[TCPIP] PROTOCOLOS TCP/IP – MODELO TCP/IP

TCP/IP é uma abreviatura para o termo Transmission Control Protocol/Internet Protocol Suite, ou seja é um conjunto de protocolos, onde dois dos mais importantes (o IP e o TCP) deram os seus nomes à arquitectura. O protocolo IP, base da estrutura de comunicação da Internet é um protocolo baseado no paradigma de troca de pacotes (packet-switching). Os protocolos TCP/IP podem ser utilizados sobre qualquer estrutura de rede, seja ela simples, como uma ligação ponto-a-ponto, ou uma rede de pacotes complexa. Como exemplo, podemos pensar em estruturas de rede como Ethernet, Token-Ring, FDDI, PPP, ATM, X.25, Frame-Relay, barramentos SCSI, ligações de satélite, ligações telefónicas e várias outras como meio de comunicação do protocolo TCP/IP. A arquitectura TCP/IP, assim como no modelo OSI, realiza a divisão de funções do sistema de comunicação em estruturas de camadas. Em TCP/IP as camadas são: • Aplicação • Transporte • Internet • Rede A figura 1 ilustra a divisão em camadas da arquitectura TCP/IP:

Figura. 1

 CAMADA DE REDE A camada de rede é responsável pelo envio de datagramas construídos pela camada Internet. Esta camada realiza também o mapeamento entre um endereço de identificação de nível Internet (endereço IP) para um endereço físico ou lógico do nível de Rede (Mac Address). A camada Internet é independente do nível de Rede. Alguns protocolos existentes nesta camada serão então: • Protocolos com estrutura de rede própria (X.25, Frame-Relay, ATM) • Protocolos do modelo OSI (PPP, Ethernet, Token-Ring, FDDI, HDLC, SLIP, …) • Protocolos de Nível Físico (V.24, X.21) • Protocolos de barramento de alta-velocidade (SCSI, HIPPI, …) • Protocolo de mapeamento de endereços (ARP - Address Resolution Protocol) – Este protocolo pode ser considerado também como parte da camada Internet. Os protocolos deste nível possuem um esquema de identificação das máquinas interligadas por este protocolo. Por exemplo, cada máquina situada numa rede Ethernet, Token-Ring ou FDDI possui um identificador único chamado endereço MAC ou endereço físico que permite distinguir uma máquina de outra, possibilitando o envio de mensagens específicas para cada uma delas. Tais redes são chamadas redes locais de computadores. Da mesma forma, máquinas em redes X.25, Frame-Relay ou ATM também possuem endereços que as distinguem uma das outras. As redes ponto-a-ponto, formadas pela interligação entre duas máquinas não possuem, geralmente, um endereçamento de nível de rede (modelo TCP/IP), uma vez que não há necessidade de identificar várias máquinas. CAMADA INTERNET Esta camada realiza a comunicação entre máquinas vizinhas através do protocolo IP. Para identificar cada máquina e a própria rede onde estas estão situadas, é definido um identificador, chamado de endereço IP, que é independente de outras formas de endereçamento que possam existir nos níveis inferiores. No caso de existir endereçamento nos níveis inferiores é realizado um mapeamento para possibilitar a conversão de um endereço IP num endereço deste nível. Os protocolos existentes nesta camada são: • Protocolo de transporte de dados: IP - Internet Protocol • Protocolo de controlo e erro: ICMP - Internet Control Message Protocol • Protocolo de controlo de grupo de endereços: IGMP - Internet Group Management Protocol • Protocolos de controlo de informações de roteamento O protocolo IP realiza a função mais importante desta camada que é a própria comunicação Internet. Para isto ele realiza a função de roteamento que consiste no transporte de mensagens entre redes e na decisão de qual rota uma mensagem deve seguir através da estrutura de rede para chegar ao destino.

 O protocolo IP utiliza a própria estrutura de rede dos níveis inferiores para entregar uma mensagem destinada a uma máquina que está situada na mesma rede que a máquina origem. Por outro lado, para enviar mensagem para máquinas situadas em redes distintas, ele utiliza a função de roteamento IP. Isto ocorre através do envio da mensagem para uma máquina que executa a função de router. Esta, por sua vez, repassa a mensagem para o destino ou para outros routers até chegar ao destino, como podemos verificar na figura 2. CAMADA DE TRANSPORTE Esta camada reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de dados fim-a-fim (end-to-end), ou seja, considerando apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários. A camada de transporte possui dois protocolos, o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol). O protocolo UDP realiza apenas a multiplexagem para que várias aplicações possam aceder ao sistema de comunicação de forma coerente. O protocolo TCP realiza, além da multiplexagem, uma série de funções para tornar a comunicação entre origem e destino mais fiável. São responsabilidades do protocolo TCP: o controlo de fluxo, o controlo de erro, a sequencia e a multiplexagem de mensagens. A camada de transporte oferece para o nível de aplicação um conjunto de funções e procedimentos para acesso ao sistema de comunicação de modo a permitir a criação e a utilização de aplicações de forma independente da implementação. Desta forma, as interfaces socket ou TLI (ambiente Unix) e Winsock (ambiente Windows) fornecem um conjunto de funções-padrão para permitir que as aplicações possam ser desenvolvidas independentemente do sistema operativo no qual funcionarão. CAMADA DE APLICAÇÃO A camada de aplicação reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao sistema ou ao utilizador. Podem-se separar os protocolos de aplicação em protocolos de serviços básicos ou protocolos de serviços para o utilizador: Protocolos de serviços básicos fornecem serviços para atender as próprias necessidades do sistema de comunicação TCP/IP: DNS, BOOTP, DHCP Protocolos de serviços para o utilizador: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP, TFTP, NFS, NIS, LPR, LPD, ICQ, RealAudio, Gopher, Archie, Finger, SNMP entre outros…