modelo de software da Internet é a arquitetura TCP/IP. Os enlaces físicos que constituem a
rede podem, entretanto, ser constituídos por virtualmente qualquer tecnologia. Os computadores que
se ligam a Internet podem ser de qualquer tipo de hardware ou sistema operacional que suporte os
protocolos de comunicação TCP/IP. Sobre a arquitetura TCP/IP, a rede Internet disponibiliza uma
ampla gama de serviços de comunicação padronizados de alto nível para os usuários. Esses serviços
permitem que os usuários troquem facilmente informações de texto, audio e até mesmo vídeo,
contribuindo para o grande sucesso popular da rede.






A.1. A Rede Mundial Internet: Rede pública de alcance mundial, baseada na arquitetura de
comunicação TCP/IP, que oferece uma série de serviços de comunicação padronizados e
difundidos publicamente.
A.2. A Arquitetura TCP/IP: Conjunto de protocolos e serviços de comunicação
padronizados, que servem de base para contrução da rede Internet. Os protocolos da
arquitetura TCP/IP são organizados num modelo de software em camadas.
A.3. Topologia Física da Internet: A topologia física da Internet é constituída por uma
série de redes menores, interligadas por roteadores, funcionando logicamente como uma
única rede virtual.
A.4. Modelo Cliente Servidor Princípio no qual os computadores são organizados em
clientes e servidores. Os servidores são computadores que armazenam e disponibilizam as
informações. Os clientes são computadores que acessam as informação, servindo como
terminais para os usuários.
A.5. Padrões Internet: Documentação referentes a protocolos, padrões e políticas,
publicadas para permitir que diferentes fabricantes forneçam produtos compatíveis com a
Internet.
A.6. Intranets e Extranets: Redes privativas proprietárias, construídas sobre a arquitetura
TCP/IP, que disponibilizam os mesmos serviços de comunicação da rede mundial Internet.
2
Internet e Intranets-Nível 1
1.1
1998, Edgard Jamhour
A Rede Mundial Internet
Conceito: Rede pública de alcance mundial, baseada na arquitetura de comunicação TCP/IP,
que oferece uma série de serviços de comunicação padronizados e difundidos publicamente.
A Internet é uma rede virtual formada por um conjunto de redes menores. Cada rede individual
(usualmente chamada de rede backbone ou simplesmente backbone) é mantida e sustentada em
separado por instituições educacionais, companhias de telecomunicaões, organizações ligadas ao
governo ou instituições privadas, com fins lucrativos. A rede Internet é uma rede bastante
heterôgenea, uma vez as redes que integram a Internet podem operar com tecnologias e velocidades
de transmissão diferentes.
Estrutura Genérica de Internet
rede Ethernet
rede token ring
host
Rede backbone
Os enlaces físicos
no interior do
backbone são de
alta capacidade.
As redes corporativas de
pequeno porte se ligam a
Internet através de
enlaces de média ou
baixa capacidade.
A conexão entre as redes
backbone é, geralmente,
efetuada através de enlaces
de fibra ótica ou satélite.
host
Provedor de acesso
Redes particulares de instituições
públicas e privadas podem se ligar a
Internet, disponibilizando o acesso de
informações aos seus funcionários.
Linhas telefônicas convencionais.

