Apostila 04 - oficina da pesquisa

FACULDADE PITÁGORAS
DISCIPLINA
FUNDAMENTOS DE REDES
REDES DE COMPUTADORES
Prof. Ms. Carlos José Giudice dos Santos
[email protected]
www.oficinadapesquisa.com.br
Material elaborado com base nas apresentações da Profa.
Andrea Chicri Torga e Prof. Edwar Saliba Junior
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - I
• De acordo com Barret e King (2010, p. 172), no
início da década de 1970, o DoD (Department of
Defense – Departamento de Defesa) dos EUA
(mais conhecido como Pentágono) patrocinou uma
agência cujo objetivo era incentivar a pesquisa e a
criação de novas tecnologias.
• Esta agência ficou conhecida como ARPA
(Advanced Research Project Agency – Agência de
Projetos Avançados de Pesquisa).
• Um dos principais projetos desta agência visava a
criação de um novo conjunto de protocolos de
comunicação baseado em redes de pacotes.
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - II
• O objetivo de criar este conjunto de protocolos
teve a sua primeira fase concluída com sucesso em
julho de 1977, com a criação do protocolo NCP
(Network Control Protocol – Protocolo de Controle
de Rede).
• Os pesquisadores envolvidos neste projeto
seguiram orientações da ARPA e formaram um
comitê para coordenar e orientar o projeto destes
protocolos. Este comitê foi chamado de ICCB
(Internet Control and Configuration Board –
Comitê de Controle e Configuração da Internet),
que esteve ativo até 1983.
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - III
• A partir de 1980, este projeto resultou na
implementação da ARPANET a partir de dois
protocolos principais: o TCP (Transmission Control
Protocol – Protocolo de Controle de Transmissão) e
o IP (Internet Protocol – Protocolo Internet).
• A partir da adoção destes protocolos como padrão,
a ARPANET incentivou a adoção por outros grupos.
A NSF (National Science Foundation – Fundação
Nacional para a Ciência) conectou-se com seis
centros de supercomputação da época, e
posteriormente, conectou-se à própria ARPANET.
Nascia assim a Internet, em 1º de janeiro de 1983.
EVOLUÇÃO HISTÓRICA - IV
• Esta pilha de protocolos (TCP/IP) foi criada para
satisfazer às seguintes necessidades: a) Permitir o
roteamento entre redes diferentes (chamadas
subnets ou sub-redes); b) Ser independente da
tecnologia de redes utilizada para poder conectar
as sub-redes; c) Ser independente do hardware; e
d) Ter a possibilidade de recobrar-se de falhas;
• O sucesso destes protocolos aconteceu porque a
ARPA financiou a implementação do TCP/IP como
parte integral do sistema operacional Unix,
exigindo que este fosse distribuído de forma
gratuita. Dessa forma o Unix e o TCP/IP, se
difundiram, cobrindo múltiplas plataformas.
PILHA DE PROTOCOLOS TCP/IP
• É um conjunto de protocolos que permitem que
computadores
possam
se
comunicar,
não
importando o fabricante ou o sistema operacional;
• Os dois protocolos mais importantes deram seus
nomes à arquitetura: Transmission Control Protocol
/ Internet Protocol;
• Os protocolos TCP/IP podem ser utilizados sobre
qualquer estrutura de rede. Exemplo: Ethernet,
Token Ring, PPP, X25, Frame Relay e etc.;
• A arquitetura TCP/IP, assim como o Modelo OSI,
realiza a divisão de funções do sistema de
comunicação em estruturas de camadas.
PILHA DE PROTOCOLOS TCP/IP
• O modelo TCP/IP é formado por apenas 4 camadas,
a saber: Aplicação; Transporte; Inter-Rede; Rede.
• Diferentemente do modelo OSI, o modelo TCP/IP
não é um modelo apenas didático ou conceitual,
pois, ele especifica os protocolos a serem
utilizados em cada camada.