Breve histórico da Internet
A Internet surgiu de um projeto do governo americano denominado ARPAnet, destinado a
suportar projetos militares. A idéia básica desse projeto era prover mecanismos de comunicação
seguros, através de uma malha de comunicação bastante redundante. Mais tarde, o projeto ampliouse e integrou computadores de universidades e centros de pesquisa na malha de comunicação da
ARPAnet. Com a proliferação das conexões acadêmicas, o governo americano decidiu criar uma
rede isolada para aplicações militares. A rede resultante formada essencialmente por universidades
e centros de pesquisa constitui o berço da Internet. No início, apenas as entidades participantes da
rede eram responsáveis por bancar os custos de comunicação, o que contribui para que, nos seus
primeiros anos, a rede Internet tivesse uma abrangência bastante limitada. Mais recentemente, a
Internet despertou o interesse comercial de muitas companhias de telecomunicações, que se
responsabilizaram por expandir a rede original introduzindo novos backbones de acesso.
3
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Hotword
Provedor de Acesso: (Internet Service Providers - ISP) Empresas, geralmente particulares, que
mantém uma conexão de alta capacidade com o backbone da Internet, e permitem que usuários
acessem a Internet a partir de suas casas, através de linhas telefônicas públicas convencionais,
ligadas a modems. Os provedores de acesso fornecem também serviços para empresas de pequeno
porte que não desejam bancar os custos de enlaces permanentes com o backbone da Internet.
Rede Backbone: Denominação genérica dada a uma infra-estrutura de comunicação
permanente, geralmente constituída por uma malha de enlaces físicos dedicados de alta capacidade
de transmissão (de dezenas até centenas de Mbits/s). A rede Internet é formada por várias redes
backbones interconectadas.
Host: Denominação genérica dada um computador que está conectado a rede Internet.
4
Internet e Intranets-Nível 1
1.2
1998, Edgard Jamhour
A Arquitetura TCP/IP
Conceito: Conjunto de protocolos e serviços de comunicação padronizados, que servem de base
para contrução da rede Internet. Os protocolos da arquitetura TCP/IP são organizados num modelo
de software em camadas.
A rede Internet segue o modelo de rede em camadas da arquitetura TCP/IP. Do ponto de vista
do usuário, os serviços oferecidos pela rede Internet são vistos através dos protocolos definidos pela
camada de aplicação.
Modelo OSI
Arquitetura TCP/IP
Aplicação
FTP
TELNET SMTP
HTTP
Apresentação
SNMP
...
Camada de
Aplicação
Sessão
Transporte
Rede
TCP
UDP
IP
Enlace de
Dados
Física
Camada de
Transmissão
Camada de
Aplicação
Camada de
Enlace de
Dados e Física
FTP: File Transfer Protocol. Protocolo que implementa serviços de transferência de
arquivos de uma estação para outra (ponto a ponto) através de rede.
TELNET: Serviço de Terminal Remoto. Protocolo utilizado para permitir aos usuários
controlarem estações remotas através da rede.
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de mensagens
de correio eletrônico de uma estação para outra. Esse protocolo especifica como 2 sistemas de
correio eletrônico interagem.
HTTP: Hypertext Tranfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de informações
multimídia: texto, imagens, som, vídeo, etc. É o protocolo de aplicação básico para o ambiente de
comunicação em rede conhecido como World Wide Web (WWW).
SNMP: Simple Network Monitoring Protocol. Protocolo utilizado para monitorar o estado
das estações, roteadores e outros dispositivos que compõe a rede.
Camada de Aplicação: Conjunto amplo de protocolos que oferecem serviços específicos ao
nível do usuário, como por exemplo: FTP (Protocolo de Transferência de Arquivos), TELNET
(Protocolo para execução de comandos remotos), SMTP (protocolo para correio eletrônico), etc. Os
protocolos da camada de aplicação disponibilizam serviços de comunicação de alto nível para que
programadores implementem aplicativos que utilizam recursos da rede. Novos protocolos estão
sendo continuamente propostos aumentando a gama de serviços disponibilizados.
Camada de Rede: As funções da camada de rede são executadas principalmente pelo
protocolo IP (Internet Protocol). O protocolo IP oferece um serviço de comunicação não orientado
a conexão (datagrama). Sua função é definir a rota dos datagramas e encaminhá-los até seu destino
final.
Camada de Transmissão: Dependendo do tipo de serviço de comunicação utilizado, as
funções da camada de transmissão podem ser executadas pelos protocolos TCP ou UDP. O
5
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
protocolo TCP (Transmission Control Protocol) oferece serviços de comunicação confiáveis e
orientados a conexão. O protocolo UDP (User Datagram Protocol) oferece serviços do tipo
datagrama, isto é, não orientados a conexão.
Camada de Enlace de Dados e Física: A arquitetura TCP/IP não impõe nenhuma restrição
quanto a implementação dos níveis de enlace de dados e físico das redes que interliga. Os
backbones da Internet são geralmente constituídos através de padrões de redes de alta velocidade,
como ATM (Asynchronous Transfer Mode), Frame Relay ou SMDS (Switched Multimegabit Data
Service). Devido à problemas de custo, a rede Internet também é formada por muitos enlaces de
média e baixa capacidade, chegando mesmo a utilização de linhas telefônicas convencionais. Os
protocolos de enlace de dados usados em linhas telefônicas são do tipo ponto a ponto, como o PPP
(Point to Point Protocol) ou SLIP (Serial Line Internet Protocol).
6
Internet e Intranets-Nível 1
1.3
1998, Edgard Jamhour
Topologia Física da Internet
Conceito: A topologia física da Internet é constituída por uma série de redes menores,
interligadas por roteadores, funcionando logicamente como uma única rede virtual.
A topologia física da Internet consiste de uma malha de enlaces de comunicação dedicados, que
interliga vários centros de computação no mundo todo. A rede Internet é constituída na forma de
uma malha de interconexões altamente redundante, disponibilizando diversas rotas para interligar
dois pontos quaisquer da rede. Os computadores podem se ligar a rede usando desde linhas
telefônicas convencionais, através de modems conectados a computadores pessoais, até backbones
de fibra óptica de alta velocidade.
1.3.1 A Internet Mundial
A Internet é uma rede de alcance mundial. Para atingir tamanha amplitude, a rede Internet é
formada pela interligação de vários backbones de abrangência nacional ou até mesmo continental.
O berço da Internet são diversos backbones construídos nos EUA. Outros backbones importantes
existem na Europa, Ásia e outros continentes. A interligação entre as redes de continentes diferentes
se faz através de enlaces via satélite e enlaces de fibra ótica transoceânicos.
Infra-estrutura da Internet Mundial
Backbone
EUA
enlaces físicos
com outros
continentes
cabos de fibra ótica
transoceânicos ou enlaces de
satélite
Backbone
Europeu
enlaces físicos
com outros
continentes
Backbone
Brasil
diversos enlaces
distribuem o acesso a
Internet para redes
particulares.
As redes locais ligadas a Internet devem
utilizar os protocolos TCP/IP.
Hotwords
7
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Backbones: O termo "backbone" ou "rede backbone" é uma denominação genérica dada a uma
infra-estrutura de comunicação permanente, geralmente constituída por uma malha de enlaces
físicos dedicados de alta capacidade de transmissão. A rede backbone serve de espinha dorsal para
integração de várias redes menores.
1.3.2 A Internet no Brasil
A infra-estrutura de acesso a Internet no Brasil é constituída por vários backbones, geridos por
instituições governamentais e não governamentais. O backbone mais amplo é mantido pela
Embratel e disponibiliza a infra-estrutura de comunicação através de enlaces de fibra ótica e enlaces
via satélite, interligando vários pontos no interior do Brasil e no exterior. Outro backbone
importante é o da Rede Nacional de Pesquisa, RNP.
Hotwords
RNP: A Rede Nacional de Pesquisa (RNP) é uma iniciativa do Ministério da Ciência e
Tecnologia - MCT, cuja missão básica é planejar e conduzir ações que assegurem a implantação e
evolução de redes Internet no Brasil. Os serviços da RNP são destinados principalmente a
comunidade de educação, pesquisa e desenvolvimento científico e tecnológico, e gestão
governamental nessas áreas. A RNP gerencia um sólido backbone com conexões interligando todos
os estados, e particularmente, interconecta, direta ou indiretamente (via redes acadêmicas
estaduais), praticamente todas as universidades e centros de pesquisa do país.
8
Internet e Intranets-Nível 1
1.4
1998, Edgard Jamhour
7N1-A.4. Modelo Cliente Servidor
Conceito: Princípio no qual os computadores são organizados em clientes e servidores. Os
servidores são computadores que armazenam e disponibilizam as informações. Os clientes são
computadores que acessam as informação, servindo como terminais para os usuários.
A maioria dos serviços de comunicação disponibilizados na Internet funcionam segundo o
modelo cliente-servidor. Nesse modelo, as funções dos computadores ligados a rede (hosts) são
claramente definidas em dois grupos: clientes e servidores. Os servidores são os computadores que
armazenam e disponibilizam as informações para os computadores denominados clientes. O cliente
é sempre o responsável por iniciar a comunicação, cabendo ao servidor a tarefa de responder as
requisições recebidas. Uma característica importante deste modelo é que apenas o endereço dos
servidores precisa ser conhecido pelos usuários da rede.
O cliente precisa
conhecer o endereço do
servidor para inciar a
comunicação.
Efetua uma requisição
Cliente
Envia a resposta
Dados
armazenados
Servidor
O servidor não precisa conhecer
o endereço do cliente, pois o
endereço para onde a resposta
deve ser enviada é recebido
junto com a requisição.
Hotwords
Cliente: Computador que serve como terminal para um usuário. O cliente é sempre o
responsável por iniciar a comunicação com um servidor, enviando uma requisição. O endereço do
cliente (endereço do protocolo IP) não precisa ser conhecido pelos demais clientes da rede pois a
comunicação é sempre feita através de um servidor.
Servidor: Computador que armazena e disponibiliza as informações para os clientes. A tarefa do
servidor é responder as requisições efetuadas pelos clientes, não cabendo a ele iniciar uma
comunicação. O endereço do servidor (endereço do protocolo IP) precisa ser conhecido pelo cliente
para que ele seja acessível pela rede.
9
Internet e Intranets-Nível 1
1.5
1998, Edgard Jamhour
7N1-A.5. Padrões da Internet
Conceito: Documentação referentes a protocolos, padrões e políticas, publicadas para permitir
que diferentes fabricantes forneçam produtos compatíveis com a internet.
Sendo uma rede pública mundial autônoma, baseada em padrões abertos, não existe nenhuma
autoridade central que controle o funcionamento da Internet. Entretanto, para permitir a
interoperabilidade das diversas redes que compõe a Internet, várias organizações colaboram no
estabelecimento de padrões e políticas gerais de operação da rede. Entre essas organizações, se
destacam a ISOC (The Internet Society), a IAB e a IANA.
The Internet
Society
ISOC
IANA
IAB
quadro diretor
IETF
Atribuição de
Endereços IP
IESG
IRTF
...
grupos de
pesquisa
area 1
area n
...
...
...
grupos de trabalho
RFC
RFC
RFC
Hotwords:
IAB: (The Internet Architecutre Board). Grupo de trabalho voluntário, responsável por
coordenar os trabalhos de pesquisa e normalização relacionados a Internet e a arquitetura de rede
TCP/IP. O IAB supervisiona as atividades de dois grupos de trabalho (task forces), o IETF (Internet
Engineering Task Force) e o IRTF (Internet Research Task Force).
IETF: (The Internet Engineering Task Force). Grupo de trabalho que identifica, prioriza e
endereça assuntos considerados de curto prazo, incluindo protocolos, arquitetura e operações de
serviços. Os padrões propostos são publicados na Internet através de RFCs (Request for Comment).
IESG: (Internet Engineering Steering Group). Grupo de indivíduos responsáveis por coordenar
os esforços dos grupos de trabalho do IETF (The Internet Engineering Task Force).
RFC (Request for Comment). Denominação dada aos documentos que especificam padrões e
serviços para Internet e para a arquitetura TCP/IP. Antes do documento ser aprovado em definitivo,
uma RFC é conhecida como Internet Draft. As RFCs constituem uma série de documentos que
10
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
descrevem os padrões para as tecnologias usadas na Internet. As RFCs são numeradas
sequencialmente, na ordem cronológica em que são escritas. Quando um padrão é revisado, as
alterações são escritas numa RFC com um novo número.
IRTF: (The Internet Research Task Force). Grupo de trabalho que trabalha com assuntos
estratégicos de longo prazo, incluindo esquemas de endereçamento e novas tecnologias.
IANA (The Internet Assigned Numbers Authority). Organização internacional responsável por
coordenar a distribuição de endereços IP entre as diversas redes de computadores que se conectam a
Internet.
ISOC (The Internet Society). Organização internacional inspirada pela National Geographic
Society, reponsável por difundir o uso da Internet pelo mundo todo. A ISOC é formada por
voluntários, com competência reconhecida pela comunidade que, entre outras atribuições legais, são
responsáveis por indicar os membros da IAB.
11
Internet e Intranets-Nível 1
1.6
1998, Edgard Jamhour
7N1-A.6. Intranets e Extranets
Conceito: Redes privativas proprietárias, construídas sobre a arquitetura TCP/IP, que
disponibilizam os mesmos serviços de comunicação da rede mundial Internet.
A rede Internet permitiu difundir uma série de tecnologias, especificadas através de padrões
abertos. Como resultado, surgiram no mercado uma série de produtos disponíveis a custos
reduzidos, compatíveis com a Internet. A principal função desses produtos é fornecer mecanismos
flexíveis para facilitar o processo de troca de informações entre os usuários de computadores. Um
número crescente de empresas vêm adotando as soluções propostas pela Internet em ambientes
corporativos proprietários, onde o acesso é restrito aos funcionários da corporação ou apenas a
pessoas autorizadas. De acordo com a abrangência geográfica das redes privativas, a implementação
de uma "Internet privada" recebe o nome de Intranet ou Extranet.
Extranet
Internet
Rede Privada - WAN
TCP/IP e
Serviços de
Comunicação
Padronizados
pela Internet
Rede Pública
Intranet
Rede Privada - LAN
Intranet: Rede local que utiliza protocolos de comunicação TCP/IP e que oferece serviços
similares a rede Internet. Uma rede intranet não tem necessariamente relação com a Internet, pois
seus serviços são acessíveis apenas por funcionários com acesso a rede local interna. Para permitir
que os usuários da corporação troquem informações com o mundo exterior, uma Intranet pode ser
eventualmente conectada a rede pública Internet, mas neste caso, dispositivos de segurança são
geralmente utilizados para proteger a rede interna de acessos externos indesejáveis.
Extranet: Rede geograficamente distribuída (WAN), construída utilizando enlaces de
comunicação proprietários, que utiliza protocolos de comunicação TCP/IP e que oferece serviços
similares a rede Internet. As Extranets são geralmente usadas pelas corporações para interligar
várias sedes, facilitar a comunicação com fornecedores, representantes, ou qualquer grupo seleto de
pessoas com as quais é preciso manter uma comunicação constante. Uma Extranet implica em
custos de comunicação elevados, mas oferece vantagens de desempenho e segurança sobre a rede
Internet.
12
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
2 Arquitetura TCP/IP
A arquitetura TCP/IP é um dos modelos de software de rede mais populares da atualidade.
Deve-se observar que o termo consagrado TCP/IP refere-se a apenas 2 protocolos de uma ampla
família de protocolos. Um nome mais apropriado para o software de rede baseado nos protocolos
TCP/IP seria conjunto de protocolos internet (Internet Protocol Suite). Esses protocolos são nãoproprietários e constituem a base para construção da rede mundial Internet, o que motivou sua
adoção também em redes locais e redes corporativas.
gateway
internet
internet
REDE
REDE
REDE
REDE
6N2-D.1. Modelo em Camadas TCP/IP.
6N2-D.2. Protocolos do nível enlace de dados e físico.
6N2-D.3. Protocolos do nível rede.
6N2-D.4. Protocolos do nível de transporte.
6N2-D.5. Protocolos do nível aplicação.
Hotwords
TCP/IP: Abreviatura de Transmission Control Protocol/Internet Protocol.
internet: Conjunto de redes interligadas, formando uma rede geograficamente distribuída.
rede mundial Internet: rede pública geograficamente distribuída, de alcance mundial, montada
segundo a arquitetura TCP/IP.
gateway internet: Também chamado de roteador internet. Dispositivo que conecta duas ou mais
redes dentro de uma internet.
não-proprietários: termo utilizado para indicar que os direitos de utilização de uma tecnologia não
pertencem a nenhum fabricante específico. Os protocolos TCP/IP não são definidos por organismos
normalizadores, sendo considerados por isso padrões de facto. (Quando os padrões são definidos
por uma instituição legalmente constituída para elaboração de padrões, como a ISO, o padrão é dito
de jure).
13
Internet e Intranets-Nível 1
2.1
1998, Edgard Jamhour
Modelo em camadas TCP/IP
Conceito: A arquitetura TCP/IP apresenta um modelo de software de rede em camadas, similar
ao modelo OSI.
A arquitetura TCP/IP refere-se a uma ampla família de protocolos, que suportam todas as
funções necessárias para implementar tanto redes locais (LAN) quanto redes geograficamente
distribuídas (WAN). Os protocolos da arquitetura TCP/IP são organizados num modelo com menos
camadas que o modelo OSI, o que contribuiu para o seu grande sucesso no mundo comercial e
acadêmico.
TCP/IP
OSI
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Transmissão
Rede
Rede
Enlace de Dados
Enlace de Dados
Física
Física
Hotwords:
Aplicação: A camada de aplicação agrupa funções das camadas sessão, apresentação e aplicação do
modelo OSI. Essa camada é composta por um conjunto amplo de protocolos que oferecem serviços
específicos ao nível do usuário, como por exemplo: FTP (Protocolo de Transferência de Arquivos),
TELNET (Protocolo para execução de comandos remotos), SMTP (protocolo para correio
eletrônico), etc.
Transmissão: A camada de transmissão guarda uma relação direta com o protocolo de transporte do
modelo OSI. Dependendo do tipo de serviço de comunicação utilizado, as funções da camada de
transmissão podem ser executadas pelos protocolos TCP ou UDP. O protocolo TCP (Transmission
Control Protocol) oferece serviços de comunicação confiáveis e orientados a conexão. O protocolo
UDP (User Datagram Protocol) oferece serviços do tipo datagrama, isto é, não orientados a
conexão.
Rede: As funções da camada de rede são executadas principalmente pelo protocolo IP (Internet
Protocol). O protocolo IP oferece um serviço de comunicação não orientado a conexão
(datagrama). Sua função é definir a rota dos datagramas e encaminhá-los até seu destino final.
Observe que o protocolo TCP constrói um serviço orientado a conexão sobre o protocolo IP, que é,
como foi dito, não orientado a conexão.
Enlace de Dados: A camada de enlace de dados é a mesma do modelo OSI. As redes TCP/IP são
usualmente construídas sobre tecnologias padronizadas para implementação de redes locais, como
Ethernet ou Token-Ring.
Física: A camada física é a mesma do modelo OSI. As redes TCP/IP são usualmente construídas
usando placas adaptadores e cabeamento idênticos aos definidos pelos padrões para redes locais.
14
Internet e Intranets-Nível 1
2.2
1998, Edgard Jamhour
Protocolos do nível enlace de dados e físico.
Conceito: A arquitetura TCP/IP descreve apenas o comportamento das camadas superiores do
software de rede, a partir da camada de rede. Não existe nenhuma restrição quanto a tecnologia
utilizada aos níveis de enlace de dados e físico.
A arquitetura TCP/IP não impõe nenhuma restrição quanto a implementação dos níveis de
enlace de dados e físico das redes que interliga. A função desses níveis pode ser executada através
de qualquer tecnologia para implementação de redes locais, como Ethernet ou Token Ring.
Aplicação
Protocolos
da família
TCP/IP.
Transmissão
definem mecanismos de
comunicação que
funcionam de maneira
transparente através
das redes interligadas.
Rede
Interface de Rede
Ethernet,
Token-Ring,
etc.
Enlace de Dados
Física
definem os mecanismos de
comunicação no interior de
uma rede local.
Interface de Rede: A integração da arquitetura TCP/IP com as camadas inferiores se faz por meio da
interface de rede, responsável por encapsular os datagramas IP nos quadros da camada de enlace de
dados.
15
Internet e Intranets-Nível 1
2.3
1998, Edgard Jamhour
Protocolos do nível de rede.
Conceito: As funções da camada de rede são executadas principalmente pelo protocolo IP
(Internet Protocol). Sua função é definir a rota dos datagramas e encaminhá-los através dos
roteadores internet até seu destino final.
O protocolo IP oferece um serviço de comunicação não orientado a conexão (datagrama). Sua
função é definir a rota dos datagramas e encaminhá-los até seu destino final. O protocolo IP associa
a cada estação um endereço IP, que permite identificar uma estação de maneira única, mesmo com
várias redes interconectadas. As funções do protocolo IP são complementadas pelo protocolo
ICMP.
Aplicação
nos protocolos
superiores, as estações
são idenficadas por
endereços IPs.
placa
adaptadora
de rede
Transporte
Rede
protocolos IP e ICMP
Interface de Rede
Enlace de Dados
Física




nos procolos inferiores as
estações são idenficadas
por endereços físicos,
associados as placas
adaptadoras de rede.
6N2-D.3.1. Endereços IP
6N2-D.3.2. Datagrama IP
6N2-D.3.3. Mapeamento de Endereços
6N2-D.3.4. Roteamento
Hotwords:
endereço IP: número de 32 bits utilizado para identificar as estações numa arquitetura TCP/IP. Cada
endereço IP é único entre todas as estações conectadas na internet.
Datagrama: Nome da unidade de dados do protocolo de rede não orientado a conexão.
ICMP: "Internet control message protocol". Protocolo de rede muito simples, complementar ao
protocolo IP, usado para trocar mensagens de erro e descobrir informações sobre a rede. O ICMP é
destinado principalmente para uso interno do software TCP/IP, e não para fornecer serviços ao nível
de usuário.
16
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
2.3.1 Endereços IP
Conceito: Número de 32 bits utilizado para identificar as estações numa arquitetura TCP/IP.
Cada endereço IP é único entre todas as estações conectadas numa internet.
Os endereços IPs são números de 32 bits, representados usualmente numa notação decimal
pontuada. Cada endereço IP é composto de duas partes, um identificador de rede e um identificador
do host.
Endereço IP de 32 bits
Identificador da
rede
host
Identificador do
host
REDE
REDE
internet
hosts com o
mesmo
identificador de
rede.
hosts com
identificadores de
rede distintos.
REDE
REDE
classes de endereçamento
O número de bits utilizados pelo identificador da rede e pelo identificador de host dependem da
classe de endereçamento utilizada. São definidas 5 classes de endereçamento:
Classe
Formato do Endereço
A
1 bit fixo usado para identificar a
classe do endereço
0
B
Identificador
da Rede
Identificador do
Host
7 bits
24 bits
2 bits fixos usados para identificar a
classe do endereço
10
Identificador
da Rede
Identificador do
Host
14 bits
16 bits
17
Organização da
Rede
permite definir 127
redes distintas, cada
uma com até
16777216 hosts.
Intervalo dos endereços
da classe
de 1.0.0.0 até
127.255.255.255.
permite definir até
16384 redes
distintas, cada uma
com 65535 hosts.
de 128.0.0.0 até
191.255.2555.255.
Internet e Intranets-Nível 1
C
1998, Edgard Jamhour
3 bits fixos usados para identificar a
classe do endereço
110
D
Identificador
da Rede
Identificador do
Host
21 bits
8 bits
4 bits fixos usados para identificar a
classe do endereço
1110
E
permite definir até
2097152 redes
distintas, cada uma
com 255 hosts.
de 192.0.0.0 até
233.255.2555.255.
Classe
reservada de 224.0.0.0 até
para endereçamento 239.255.2555.255.
em multicast.
Endereço de Multicast
5 bits fixos usados para identificar a
classe do endereço
11110
Classe resevada para de 248.0.0.0 até
novas
247.255.2555.255.
implementações.
Não Definido
Endereços IP especiais
Alguns endereços IP possuem significado especial, e não podem ser atribuídos a nenhuma
estação. Os endereços especiais estão resumidos na tabela a seguir:
Endereço
0.0.0.0
0.x.x.x, onde x.x.x é o endereço do host numa rede classe A
0.0.y.y, onde y.y é o endereço do host numa rede classe B
0.0.0.z, onde z é o endereço o host numa rede classe C
255.255.255.255
x.255.255.255, onde x é o identificador de uma rede classe A
y.y.255.255, onde y.y é o identificador de uma rede classe B
z.z.z.255, onde z.z.z é o identificador de uma rede classe C
127.x.x.x
Significado
Indica o próprio host. Esse endereço só é utilizado
no momento da inicialização da estação.
Envia para o host especificado, assumindo a
estação transmissora e receptora estão na mesma
rede.
Envia o datagrama em broadcast na rede local
Envia o datagrama em broadcast numa rede
externa.
Reservado para loopback.
Hotwords
loopback: Enviar para si mesmo. Os datagramas com endereço IP 127.x.x.x não são enviados para
rede. Eles são tratados localmente pela própria estação como datagramas recebidos. Essa função é
útil para efetuar testes e para otimizar a comunicação entre processos num mesmo computador.
exemplo de atribuição de endereços IP
Numa rede TCP/IP todas os hosts pertencentes a uma mesma rede devem possuir o mesmo
identificador de rede. Para que estações com identificadores de redes distintos possam se conectar é
preciso interligá-las através de um roteador.
18
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
identificador de
rede
192.57.49.3
192.57.49.6
192.57.49.4
identificador
do host
192.57.49.7
128.57.49.5
roteador
endereço classe C
128.57.50.2
192.57.50.3
192.57.50.5
192.57.50.4
192.57.50.6
O roteador possui dois endereços IP,
um para cada rede.
Hotwords:
identificador da rede: identifica uma rede conectada à internet. Todos os hosts conectados a uma
dada rede possuem o mesmo identificador de rede, o que permite aos roteadores localizar
rapidamente a rede a qual pertence uma estação (host).
identificador do host: identifica uma única estação (host) dentro da rede. Dentro de uma mesma
rede não podem haver duas estações com o mesmo identificador de host.
host: termo utilizado para designar uma estação conectada a uma internet. O host representa
genericamente qualquer computador da rede.
notação decimal pontuada: nesta notação, os 32 bits são agrupados em 4 bytes. Cada byte é
convertido para sua representação decimal equivalente, formando um endereço composto por quatro
números separadas por pontos. Exemplo:
2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120 2726252423222120
10000000 00001010 00000010 00011110
27=128
23+21=10
21=2
notação binária
24+23+22+21=30
notação decimal pontuada
128.10.2.30
19
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
2.3.2 Datagrama IP
Conceito: Denominação dada à unidade de dados do protocolo de rede IP.
Na arquitetura TCP/IP o fluxo de dados é transmitido em unidades de dados denominadas
datagrama. Um datagrama consiste basicamente em duas partes: um cabeçalho de controle e um
campo de dados.
Datagrama
Cabeçalho de Controle

Campo de Dados
Encapsulamento
Os datagramas são transportados no campo de dados do quadros da camada de enlace de dados,
num processo conhecido como encapsulamento.
Cabeçalho do
datagrama
Cabeçalho do
quadro

Campo de dados do datagrama
Campo de dados do quadro
Camada de rede
Camada de enlace
de dados
Fragmentação e remontagem de datagramas
O tamanho máximo permitido para os quadros pode ser inferior ao tamanho máximo de um
datagrama. Por exemplo, as redes Ethernet limitam o tamanho dos quadros a apenas 1500 bytes,
enquanto os datagramas IP podem chegar até 64 K bytes. Nesse caso, é necessário transmitir um
datragrama utilizando vários quadros. Neste processo, o campo de dados é dividido em vários
fragmentos, cada um suficientemente pequeno para caber num quadro. Cada fragmento é
transportado através da rede TCP/IP como se fosse um datagrama independente. O processo de
fragmentação é efetuado pelas estações transmissoras e pelos roteadores que transportam os
datagramas. Como os roteadores interligam redes de tecnologias diferentes, sempre que necessário,
eles fragmentam ainda mais o datagrama para adaptá-lo a rede de destino. No destino final, a
estação receptora reagrupa os fragmentos reconstruindo o datagrama original.
20
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Cabeçalho do
datagrama
Campo de dados do datagrama
600
0
Dados1
o cabeçalho do
datagrama
original é
reproduzido em
cada um dos
segmentos.
Dados2
Dados3
Cabeçalho do
datagrama
Dados1
Fragmento 1 (Deslocamento 0)
Cabeçalho do
datagrama
Dados2
Fragmento 2 (Deslocamento 600)
Cabeçalho do
datagrama