• A principal vantagem do Modelo TCP/IP sobre o
OSI é a simplicidade e a aplicabilidade. O Modelo
TCP/IP preocupa-se mais com a interconectividade
do que com a funcionalidade.Entretanto, ele
reconhece a necessidade de uma sequencia
hierárquica e estruturada de funções.
CAMADAS DO MODELO TCP/IP
• A camada de Aplicação do TCP/IP
mapeia as funções das camadas 5
(Sessão), 6 (Apresentação) e 7
(Aplicação) do Modelo OSI.
• A camada de Transporte mapeia as
funções da camada 4 (Transporte) do
Modelo OSI.
• A camada Internet mapeia as funções
da camada 3 (Rede) do Modelo OSI.
• A camada Interface de Rede mapeia
as funções das camadas 2 (Enlace de
Dados) e 1 (Física) do Modelo OSI.
FUNÇÕES DAS CAMADAS - I
• APLICAÇÃO: Conforme indicado no slide anterior,
a camada de Aplicação do TCP/IP mapeia as
funções das camadas 5 (Sessão), 6 (Apresentação)
e 7 (Aplicação) do Modelo OSI. Em outras
palavras, permite que os programas e certos
serviços
acessem
a
rede
a
partir
do
estabelecimento de uma sessão.
• TRANSPORTE: Esta camada aceita os dados da
camada de aplicação e os segmenta para transporte
pela rede, garantindo que os dados sejam
entregues sem erros e em uma sequencia
apropriada. Corresponde à camada de Transporte
do modelo OSI.
FUNÇÕES DAS CAMADAS - II
• INTERNET: Também conhecida como camada
Inter-Redes, é responsável pelo gerenciamento dos
pacotes que devem ser encaminhados para as
diferentes redes, utilizando diferentes protocolos
de roteamento. Corresponde à camada de Rede do
Modelo OSI.
• INTERFACE DE REDE: Também conhecida como
camada de acesso à rede, é responsável pela
remessa dos datagramas, criando um quadro para o
tipo de rede e depois enviando os dados como
sinais. Corresponde às camadas de Enlace de dados
e Física do Modelo OSI.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA DE APLICAÇÃO - I
• DNS – Domain Name System: Sistema (ou
Servidor) de Nomes de Domínio, serve para trocar
o número IP da máquina por um nome de domínio
(mais fácil de ser memorizado).
• HTTP – Hypertext Transfer Protocol: Protocolo
de Transferencia de Hipertexto, é o protocolo
utilizado para apresentação de documentos de
hipertexto. Existe ainda o HTTPS – Hypertext
Transfer Protocol Secure, que criptografa os
dados transmitidos para aumentar a segurança.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA DE APLICAÇÃO - II
• SMTP – Simple Mail Transfer Protocol: Protocolo
Simples de Transferencia de Mensagem, é utilizado
para transferir mensagens de correio eletronico.
Ele atua em conjunto com o POP3 (Post Office
Protocol) ou o IMAP4 (Internet Message Access
Protocol).
• FTP – File Transfer Protocol: Protocolo de
Transferencia de Arquivos, é o protocolo utilizado
para transferência de arquivos. Este protocolo usa
o TCP (na camada de transporte), o que significa
que existe a garantia de entrega dos pacotes.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA DE APLICAÇÃO - III
• TFTP – Trivial File Transfer Protocol: Protocolo
Trivial de Transferencia de Arquivos, também é
utilizado para transferência de arquivos. Ele é mais
simples que o FTP, mais rápido, mas por usar o
protocolo UDP na camada de transporte, não há
garantia na entrega de pacotes.
• SFTP – Secure File Transfer Protocol: Protocolo
Seguro para Transferencia de Arquivos, utiliza
criptografia (geralmente SSH – Secure Shell) para
aumentar a segurança.