1500 bytes
1200
Dados3
Fragmento 3 (Deslocamento 1200)
Formato de um datagrama
0
4
8
12
Byte 1
VERS
16
Byte 2
HLEN
Byte 3
Tipo de serviço
28
31
Byte 4
Comprimento total
Identificação
Tempo de vida
24
20
flags
Protocolo
Deslocamento do fragemento
Checksum do cabeçalho
cabeçalho
Endereço IP de origem
Endereço IP de destino
Opções IP
Preenchimento
Dados
dados
…..
Hotwords
VERS: Idenfica a versão do procotocolo IP que montou o datagrama.
HLEN: Os 4 bits desse campo determinam o comprimento do cabeçalho do datagrama em múltiplos
de palavras de 32 bits. O comprimento do cabeçalho é variável pois os campos "Opções IP" e
"Preenchimento" não tem tamanho fixo. O tamanho usual do cabeçalho é de 20 bytes, quando os
campos "Opções IP" e "Preenchimento" são nulos. Nesse caso, o campo HLEN apresenta
comprimento igual a 5 (5 X 32 bits = 20 bytes).
Tipo de serviço: contém informações que descrevem a importância do datagrama (através de 8
níveis de prioridade) e a qualidade esperada para o serviço de entrega. A qualidade do serviço é
descrita por 3 bits denominados D, T e R. O bit D=1 solicita um baixo atraso, o bit T=1 solicita uma
alta taxa de transmissão e o bit R=1 solicita uma transmissão altamente confiável. As informações
desse campo são geralmente ignoradas pelos roteadores que transportam o datagrama.
Comprimento total: informa o comprimento total do datagrama, incluindo o cabeçalho e o campo de
dados, em bytes. Como esse campo possui 16 bits, o tamanho máximo de um datagrama é 2 16 ou 64
Kbytes.
21
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Identificação: Contém um número inteiro que identifica o datagrama. Esse campo é utilizado no
processo de fragmentação e remontagem de datagamas. Todos os fragmentos de um mesmo
datagrama contém o mesmo número de identificação. Dessa forma, o receptor consegue identificar
facilmente os fragmentos que precisam ser reagrupados para remontar o datagrama original.
Flags: Campo composto pelos bits DF (don´t fragment) e MF (more fragments). A estação
transmissora assinala DF=1 para indicar que o datagrama não deve ser fragmentado. Nesse caso, se
um roteador precisar fragmentar o datagrama para adequá-lo a rede de destino, o datagrama é
descartado. O bit MF=1 é utilizado para indicar que o fragmento é o último pedaço do datagrama
original. Quando uma estação recebe um fragmento com MF=0, ela sabe que deve esperar a
chegada de mais fragmentos para completar a remontagem do datagrama.
Deslocamento do Fragmento: Esse campo contém a posição relativa do fragmento em relação ao
datagrama original, medido em bytes. Os fragmentos de um datagrama não chegam no receptor
necessariamente na mesma ordem em que foram transmitidos. Utilizando a informação do campo
de Deslocamento, a estação receptora consegue reordenar os fragmentos recebidos, e remontar o
datagrama original.
Tempo de vida: (TTL - Time to Live). Indica o tempo em segundos que o datagrama pode
permanecer na rede internet. Quando uma estação transmite um datagrama, ela assinala o valor do
TTL. Toda vez que o datagrama é processado por um roteador, o TTL é decrementado. Quando o
TTL expira, o datagrama é descartado, mesmo que o destino final não tenha sido atingido.
Protocolo: O campo protocolo contém um código que especifica o tipo de protocolo de transporte
encapsulado no campo de dados do datagrama (geralmente TCP ou UDP).
Checksum do cabeçalho: Este campo contém o checksum de todos os bytes que compõe o
cabeçalho de controle, excluindo apenas o próprio campo de checksum. Este campo é utilizado pela
estação receptora para verificar a integridade do cabeçalho de controle do datagrama recebido.
Endereço IP de origem: contém o endereço IP que identifica a estação transmissora.
Endereço IP de destino: contém o endereço IP que identifica a estação de destino. Esse campo
reflete sempre o destino final, não importando se o datagrama passará ou não por roteadores
intermediários.
Opções IP: Campo com tamanho variável de 0 até vários bytes. Esse campo pode conter uma série
de códigos em seqüência, cada um deles definido uma opção relativa ao processamento dos
datagramas. As opções são geralmente relacionadas a aspectos como segurança, roteamento,
relatórios de erro, depuração, etc.
Preenchimento: Esse campo completa a seqüência do campo "Opções" com bits de preenchimento
de valor "0", garantindo que o tamanho total dos campos "Opções + Preenchimento" seja múltiplo
de 32 bits.
Dados: contém os dados transportados pelo datagrama. Os dados transportados coorespondem
geralmente a unidade de dados do procotolo de transporte TCP ou UDP.
22
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
2.3.3 Mapeamento de Endereços
Conceito: Denominação dada ao processo de associar um endereço IP ao endereço físico de
uma interface de rede.
Para poder transmitir um datagrama, a estação transmissora precisa conhecer todos as
informações de endereçamento relacionadas ao destinatário, tanto ao nível da camada de rede
(endereço IP) quanto ao nível da camada de enlace de dados (endereço físico). Na arquitetura
TCP/IP, todas as referências aos endereços das estações são feitas através de endereços IP. O
endereço físico do destinatário é descoberto dinamicamente pelo transmissor antes de efetuar a
comunicação, utilizando um protocolo auxiliar denominado ARP.
endereço IPA
endereço
físico A
Estação A
Estação B
interface
de rede
endereço IPB
interface
de rede
endereço
físico B
datagrama
endereço físico endereço físico endereço IP de
de destino
de origem
destino
endereço IP de
origem
quadro
Exemplo de funcionamento do ARP
23
dados
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Exemplo: Transmissão de um datagrama de A para B.
IP: 200.17.98.106
endereço físico
00-60-08-16-85-B3
IP: 200.17.98.105
Estação A
Estação B
interface
de rede
interface
de rede
endereço físico
00-60-08-16-86-B5
1) A estação transmissora
envia uma requisição
ARP, perguntando o
endereço físico
correspondente ao IP de
destino da estação B:
200.17.98.105. Uma
requisição ARP é um
datagrama IP enviado em
broadcast para todas as
estações da rede.
endereço físico
00-60-08-16-85-B3
requisição ARP
(IP 200.17.98.106)
A requisição ARP é um quadro contendo um datagrama IP, com as seguintes
informações de endereçamento:
Endereço Físico de Origem: 00-60-08-16-85-B3
Endereço Físico de Destino: FF-FF-FF-FF-FF-FF (broadcast)
Endereço IP de Origem: 200.17.98.106
Endereço IP de Destino: 255.255.255.255 (broadcast)
O endereço IP solicitado é enviado no campo de dados do datagrama.
IP: 200.17.98.106
IP: 200.17.98.105
Estação A
Estação B
interface
de rede
interface
de rede
endereço físico
00-60-08-16-86-B5
requisição ARP
200.17.98.105
resposta ARP
00-60-08-16-86-B5
2) As estações ao receberem a requisição
ARP comparam o endereço IP solicitado
com o seu próprio. Se os endereços forem
diferentes a requisição é ignorada.
3) Nesse caso, a estação B verifica que o
endereço solicitado é o seu, e responde
enviando uma resposta ARP contendo o
seu endereço físico. A resposta é um
datagrama IP enviado diretamente a
estação que enviou a requisição.
A resposta ARP é um quadro contendo um datagrama IP, com os
seguintes dados de endereçamento:
Endereço Físico de Origem: 00-60-08-16-86-B5
Endereço Físico de Destino: 00-60-08-16-85-B3
Endereço IP de Origem: 200.17.98.105
Endereço IP de Destino: 200.17.98.106
O endereço físico solicitado é enviado no campo de dados do datagrama.
24
Internet e Intranets-Nível 1
endereço físico
00-60-08-16-85-B3
1998, Edgard Jamhour
IP: 200.17.98.106
Estação A
interface
de rede
IP: 200.17.98.105
Estação B
interface
de rede
resposta ARP
(00-60-08-16-86-B5)
quadro contendo o datagrama
IP endereçado a estação B
4) Ao receber a resposta ARP, a
estação transmissora determina o
endereço físico da estação de
destino.
Endereço Físico de Origem: 00-60-08-16-85-B3
Endereço Físico de Destino: 00-60-08-16-86-B5
Endereço IP de Origem: 200.17.98.106
Endereço IP de Destino: 200.17.98.105
5) Uma vez que o endereço físico do
destinatário é conhecido, a estação
transmissora envia sua mensagem
diretamente a estação de destino através
de uma comunicação ponto a ponto.
Hotwords
endereço físico: corresponde geralmente ao endereço associado a interface de rede da estação ou
roteador. Segundo a terminologia IEEE, o endereço físico é comumente referido como endereço
MAC.
ARP: (Address Resolution Protocol). Protocolo utilizado para que a estação transmissora descubra
o endereço físico do destinatário.
25
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
2.3.4 Roteamento
Conceito: Operação que consiste em enviar os datagramas até seu destino final, passando se
necessário por um ou mais roteadores intermediários.
A arquitetura TCP/IP define os mecanismos para que os datagramas sejam entregues no seu
destino final, independente dele estar situado na mesma rede do transmissor (comunicação intrarede), ou numa rede externa interligada através de roteadores (comunicação inter-redes).
numa comunicação intra-rede, o
datagrama é endereçado
diretamente pela estação
transmissora à estação de destino.
internet
REDE
REDE
REDE
REDE
numa comunicação inter-redes, o
datagrama precisa passar por
vários roteadores para chegar ao
seu destino final.
Comunicação intra-rede
Numa comunicação entre duas estações situadas na mesma rede, o transmissor envia o
quadro diretamente ao destino final, preenchendo os campos do destinatário com o endereço físico e
o endereço IP da estação receptora.
26
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Exemplo: Transmissão de um datagrama de A para B.
IP: 200.17.98.106
endereço físico
00-60-08-16-85-B3
IP:
Estação A
interface
de rede
endereço
físico de
destino
endereço
físico de
origem
endereço físico
Estação B
00-60-08-16-81-B5
interface
de rede
endereço IP
de destino
00-60-08-16-81- 00-60-08-16-85- 200.17.98.105
B5
B3
endereço IP
de origem
200.17.98.106
dados
quadro
Comunicação inter-redes
Numa comunicação entre estações conectadas a redes diferentes, a comunicação é dividida em
vários saltos. Cada salto representa uma comunicação entre um par estação-roteador ou roteadorroteador ligados fisicamente. Os endereços IP de origem e de destino se mantém os mesmos durante
todos os saltos do datagrama. O endereço físico, entretanto, é modificado para endereçar os
elementos participantes de cada salto.
27
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Exemplo de comunicação com 3 saltos
segundo salto:
IP origem: 10.0.0.2
IP destino: 30.0.0.2
endereço físico de origem: C
endereço físico de destino: D
primeiro salto:
IP origem: 10.0.0.2
IP destino: 30.0.0.2
endereço físico de origem: A
endereço físico de destino: B
terceiro salto:
IP origem: 10.0.0.2
IP destino: 30.0.0.2
endereço físico de origem: E
endereço físico de destino: F
quadro
quadro
quadro
rede 10.0.0.0
rede 20.0.0.0
roteador
emissor
roteador
IP: 20.0.0.3
endereço físico: D
IP: 10.0.0.2
endereço físico: A
IP: 10.0.0.3
endereço físico: B
rede 30.0.0.0
receptor
IP: 30.0.0.3
endereço físico: E
IP: 30.0.0.2
endereço físico: F
IP: 20.0.0.2
endereço físico: C
roteador: cada porta do roteador possui um endereço IP distinto, pertencente a mesma
rede que interconecta.
Tabelas de Roteamento
O processo de roteamento envolve uma série de decisões tomadas tanto pelas estações quanto
pelos roteadores. Por exemplo, uma estação precisa determinar se o datagrama a ser transmitido
deve ser endereçado diretamente ao destinatário ou a um roteador intermediário. Ao receber um
datagrama, os roteadores também precisam determinar se devem retransmití-lo a outro roteador ou
diretamente à estação de destino. O processo de decisão quanto ao roteamento é baseado em tabelas
armazenadas localmente pelas estações e pelos roteados denominadas "tabelas de roteamento IP".
Exemplo de tabelas
de roteamento
IP: 20.0.0.2
rede 10.0.0.0
rede 10.0.0.0
roteador
roteador
estação
rede 30.0.0.0
IP: 10.0.0.3
IP: 30.0.0.2
IP: 30.0.0.3
IP: 10.0.0.2
Tabela de roteamento da estação
Endereço de IP
Endereço de Gateway
pertence a rede 10.x.x.x entregar diretamente
pertence a outra rede
10.0.0.2 (gateway default)
28
Interface
10.0.0.3
10.0.0.3
Custo
1
1
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Tabela de roteamento do roteador
Endereço de Rede
Endereço de Gateway
pertence a rede 10.x.x.x entregar diretamente
pertence a rede 20.x.x.x entregar diretamente
pertence a rede 30.x.x.x entregar diretamente
pertence a outra rede
30.0.0.3 (gateway default)
Interface
10.0.0.2
20.0.0.2
30.0.0.2
30.0.0.2
Custo
1
1
1
1
Endereço de rede: parte do endereço IP do destinatário correspondente ao identificador da rede.
Cada entrada da tabela de roteamento indica qual ação deve ser tomada em função da rede que
pertence o destinatário. Se a rede do destinatário não for encontrada em nenhuma entrada da tabela
de roteamento, o datagrama é enviado para o gateway default (geralmente, o roteador que interliga a
rede a internet).
Endereço de gateway: O endereço de gateway não é usado diretamente na formatação do
datagrama. Ele é utilizado pelo transmissor para descobrir o endereço físico do destinatário, através
do protocolo ARP. Se o destinatário pertencer a uma rede distinta do transmissor, então o endereço
de gateway corresponde a uma porta do roteador que irá encaminhar o datagrama. Se o transmissor
e o receptor estiverem na mesma rede, então o endereço de gateway é o próprio endereço do
destinatário.
Custo: medida relativa do custo de utilização da rota. A informação de custo é utilizada pelo
roteador quando existir mais de uma rota para o mesmo destino.
29
Internet e Intranets-Nível 1
2.4
1998, Edgard Jamhour
Protocolo do nível de transporte.
Conceito: Os protocolos de transporte são capazes de manipular múltiplos endereços numa
mesma estação, permitindo que várias aplicações executadas no mesmo computador possam enviar
e receber datagramas independentemente.
Dependendo do tipo de serviço de comunicação utilizado, as funções da camada de transmissão
podem ser executadas pelos protocolos TCP ou UDP. O protocolo TCP (Transmission Control
Protocol) oferece serviços de comunicação confiáveis e orientados a conexão. O protocolo UDP
(User Datagram Protocol) oferece serviços do tipo datagrama, isto é, não orientados a conexão.
Camada de Aplicação
cabeçalho de
controle
Dados
Camada de Transporte
(TCP ou UDP)
Dados
Unidade de dados do
protocolo de transporte
T-PDU
datagrama IP
Camada de Rede
(IP)
Dados
Camada de Enlace de dados
representação lógica binária
0001101010101010101010001
Camada Física
representação elétrica ou óptica
meio físico de transmissão


6N2-D.4.1. Protocolo TCP
6N2-D.4.2. Protocolo UDP
30
quadros
A T-PDU é
encapsulada
no campo de
dados do
datagrama
IP.
Internet e Intranets-Nível 1
2.5
1998, Edgard Jamhour
Protocolo TCP
Conceito: Protocolo da camada de transporte que oferece um serviço de comunicação
confiável e orientado a conexão sobre a camada de rede IP.
O Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) é um protocolo orientado a conexão
destinado a construir comunicações ponto a ponto confiáveis.





endereçamento por portas
comunicação confiável
controle de seqüenciação
segmentos TCP
endereçamento por portas:
O protocolo TCP utiliza um nível de endereçamento complementar aos endereços IP, que
permite distinguir vários endereços de transporte numa mesma estação. Os endereços de transporte
são números inteiros de 16 bits denominados portas.
O protocolo TCP identifica uma conexão
pelo par (IP,porta) de ambas as
extremidades. Dessa forma, uma mesma
porta pode ser usada para estabelecer
simultaneamente duas conexões sem
nenhuma ambiguidade.
A aplicação B se comunica como se
estivesse utilizando uma ligação ponto a
ponto dedicada com cada uma das outras
aplicações.
Aplicação
B
Aplicação
A
CAMADA DE
APLICAÇÃO
CAMADA
TDP
Porta
53
Porta
25
Porta
1184
4
Porta
53
Aplicação
C
Porta
1069
Porta
1184
CAMADA
IP
CAMADAS
INFERIORES
128.10.2.4
128.10.2.5
ESTAÇÃO B
ESTAÇÃO C
128.10.2.3
ESTAÇÃO A
Conexão bidirecional formada pelo
par (128.10.2.3,1184) e
(128.10.2.4,53)

Conexão bidirecional formada
pelo par (128.10.2.5,1184) e
(128.10.2.4,53)
Comunicação confiável
O protocolo TCP oferece um serviço de comunicação confiável utilizando uma técnica
conhecida como “confirmação positiva com retransmissão”. Nesse método, o receptor precisa
confirmar o recebimento dos dados através de uma mensagem de confirmação (ACK). O
transmissor espera a confirmação de cada mensagem transmitida antes de enviar uma nova
31
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
mensagem. Se a confirmação demorar mais do que um tempo pré-estabelecido, o transmissor
retransmite a mensagem.

Controle de Seqüenciação
O protocolo TCP oferece um serviço de comunicação orientado a conexão, que garante que as
mensagens serão recebidas na mesma seqüência em que foram transmitidas. Esta característica
permite fragmentar as mensagens muito grandes em porções menores de maneira a compatibilizálas com o tamanho máximo imposto aos datagramas IP. A mensagem original é reconstruída de
maneira transparente pela camada de transporte do receptor.

Segmentos TCP
A unidade de dados do protocolo TCP é denominada segmento. Usualmente, cada segmento
TCP é encapsulado no campo de dados de um único datagrama. Um segmento TCP é composto de
duas partes: um cabeçalho de controle e um campo de dados. O formato do segmento é detalhado
abaixo.
0
4
8
12
Byte 1
16
Byte 2
24
20
Byte 3
Porta de origem
28
31
Byte 4
Porta de destino
Número de Seqüência
cabeçalho
Número de Confirmação
HLEN
Reservado
Bits de código
Janela de Recepção
Ponteiro de Urgência
Checksum
Opções
Dados
dados
…..
Hotwords
Porta de Origem: identificador de 16 bits que identifica a porta que transmitiu o segmento.
Porta de Destino: identificador de 16 bits que identifica a porta para onde o segmento será
transmitido.
Número de Seqüência: O protocolo TCP fragmenta mensagens muito longas e as transmite numa
seqüência de segmentos. O campo "Número de Seqüência" indica que porção da mensagem original
está sendo transmitida no segmento corrente. Essa informação é utilizada pelo receptor para
reordenar os segmentos que cheguem fora de ordem.
32
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Mensagem Original
0
200
0
Dados
SEGMENTO
800
500
200
Dados
SEGMENTO
500
bytes
Dados
SEGMENTO
Número de confirmação: Identifica o número do próximo byte que o receptor espera receber. Esta
informação é enviada pelo receptor ao transmissor através das mensagens de confirmação de
recebimento (ACK).
HLEN: Este campo contém um número inteiro que determina o comprimento do cabeçalho do
datagrama em múltiplos de palavras de 32 bits. O comprimento do cabeçalho é variável pois os
campos "Opções " e "Preenchimento" não tem tamanho fixo.
Bits de código: Este campo identifica o tipo de mensagem transportada pelo segmento. Os
segmentos podem transportar mensagens de vários tipos: confirmação (ACK), estabelecimento ou
liberação de conexões, dados, etc.
Janela de Recepção: TCP provê meios para que o receptor cadencie o fluxo de dados enviados pelo
transmissor. Toda vez que o receptor confirma o recebimento de uma mensagem (enviando uma
mensagem ACK para o transmissor), ele preenche o campo "Janela de Recepção" informando o
número de bytes que ele é capaz de receber na próxima transmissão. O transmissor leva em
consideração essa informação para determinar o tamanho do próximo segmento a ser enviado.
Ponteiro de Urgência: Indica a posição (em bytes) em relação a seqüência de dados recebidos onde
dados urgentes poderão ser encontrados. Este mecanismo é utilizado par que o transmissor possa
enviar mensagens de alta prioridade ao receptor.
Checksum: Este campo contém o checksum de todos os bytes que compõe o segmento TCP
(cabeçalho de controle e dados). Este campo é utilizado pela estação receptora para verificar a
integridade do segmento recebido.
Opções: Campo opcional de tamanho variável, múltiplo de 32 bits. Este campo foi criado para que o
protocolo TCP possa disponibilizar facilidades adicionais que não foram cobertas pelos campos
padronizados do cabeçalho de controle.
Dados: Contém os dados transportados pelo segmento TCP.
33
Internet e Intranets-Nível 1
2.6
1998, Edgard Jamhour
Protocolo UDP
Conceito: Protocolo da camada de transporte que oferece um serviço de comunicação não
orientado a conexão, construído sobre a camada de rede IP.
O Protocolo UDP (User Datagram Protocol) é um protocolo não orientado a conexão que
oferece serviços de comunicação bastante elementares. O protocolo é não confiável, isto é, não há
garantia de entrega dos datagramas transportados. O protocolo também não garante que os
datagramas cheguem na mesma ordem em que foram transmitidos. Sua principal função é permitir a
distinção de múltiplos destinos numa mesma estação. Sendo não orientado a conexão, o protocolo
UDP pode ser utilizado tanto em comunicações do tipo difusão (broadcast) quanto ponto a ponto.
aplicação
A
aplicação
B
CAMADA DE
APLICAÇÃO
Porta 1
Porta 2
Porta 3
As aplicações
recebem as
mensagens
endereçando as
portas da camada
UDP.
Porta N
...
Demultiplexagem
CAMADA UDP
CAMADA IP
CAMADAS
INFERIORES
A
demultiplexagem
é feita analisando
a porta de
destino, indicada
no cabeçalho de
controle das
mensagens que
chegam na
estação.
datagrama com a
mensagem UDP
encapsulada.

Mensagem UDP
A unidade de dados do protocolo UDP é denominada user datagram, ou simplesmente
mensagem UDP. Uma mensagem UDP é composta de duas partes: um cabeçalho de controle e um
campo de dados. O formato da mensagem é detalhado abaixo.
34
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
16
0
31
Porta de Origem
Porta de Destino
Comprimento da Mensagem
checksum
cabeçalho
Dados
dados
…..
Hotwords
Porta de Origem: identificador de 16 bits que identifica o endereço, ao nível da camada de
transporte, para o qual deve ser enviado uma eventual resposta à mensagem transmitida.
Porta de Destino: identificador de 16 bits que identifica o endereço do destinatário da mensagem ao
nível da camada de transporte.
Comprimento da mensagem: corresponde ao comprimento total da mensagem UDP, em bytes,
incluindo o cabeçalho e o campo de dados.
checksum: O preenchimento do campo checksum é opcional. A informação deste campo é usada
pelo receptor para verificar a integridade dos dados recebidos. No caso de haver erro, o receptor
descarta a mensagem.
Dados: O campo de dados contém as informações a serem transmitidas. O comprimento máximo da
mensagem UDP, incluindo o campo de dados e o cabeçalho é de 64 Kbytes.
35
Internet e Intranets-Nível 1
2.7
1998, Edgard Jamhour
Protocolos do nível de aplicação.
Conceito: Protocolos que disponibilizam serviços padronizados de comunicação, destinados a
dar suporte ao desenvolvimento de aplicações para os usuários.
As funções da camada de aplicação da arquitetura TCP/IP são executadas por um conjunto
amplo de protocolos, que oferecem serviços de comunicação padronizados. Cada um desses
protocolos agrupa funções das camadas sessão, apresentação e aplicação do modelo OSI. Os
protocolos de aplicação disponibilizam serviços de comunicação de alto nível para que
programadores implementem aplicativos que utilizam recursos da rede. Os protocolos de aplicação
estão num processo de evolução contínua, sendo que novos protocolos estão sendo continuamente
propostos aumentando a gama de serviços disponibilizados.
Modelo OSI
Arquitetura TCP/IP
Aplicação
FTP
TELNET SMTP
HTTP
Apresentação
SNMP
...
NFS
Protocolos
de
Aplicação
Sessão
Transporte
TCP
UDP
Rede
IP
Enlace de Dados
Enlace de Dados
Física
Física
FTP: File Transfer Protocol. Protocolo que implementa serviços de transferência de arquivos de
uma estação para outra (ponto a ponto) através de rede.
TELNET: Serviço de Terminal Remoto. Protocolo utilizado para permitir aos usuários controlarem
estações remotas através da rede.
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de mensagens de
correio eletrônico de uma estação para outra. Esse protocolo especifica como 2 sistemas de correio
eletrônico interagem.
HTTP: Hypertext Tranfer Protocol. Protocolo utilizado para transferência de informações
multimídia: texto, imagens, som, vídeo, etc.
SNMP: Simple Network Monitoring Protocol. Protocolo utilizado para monitorar o estado das
estações, roteadores e outros dispositivos que compõe a rede.
NFS: Network File System. Protocolo desenvolvido pela "SUN Microsystems, Incorporated", que
permite que as estações compartilhem recursos de armazenamento de arquivos através da rede.
36
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3 Endereçamento
A rede Internet utiliza um modelo de endereçamento universal, baseado em endereços IP. Um
endereço IP permite identificar qualquer computador (host) conectado a rede de maneira única e
inconfundível. Essa informação é utilizada em todas as comunicações entre os computadores que se
conectam a Internet. Uma vez que os endereços IP contém informações relativas a rede e ao host,
sua atribuição está relacionada com a topologia física da Internet. A comunicação entre hosts com
endereços IP com identificadores de rede diferentes precisa ser intermediada por um roteador. Hosts
pertencentes a mesma rede se comunicam diretamente sem necessidade de roteamento.
Para permitir a integração de redes pelo mundo todo, a atribuição de endereços IPs para os
computadores ligados a Internet deve seguir uma política global, pois os endereços não podem ser
duplicados ou desperdiçados.