• TELNET: Protocolo usado para acesso remoto.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA DE TRANSPORTE
• TCP – Transmission Control Protocol: Protocolo de
Controle de Transmissão, é o protocolo responsável
em receber os datagramas (do protocolo IP),
coloca-los em ordem e verificar se todos chegaram
corretamente, ou seja, este protocolo é orientado
à conexão e garante a entrega dos pacotes.
• UDP – User Data Protocol: Também utilizado para
transmissão de pacotes, este protocolo não é
orientado à conexão, ou seja, não há confirmação
da entrega de pacotes ao destino. Ele é mais
simples e rápido que o TCP, mas é menos seguro.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA INTERNET - I
• IP – Internet Protocol: O Protocolo Internet é
responsável pelo endereçamento lógico de pacotes.,
ou seja, é um protocolo que permite a conexão de
redes diferentes, pelo fato de ser roteável.
• ARP – Address Resolution Protocol: Protocolo de
Resolução de Endereços, é o protocolo responsável
em descobrir o endereço físico (MAC) a partir do
endereço lógico. O processo inverso (descobrir o
endereço lógico a partir do endereço físico) é feito
pelo RARP – Reverse Address Resolution Protocol.
Estes dois protocolos só existem no padrão IPv4.
No IPv6 eles foram substituídos pelo NDP.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA INTERNET - II
• ICMPv4 – Internet Control Message Protocol: É
um protocolo utilizado pelos roteadores para
informar à máquina transmissora que um datagrama
não conseguiu ser roteado.
PRINCIPAIS PROTOCOLOS DA
CAMADA DE INTERFACE DE REDE
• Nesta camada podemos ter qualquer protocolo que
trabalhe com a pilha de protocolos TCP/IP. O
padrão Ethernet, o Token Ring, o FDDI, o X.25, o
Frame Relay, as PPP, as redes ATM e as redes WiFi são alguns exemplos.
PROCESSO DE FRAGMENTAÇÃO DE
PACOTES NO TCP/IP
COMPARAÇÃO: OSI X TCP/IP
SEMELHANÇAS: OSI X TCP/IP
• Os dois modelos são organizados em camadas;
• Ambos modelos possuem camadas de Aplicação,
embora incluam serviços muito diferentes;
• Ambos
modelos
possuem
camadas
de
Transporte e de Rede (inter-rede ou Internet
no TCP/IP) com funções comparáveis;
• Os dois modelos pressupõem o fluxo de pacotes
e o encapsulamento dos dados;
• Conhecer os dois modelos é essencial para os
profissionais da área.
DIFERENÇAS: OSI X TCP/IP - I
• O modelo OSI definiu com clareza os conceitos de
serviços, interfaces e protocolos. O TCP/IP não;
• O modelo OSI foi concebido antes dos protocolos
terem sido inventados, tornando-o mais flexível,
porém trouxe uma carência de noção de
funcionalidade das camadas;
• O modelo TCP/IP foi criado com base nos
protocolos, gerando a vantagem destes protocolos
adaptarem-se ao modelo. A desvantagem é que o
modelo não se adapta a outras pilhas de protocolo.
DIFERENÇAS: OSI X TCP/IP - II
• O TCP/IP combina os aspectos das camadas de
“Apresentação” e de “Sessão” dentro da sua
camada de Aplicação;
• O TCP/IP combina as camadas Física e de Enlace
do Modelo OSI em uma única camada (Rede),
adicionando algumas funções da camada de rede
nesta camada;
• O TCP/IP parece ser mais simples que o modelo
OSI por ter menos camadas, mas pode
desempenhar funções equivalentes.
DIFERENÇAS: OSI X TCP/IP - III
• Os protocolos TCP/IP são os padrões em
torno dos quais a Internet se desenvolveu,
enquanto que o modelo OSI foi desenvolvido
para padronizar interconexões de redes
diversas;
• Geralmente as redes não são desenvolvidas
de acordo com o protocolo OSI, embora ele
seja usado como um guia.