B.1. Endereços na Internet: A atribuição de endereços IP para computadores que se
conectam a rede pública Internet é coordenada pela organização mundial IANA ((The
Internet Assigned Numbers Authority).
B.2. Conexão de Intranets com a Internet: As Internets privadas podem ser conectadas a
rede pública Internet, permitindo que os usuários da corporação troquem informações com o
mundo exterior.
B.3. Endereços em Intranets: A atribuição de endereços IP em redes privativas pode ser
feita livremente, a critério do administrado da rede local corporativa.
B.4. Configuração Dinâmica de Endereços IP: Mecanismo que permite atribuir
automaticamente um endereço IP para uma host, assim que essa é inicializada ou conectada
a rede Internet.
Hotwords
endereços IP: Um endereço IP é um identificador numérico de 32 bits, dividido em 2 campos:
um identificador da rede e o identificador da estação dentro da rede. Todos as estações de uma
mesma rede possuem o mesmo identificador de rede e, necessariamente, identificadores de estação
diferentes. Redes diferentes são ligadas através de roteadores. Os endereços de 32 bits estão
associados ao protocolo IP versão 4 (IPv4), atualmente em uso na Internet. Estão sendo efetuados
estudos pelo IAB para uma nova versão do protocolo IP denominada IPv6 (IP versão 6). O IPv6
utilizará endereços IP de 128 bits, aumentando de maneira significativa o espaço de endereçamento
da Internet. Para maiores detalhes sobre o funcionamento do protocolo IP favor consultar o capítulo
D do livro 6.
37
Internet e Intranets-Nível 1
3.1
1998, Edgard Jamhour
Endereços na Internet
Conceito: A atribuição de endereços IP para os computadores que se conectam a Internet é
coordenada por autoridades de abrangência mundial, de maneira a evitar a duplicação e a má
distribuição de endereços.
A distribuição de endereços IP para computadores que se conectam a Internet mundial é feita de
acordo com políticas definidas na RFC 2050. A implementação dessa política é de responsabilidade
da IANA. A IANA implementa a política de distribuição de endereços IP com o auxílio de diversas
entidades denominadas "autoridades de registro na Internet". A IANA distribui blocos do espaço
total de endereços IP para autoridades regionais. Cada autoridade regional possui uma abrangência
continental. Para facilitar a administração dos endereços IP, as autoridades regionais delegam a
tarefa de alocação dos endereços IP para autoridades locais, que possuem geralmente abrangência
nacional.
HIERARQUIA DE REGISTRO DE ENDEREÇOS NA INTERNET
IANA
ARIN
RIPE NCC
APNIC
Asia e Pacífico
Américas, Caribe e
África
Europa
Autoridades
Regionais de
Registro na
Internet
Autoridades
Locais de
Registro na
Internet
RNP
Brasil
Hotwords
RNP: No Brasil, a autoridade de registro na Internet é a RNP (Rede Nacional de Pesquisa).
A RNP delega a responsabilidade de alocação de endereços IP a FAPESP (Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de São Paulo). Deve-se observar que a RNP é apenas um dos provedores de
"backbone" que possibilitam o acesso a Internet no Brasil. De fato, todos os grandes provedores de
"backbone" possuem blocos de números reservados a seus clientes. Por isso, não se faz necessário
uma solicitação especifica à FAPESP.
RFC 2050: Request for Comment número 2050. Documento elaborado por um grupo de
trabalho IETF (The Internet Engineering Task Force) e aprovada pelo IESG (Internet Engineering
Steering Group). Esse documento contém as diretivas para alocação de endereços IP para Internet.
IANA (The Internet Assigned Numbers Authority). Organização que possui a
responsabilidade de coordenar a distribuição de endereços IP pelo mundo.
APNIC (Asia-Pacific Network Information Center). Autoridade responsável por alocar
endereços IPs para as redes da Ásia e Pacífico.
38
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
ARIN (American Registry for Internet Numbers) Autoridade responsável por alocar
endereços IPs para a América do Norte, América do Sul, Caribe e regiões da África SubSaariana.
RIPE NCC (Reseau IP Europeens) Autoridade responsável por alocar endereços IPs para as
redes da Europa.
39
Internet e Intranets-Nível 1
3.2
1998, Edgard Jamhour
Conexão de Intranets com a Internet
Conceito: As Intranets podem ser conectadas a rede pública Internet, permitindo que os
usuários de uma rede privada troquem informações com o mundo exterior.
É muito comum que numa mesma rede corporativa convivam aplicações que envolvam apenas
comunicações internas juntamente com aplicações que envolvam a comunicação com o mundo
exterior. Como conseqüência, certos hosts (clientes ou servidores) da rede são acessíveis apenas
internamente e outros são acessíveis tanto internamente quanto externamente. A distinção do grau
de conectividade com o mundo externo é importante, pois a alocação dos endereços IP dos hosts
com conexão externa deve obedecer as regras impostas pelas autoridades que coordenam a Internet.
As regras para atribuições de endereços IPs com diferentes graus de conectividade com o mundo
externo são definidas pela RFC 1918. Esse documento classifica os hosts em três categorias, de
acordo com o grau de conectividade com o mundo externo:



7N1-B.4.1. Hosts categoria 1: Hosts que se comunicam apenas internamente.
7N1-B.4.2. Hosts categoria 2: Hosts que se comunicam indiretamente com o mundo
externo.
7N1-B.4.3. Hosts categoria 3: Hosts que se comunicam diretamente com o mundo externo.
Hotwords
RFC 1918: Request for Comment número 1918. Documento elaborado por um grupo de trabalho
IETF (The Internet Engineering Task Force) e aprovada pelo IESG (Internet Engineering Steering
Group). Esse documento contém as diretivas para alocação de endereços IP em Intranets.
40
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.2.1 Hosts categoria 1
Conceito: Hosts que se comunicam apenas internamente.
Os hosts que se comunicam apenas no interior da rede comporativa e não tem acesso a redes
externas ou a Internet são classificados como "Categoria 1". Cada hosts dessa categoria precisa de
um endereço IP que seja único na empresa, mas que pode ser duplicado entre empresas diferentes.
Numa rede Intranet sem conexão com a Internet, todos os hosts pertencem a categoria 1.
Exemplo de uma rede Intranet constituída de duas redes físicas conectadas por um roteador.
192.16.0.1
192.16.0.2
192.16.0.5
192.16.0.3
192.16.0.4
rede 192.16.0.x
roteador
interno
192.16.1.5
rede 192.16.1.x
192.16.1.1
192.16.1.2
192.16.1.3
servidor
192.16.1.4
rede interna de uma empresa.
Hotwords
servidor: Computador responsável por armazenar informações e disponibilizar serviços de
comunicação para os clientes. Os serviços disponibilizados pelo servidor correspondem àqueles
definidos pelos protocolos de aplicação da arquitetura TCP/IP, como por exemplo, FTP
(transferência de arquivos), SMTP (correio eletrônico), etc. Para ser funcional, uma rede Intranet
precisa de pelo menos um servidor, podendo, se necessário, haver mais de um servidor na mesma
rede. A rede Internet é constituída por uma infinidade de servidores.
41
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.2.2 Hosts categoria 2
Conceito: Hosts que se comunicam indiretamente com o mundo externo.
Muitas redes corporativas necessitam disponibilizar o acesso a Internet para seus funcionários,
mas sem comprometer a segurança da sua rede corporativa interna. Para permitir que clientes
acessem o mundo externo sem conectá-los diretamente a Internet, utiliza-se usualmente um
dispositivo denominado servidor proxy. Os hosts que se comunicam com o mundo externo através
de dispositivos intermediários como os servidores proxies são classificados na categoria 2. As
regras para atribuição de endereços IP aos hosts da categoria 2 são idênticas as regras da categoria
1. Apenas o servidor proxy necessita de um endereço IP registrado pelas autoridades que
coordenam a Internet.
Exemplo de uma rede Intranet interligada a Internet através de um servidor proxy. Nessa rede, os hosts estão
na categoria 2.
192.16.0.1
192.16.0.2
servidor proxy
192.16.0.3
200.17.98.1
192.16.0.4
roteador
200.17.98.2
192.16.0.5
roteador interno
192.16.1.5
servidor
192.16.1.1
192.16.1.2
192.16.1.3
rede corporativa interna da empresa
conexão com um
backbone da
Internet.
192.16.1.4
o servidor não é
acessível pela rede
externa.
Hotwords
servidor proxy: Dispositivo responsável por intermediar a conexão entre os hosts internos e o
mundo externo. O servidor proxy (procurador) é geralmente implementado através de um
computador com duas interfaces de rede, uma conectada a rede interna e a outra a rede externa.
Quando um cliente necessita acessar informações de um servidor externo, ele efetua o pedido ao
servidor proxy. O servidor proxy, por sua vez, contata o servidor externo e retorna o resultado ao
cliente. Nesse procedimento, o único computador da rede exposto ao mundo externa é o servidor
proxy.
acesso a Internet: O termo "acesso a Internet" implica que um host tem acesso a pelo menos um
tipo de serviço de comunicação padronizado, por exemplo trocar mensagens de correio eletrônico,
com o mundo exterior.
42
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.2.3 Hosts categoria 3:
Conceito: Hosts que se comunicam diretamente com o mundo externo.
Os hosts são classificados na categoria 3 quando eles estão diretamente integrados a rede
Internet. O endereços IP de cada hosts pertencente a essa categoria deve ser únicos em toda a rede
Internet. Para que cada host que uma empresa precisa conectar na categoria 3, ela precisa conseguir
um endereços IP junto as autoridades que coordenam a distribuição de endereços IP na Internet.
Exemplo onde os hosts da rede são integrados diretamente ao backbone da Internet. Nesse
caso a rede corporativa corresponde a uma extensão da rede Internet.
200.16.0.1
200.16.0.2
200.16.0.3
192.16.0.5
200.16.0.4
200.16.0.6
roteador
conexão com
um backbone
da Internet.
200.16.2.5
200.16.2.1
200.16.2.2
200.16.2.3
43
200.16.2.4
Internet e Intranets-Nível 1
3.3
1998, Edgard Jamhour
Endereços na Intranet
Conceito: Os endereços IP podem ser atribuídos livremente numa rede Intranet completamente
isolada da rede pública Internet. Se houver necessidade de conexão com a Internet, entretanto, os
endereços IP devem ser atribuídos segundo regras bem definidas.
Quando da implantação de uma Intranet, uma empresa possui autonomia para definir a
distribuição dos endereços IP pelas máquinas da rede. Se posteriormente a empresa necessitar
integrar parte de sua rede a Internet, a má distribuição de endereços poderá causar conflitos com a
rede pública devido a duplicação de endereços. Para evitar este tipo de problema, a RFC 1918
recomenda que as empresas implementem suas Intranets utilizando endereços reservados, que não
são atribuídos a nenhum host conectado a rede Internet. O documento define três faixas de
endereços reservados para as Intranets:
Faixa de endereços privados
10.0.0.0 a 10.255.255.255
172.16.0.0 a 172.31.255.255
192.168.0.0 a 192.168.255.255
Descriçao
Define uma rede de endereços classe A.
Define 16 redes contíguas de endereços classe B.
Define 256 redes contíguas de endereços classe C.
Uma vez que endereços privados não possuem significado global, as informações de
roteamento sobre redes privadas não dever ser propagados em enlaces que saiam dos limites da rede
interna da empresa, e pacotes com endereços de origem ou destino privados não devem ser
transmitidos através desses enlaces. A RFC 1918 recomenda que os roteadores em redes que não
estiverem usando um espaço de endereço privado, especialmente aqueles provedores de serviço
Internet, devem configurar seu roteadores para rejeitar a informação de roteamento sobre as redes
privadas.
Hotwords
RFC 1918: Request for Comment número 1918. Documento elaborado por um grupo de
trabalho IETF (The Internet Engineering Task Force) e aprovada pelo IESG (Internet Engineering
Steering Group). Esse documento contém as diretivas para alocação de endereços IP em Intranets.
44
Internet e Intranets-Nível 1
3.4
1998, Edgard Jamhour
Configuração Dinâmica de Endereços IP
Conceito: Mecanismo que permite atribuir automaticamente um endereço IP para uma host,
assim que essa é inicializada ou conectada a rede Internet.
A atribuição de endereços IP numa rede TCP/IP de grande porte pode ser uma tarefa bastante
complexa. O administrador da rede deve certificar-se que cada host receba um endereço IP único
entre todas as máquinas da rede. A configuração manual de endereços IP, além de ser trabalhosa,
pode levar a duplicação indesejável de endereços. Em redes de grande porte, determinar a
localização física de duas máquinas apresentando conflito de endereços IP pode ser uma tarefa
bastante difícil. Para auxiliar a resolver este problema, grupos de trabalho IETF (Internet
Engineering Task Force) padronizaram um serviço que auxilia a configuração automática de
endereços IP, denominado DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). O DHCP foi
padronizado pelas RFCs 1533, 1534, 1541 e 1542.



7N1-B.4.1. Funcionamento do DHCP
7N1-B.4.2. Uso do DHCP numa Intranet
7N1-B.4.3. Uso do DHCP por provedores de Acesso a Internet
45
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.4.1 Funcionamento do DHCP
O serviço de DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) funciona segundo a arquitetura
cliente-servidor. Nessa arquitetura, uma máquina denominada "servidor de DHCP" é responsável
por atribuir endereços IPs para as demais máquinas, denominadas "clientes DHCP". A atribuição do
endereço IP é feita no momento que o computador cliente é ligado, ou mais especificamente,
quando seu serviço de rede é iniciado. Deve-se observar que o servidor DHCP apenas "empresta" o
endereço IP ao cliente. Cada cliente é responsável por renovar o seu empréstimo de tempos em
tempos. Se o empréstimo não for renovado, o endereço IP é considerado livre e pode ser atribuído a
outra máquina da rede. Esta característica permite reutilizar endereços IP quando um computador é
desativado.
Cliente DHCP
Cliente DHCP
O serviço de DHCP pode ser
usado inclusive para atribuir
endereços IP para os servidores da
rede.
192.0.0.5
Cliente DHCP
192.0.0.2
192.0.0.1
192.0.0.3
192.0.0.4
Servidor DHCP
Cliente DHCP
depósito de
endereços IP
Cliente DHCP
192.0.0.1
192.0.0.2
192.0.0.3
192.0.0.4
192.0.0.5
....
Hotwords
atribuir endereço IP: De fato, o serviço de DHCP não atribui apenas endereços IP. Outros
parâmetros de configuração necessários a comunicação na arquitetura TCP/IP podem ser
distribuídos aos clientes juntamente com o endereço IP. Geralmente, esses parâmetros
correspondem a máscara de subrede, e o endereço IP do "gateway default", isto é, o roteador para
onde são enviadas as mensagens que não possuem uma rota conhecida.
servidor DHCP: corresponde a um computador qualquer da rede, escolhido para centralizar
a distribuição de endereços IP. O servidor de DHCP é um computador comum, sobre o qual é
46
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
instalado o software que executa o serviço de DHCP. O administrador da rede interage diretamente
com o servidor de DHCP para configurar como os endereços IP deverão ser distribuídos.
clientes DHCP: corresponde aos computadores que recebem os endereços IPs através do
serviço de DHCP. Deve-se observar que o termo "cliente" refere-se unicamente ao serviço de
DHCP. Um computador que funciona normalmente como servidor na rede TCP/IP (servidor de
correio eletrônico, por exemplo) pode ser um cliente DHCP. Um cliente DHCP negocia o uso de
um endereço IP através da troca de mensagens com o servidor. Após haver recebido um endereço
IP pela primeira vez, o cliente sempre tenta manter o mesmo IP, solicitando periodicamente ao
servidor a renovação do direito de usar o IP.
depósito de endereços IP: corresponde a um conjunto pré determinado de endereços IP, que
o servidor DHCP distribui para os clientes. Quando um cliente que solicita um endereço IP pela
primeira vez, o servidor DHCP atribui o primeiro endereço IP do depósito que ainda não foi
utilizado. O depósito de endereços IP é configurado diretamente no servidor de DHCP, pelo
administrador da rede.
47
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.4.2 Uso do DHCP numa Intranet
O serviço de DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) pode ser utilizado para simplificar
significativamente o processo de configuração de endereços IP em Intranets corporativas.
Dependendo da topologia física da rede, pode ser necessária a utilização de mais de um servidor de
DHCP. Os clientes localizam o servidor de DHCP através de uma mensagem definida pelo
protocolo DHCP, enviada em broadcast pela rede. Como as mensagens em broadcast não se
propagam através dos roteadores, os clientes tendem a utilizar o servidor de DHCP que esteja
localizado na mesma rede física.
endereços IP
configurados pelo
servidor de DHCP A
endereço IP
configurado
manualmente
192.16.0.4
192.16.0.3
depósito de
endereços IP
192.16.0.1
192.16.0.2
servidor
DHCP A
192.16.0.5
rede 192.16.0.x
roteador
interno
192.16.0.2
192.16.0.3
192.16.0.4
192.16.0.5
192.16.0.6
....
endereço IP
configurado
manualmente
192.16.1.5
rede 192.16.1.x
Intranet
servidor
DHCP B
servidor da
Intranet
depósito de
endereços IP
192.16.1.4
192.16.1.3
192.16.1.2
192.16.1.1
192.16.1.2
192.16.1.3
192.16.1.4
192.16.1.5
192.16.1.6
....
endereços IP
configurados pelo
servidor de DHCP B
Observação: Agentes Relay
É possível configurar serviços de software denominados "agentes relay" para permitir que
clientes se comuniquem com servidores DHCP localizados em redes físicas diferentes. O agente
relay deve estar configurado numa máquina situada na mesma rede física que o cliente DHCP. O
agente relay intercepta as mensagens enviadas em broadcast pelos clientes DCHP, e encaminha as
requisições através do roteador até o servidor DHCP. O agente relay então retorna as respostas do
48
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
servidor para os clientes. Deve-se observar, no entanto, que apenas os roteadores que atendem as
especificações da RFC 1542 e RFC 1534 suportam a comunicação com os agentes relays.
49
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
3.4.3 Uso do DHCP por provedores de Acesso a Internet
O serviço de DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é particularmente importante para
os grandes provedores de acesso que permitem aos usuários acessarem a Internet através da rede
pública de telefonia. Os provedores de acesso possuem um número limitado de endereços
registrados junto às autoridades que controlam o acesso a Internet. Esses endereços são atribuídos
pelo serviço de DHCP aos clientes assim que a conexão discada com o provedor é estabelecida. A
alocação do endereço IP ao cliente é temporária. No momento em que o cliente interrompe sua
conexão, o endereço IP passa a estar disponível para outro cliente.
conexão com o
backbone da
Internet
modems
rede pública
de telefonia
roteador
linhas
telefônicas
linhas
telefônicas
rede interna
do provedor
192.0.0.1
Servidor DHCP
192.0.0.2
depósito de
endereços IP
192.0.0.1
192.0.0.2
192.0.0.3
192.0.0.4
192.0.0.5
....
192.0.0.3
50
Conjunto de
endereços
IP
adquiridos
pelo
provedor.
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
4 Domínios de Nomes
Um endereço IP contém toda a informação necessária para identificar um host conectado em
qualquer ponto de uma rede TCP/IP, seja ela uma Intranet ou a própria Internet. Muito embora os
endereços IP possam ser utilizados diretamente pelos usuários para especificar a origem e o destino
de suas mensagens, é muito mais conveniente utilizar nomes pronunciáveis e fáceis de lembrar ao
invés de endereços numéricos. Com base nesse princípio, a Internet adotou um padrão para
representar os endereços dos hosts através de nomes ao invés de endereços IP. Deve-se observar,
entretanto, que os nomes usados na Internet são apenas uma abstração em alto nível, não sendo
utilizados diretamente pelo protocolo IP para efetuar o endereçamento. De fato, para que um
comunicação possa ocorrer, é preciso converter o nome no endereço IP correspondente num
processo denominado "resolução de nomes". O mecanismo de resolução de nomes é implementado
de forma transparente para o usuário através de um serviço padronizado para redes TCP/IP
denominado DNS (Domain Name Service).
7N1-C.1. Espaço de Nomes. Denominação dada ao modelo de nomes adotado para
representar os conjunto de recursos disponíveis na rede. Pode ser plano ou hierárquico.
7N1-C.2. Domínios na Internet. O espaço de nomes na Internet é organizado em domínios.
Os domínios são estruturas hierárquicas que permitem situar um host dentro da estrutura
geográfica ou organizacional da rede Internet.
7N1-C.3. Resolução de Nomes de Domínio. Processo que consiste em descobrir qual o
endereço IP correspondente a um nome de host expresso na hierarquia de domínios.
7N1-C.4. DNS. Abreviatura de Domain Name System. O DNS é um serviço padronizado
que permite armazenar, administrar e resolver os nomes de domínio na Internet.
51
Internet e Intranets-Nível 1
4.1
1998, Edgard Jamhour
Espaço de Nomes
Conceito: Denominação dada ao modelo de nomes adotado para representar os conjunto de
recursos disponíveis na rede. Pode ser plano ou hierárquico.
De maneira genérica, os nomes utilizados para identificar os computadores na rede são
meras seqüências de caracteres formadas com as letras de um alfabeto finito. O principal problema
ligado a escolha dos nomes reside no fato de que eles precisam ser únicos em toda a rede.
Conceitualmente, existem dois grandes modelos utilizados para representar nomes em redes de
computadores. O modelo mais simples é denominado "espaço de nomes plano". O outro modelo de
representação de nomes é o "espaço de nomes hieráquico". O modelo hieráquico é mais apropriado
para representar nomes em redes de grande porte, e por isso foi adotado como padrão na Internet.
Espaço de Nomes Plano
Espaço de Nomes Hierárquico
Simples cadeias de caracteres:
Cadeias de caracteres compostas.
Host1
Host2
Mais apropriado para redes de
pequeno porte.


Rede1
Host3
Host4
Rede1.Host1
Rede1.Host2
Rede2
Rede2.Host1
Rede2.Host2
Mais apropriado para redes de grande
porte.
7N1-C.1.1. Espaço de Nomes Plano
7N1-C.1.2. Espaço de Nomes Hierárquico
Hotwords:
Espaço de Nomes Plano: Modelo onde o nome de cada computador é definido como uma
simples cadeia de caraceres que independe da topologia ou estrutura organizacional da rede.
Espaço de Nomes Hierárquico: Modelo onde os nomes são construídos na forma de uma
árvore lógica que reflete a estrutura organizacional da rede.
52
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
4.1.1 Espaço de Nomes Plano
Nesse modelo cada nome é constituído por uma única cadeia de caracteres, que representa
diretamente o nome de um computador sem guardar nenhuma relação com a estrutura
organizacional ou com a topologia da rede. Um exemplo bastante difundido de modelo de nomes
baseado num espaço plano é o NETBIOS. Devido a sua simplicidade, o modelo plano é muito
utilizado em redes locais, mas não é apropriado para redes de grande porte. Nesse modelo, a única
maneira de garantir que os nomes sejam únicos em toda a rede é adotar um modelo centralizado de
administração de nomes. Adotar um modelo completamente centralizado para uma rede de alcance
mundial como a Internet seria virtualmente inviável.
Host3
Host1
Host2
192.16.0.1
192.16.0.2
192.16.0.3
192.16.0.5
A duplicação dos
nomes, mesmo em
redes físicas
diferentes, impede
que as duas máquinas
sejam diferenciadas.
192.16.1.5
192.16.1.1
192.16.1.4
192.16.1.2
Host5
Host4
Host3
ESPAÇO DE NOMES
Host5
Host1
Host4
Host6
Host2
Host3
Hotwords
NETBIOS: NETwork Basic Input/Output Services. Interface de programação padronizada,
que permite escrever programas que se comunicam pela rede sem conhecer detalhes sobre os
protocolos de comunicação utilizados. Padrão incialmente proposto pela IBM, difundiu-se e foi
53
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
adotado por outros fabricantes de Sistemas Operacionais de Rede, como Novel e Microsoft.
Juntamente com a interface de programação, o padrão NetBIOS propõe um modelo para dar nomes
aos recursos da rede. Os nomes NetBIOS tem 16 caracteres de comprimento. O usuário atribui os
15 primeiros caracteres. O último caracter é reservado para indentificar o tipo de recurso de rede
(computador, grupo de computadores, serviço de comunicação, etc.).
54
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
4.1.2 Espaço de Nomes Hierárquico
Nesse modelo, os nomes são representados através de uma cadeia de caracteres composta
por vários segmentos. Cada segmento corresponde a um nó de uma árvore lógica que reflete a
estrutura organizacional da rede. A grande vantagem desse modelo de representação é permitir uma
administração decentralizada da rede, sem haver risco de duplicação de nomes. Devido a essa
característica, o modelo hieráquico é mais apropriado para representar nomes em redes de grande
porte, e por isso foi adotado como padrão na Internet.
Rede1.Host1
192.16.0.1
Rede1.Host3
Rede1.Host2
192.16.0.3
192.16.0.2
Observe que o
identificador da rede
faz parte do nome
de cada host. Essa
característica
permite que a
administração dos
nomes seja
decentralizada, pois
os nomes dos
computadores
podem ser
duplicados, em
redes diferentes,
sem haver nenhum
conflito.
Rede1
192.16.0.5
192.16.1.5
Rede2
192.16.1.1
Rede2.Host1
192.16.1.4
192.16.1.2
Rede2.Host2
Rede2.Host3
ESPAÇO DE NOMES
Raiz
Rede1
Host1
Host2
Rede2
Host3
Host1
55
Host2
Host3
Internet e Intranets-Nível 1
4.2
1998, Edgard Jamhour
Domínios na Internet
Conceito: O espaço de nomes na Internet é organizado em domínios. Os domínios são
estruturas hierárquicas que permitem situar um host dentro da estrutura geográfica ou
organizacional da rede Internet.
O nome de um host na Internet é representado de maneira hierárquica, adotando a representação
genérica "host.domínio". Por exemplo, um host denominado epsilon, situado no departamento de
Ciência da Computação da Universidade de Purdue é identificado pelo nome epsilon.cs.purdue.edu.
O nome epsilon identifica o host e o nome cs.pudue.edu representa o domínio ao qual host pertence.
Um nome de domínio é geralmente composto por vários nomes, como nesse exemplo. O nome mais
a esquerda representa o domínio mais abrangente, e é padronizado pelas autoridades que coordenam
a Internet. Os demais nomes refletem a estrutura organizacional da instituição onde o host está
localizado.
Pequena parte da hierarquia de nomes (árvore) da Internet.
raiz
com
edu
gov
purdue
cc
mil
net
org
cs.purdue.edu
cc.purdue.edu
epsilon
epsilon.cs.purdue.edu

Código do
país
Níveis que refletem a
organização interna da
instituição onde o host
está localizado. Não há
restrição quanto ao
número de níveis
utilizados.
purdue.edu
cs
int
Nível superior da
hierarquia de nomes. É
constituído de nomes
padronizados pelas
autoridades que
coordenam a Internet..
lambda
lambda.cs.purdue.edu
O Nível Inferior
contém os nomes dos
Hosts localizados no
interior de cada
domínio.
Registro dos nomes de Domínios
Para que um nome de domínio seja reconhecido na Internet ele precisa ser registrado. O
registro de nomes é feito pelas mesmas autoridades responsáveis por atribuir endereços IP na
Internet. Toda instituição que deseja se conectar a Internet pode registrar um nome de domínio.
Geralmente, apenas o nome do domínio de nível mais alto, que identifica a instituição como um
todo, precisa ser registrado junto as autoridades da Internet. A instituição pode então dividir o seu
domínio em vários níveis, de maneira a refletir sua organização interna.
56
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Exemplos de Hierarquia Organizacional e Hierarquia Geográfica
Hierarquia Organizacional
Hierarquia Geográfica
edu
purdue
cc
cs
epsilon
epsilon.cs.purdue.edu
lambda
O nome de domínio de nível mais
alto é necessariamente um dos
nomes de domínio padronizados.
br
país
pr
estado
ctba
cidade
lami
instituição
Conceitualmente, os nomes
padronizados do nível mais alto
da árvore de domínios da Internet
permitem definir o nome dos
domínios segundo duas
hierarquias diferentes: geográfica
ou organizacional. A hierarquia
geográfica é raramente utilizada
pois leva geralmente a nomes
muito complexos e difíceis de
lembrar.
lambda.cs.purdue.edu
host1
host2
host1.lami.ctba.pr.br
hosts
host2.lami.ctba.pr.br
Observação:
Os nomes correspondentes ao nível mais alto da hierarquia de domínios da Internet podem
ser combinados para resolver ambigüidades. Por exemplo, se o nome de uma empresa americana
chamada "Júpiter" já estiver registrada sobre a denominação jupiter.com, uma empresa brasileira
com o mesmo nome pode registrar-se como jupiter.com.br, sem ambigüidade. A prática de
acrescentar o código do país como sendo o identificador de domínio mais amplo vem sendo
amplamente adotada pelas entidades de registro de nomes na Internet. A exceção é os Estados
Unidos, onde o código do país é geralmente omitido.
Hotwords
epsilon.cs.purdue.edu: Exemplo de um identificador completo de um host. Cada porção do
nome tem um significado específico: epsilon identifica a máquina, cs identifica o departamento de
ciência da computação, purdue identifica a Universidade e edu indica que se trata de um recurso
localizado numa instituição de ensino. Cada um dos nomes edu, purdue e cs representa um domínio.
Observe que o nome de domínio mais a esquerda é o mais abrangente. Quanto mais a direita estiver
o nome, mais específico é o domínio.
com: nome de domínio utilizado para identificar organizações comerciais.
edu: nome de domínio utilizado para identificar instituições educacionais.
gov: nome de domínio utilizado para identificar instituições do governo.
mil: nome de domínio utilizado para identificar grupos militares.
net: nome de domínio utilizado para identificar grandes centros de suporte das redes.
org: nome de domínio utilizado para identificar outros tipos de organizações.
int: nome de domínio utilizado para identificar organizações internacionais
código do país: nome de domínio utilizado para identificar um país. Em geral, a Internet
utiliza apenas duas letras para identificar um país. Por exemplo: br para Brasil, jp para Japão, uk
para Reino Unido, fr para França, etc.
57
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
raiz: Nó superior da árvore de domínios. O nome da raiz nunca é citada na composição de
um nome de domínio na Internet.
58
Internet e Intranets-Nível 1
4.3
1998, Edgard Jamhour
Resolução de Nomes de Domínio
Conceito: Processo que consiste em descobrir qual o endereço IP correspondente a um nome de
host expresso na hierarquia de domínios.
Os nomes de domínios não são utilizados diretamente pelos protocolos de comunicação
TCP/IP. Antes que uma comunicação possa ser efetuada, é preciso que o nome de domínio seja
resolvido no seu endereço IP correspondente. O processo de resolução de nomes, isto é, descobrir
qual o endereço IP correspondente ao nome de um domínio, acontece de maneira transparente ao
usuário antes que a comunicação propriamente dita seja iniciada.
host1.lami.cwb.pr.br
IP = 217.98.34.12
lambda.cs.purdue.edu
IP = 200.17.98.36
Internet
Host B
Host A
IP de origem
200.17.98.30
Antes que o Host A possa se
comunicar com o Host B ele
precisa determinar seu endereço
IP. O protocolo IP utiliza
apenas os endereços IP como
informação para endereçar os
datagramas.
IP de destino
217.98.34.12
datagrama
59
Mensagem
Internet e Intranets-Nível 1
4.4
1998, Edgard Jamhour
DNS
Conceito: Abreviatura de Domain Name System. O DNS é um serviço padronizado que permite
armazenar, administrar e resolver os nomes de domínio na Internet.
O processo de resolução de nomes de domínio na Internet é implementado através de um
serviço padronizado denominado DNS (Domain Name System). O serviço de DNS é constituído de
duas partes principais: um banco de dados e um protocolo de consulta de nomes. O banco de dados
do DNS armazena o mapeamento entre os nomes de domínios e os endereços IP. O protocolo de
consulta de nomes define um conjunto de mensagens padronizadas que permite que o software de
rede do host consulte o banco de dados para descobrir um endereço IP sem a intervenção do
usuário.
3) A mensagem é enviada na forma de um datagrama IP.
IP de origem
200.17.98.30
IP de destino
217.98.34.12
Mensagem
lambda.lami.cwb.pr.br
IP = 217.98.34.12
lambda.cs.purdue.edu
IP = 200.17.98.36
Internet
Host A
Host B
1) Quem é host1.lami.cwb.pr.br ?
2) É o IP 217.98.34.12
Servidor de DNS
lambda.cs.purdue.edu = 200.17.98.36
lambda.lami.cwb.pr.br = 217.98.34.12
etc.

Banco de dados
Servidor de DNS
O serviço de resolução de nomes DNS funciona segundo o princípio cliente-servidor. O servidor
de DNS é um computador responsável por auxiliar os demais computadores da rede no processo de
resolução de nomes. O banco de dados contendo o mapeamento entre os nomes de domínio e os
endereços IP está armazenado no sistema de arquivos do servidor.

DNS na Intranet
60
Internet e Intranets-Nível 1
1998, Edgard Jamhour
Numa intranet, o servidor de DNS é um computador conectado diretamente a rede interna
privativa da empresa. O próprio administrador da rede é responsável por atualizar o registro dos
nomes no servidor de DNS.

DNS na Intranet
Na Internet, diversos servidores de DNS são utilizados para auxiliar no processo de resolução de
nomes. Cada servidor contém apenas uma porção dos nomes registrados na Internet. Quando um
cliente precisa resolver um nome, ele consulta o servidor de DNS mais próximo. Se a informação
não estiver armazenada no seu banco de dados local, o próprio servidor de DNS se encarrega de
consultar os outros servidores para resolver o nome. Os servidores de DNS usados na Internet ficam
sob a tutela das mesmas autoridades responsáveis por efetuar o registro de nomes na Internet.
61