Protocolos de Redes
- 1. Protocolos Profª Letícia M. G. de Oliveira
- 2. Endereços IP IP significa “Internet Protocol”. A Internet é uma rede, e assim como ocorre em qualquer tipo de rede, os seus nós (computadores, impressoras, etc.) precisam ter endereços. Graças a esses endereços, as informações podem trafegar pela rede até chegar ao destino correto. Endereços IP são formados por quatro bytes. Cada byte pode representar um número decimal de 0 a 255. Portanto um endereço IP é formado por quatro números, entre 0 e 255. Por exemplo, na figura ao lado, o computador em teste está usando o endereço IP: 192.168.0.2
- 3. Endereços IP na Internet Todos os computadores na Internet que operam como hosts, ou sejam que têm algum conteúdo hospedado ou cujas informações possam ser acessadas por outros computadores, utilizam endereços IP externos. Por exemplo, o site www.globo.com está hospedado em um servidor cujo endereço IP é: 200.208.28.45 Outros exemplos: Google: 64.233.161.99 OBS: Para descobrir o endereço IP do servidor onde está hospedado um site, use o comando PING. Por exemplo: PING www.globo.com Microsoft: 207.46.244.188 MP3.com: 216.239.115.137
- 4. Endereços IP Em meados dos anos 90 tornouse comum o uso do protocolo TCP/IP em redes locais. A estrutura das redes locais passa a ser semelhante à estrutura da Internet, o que traz vários benefícios. Computadores de uma rede local utilizam endereços IP, porém com uma diferença: normalmente usam endereços IP internos, que são válidos apenas na rede local. É como ter por exemplo, números de ramais internos de uma central telefônica. Esses números existem apenas na central em questão.
- 5. Arquitetura TCP/IP O diagrama ao lado é uma forma abstrata de visualizar o funcionamento das redes. Seu conhecimento não é necessário para quem quer apenas aprender passo-apasso como configurar uma rede, mas é indispensável para quem pretende obter mais especialização e trabalhar com redes. Os programas “enxergam” a rede e a Internet como um sistema dividido em 4 camadas: 1: Cabos e hubs e Placas de rede 2: Protocolo IP 3: Protocolos UDP e TCP 4: Protocolos HTTP, DNS, FTP, SMTP. 4 Aplicação 3 Transporte 2 Internet 1 Interface com a Rede
- 6. Protocolos da Camada 4 Como vimos, os pacotes IP trafegam pela rede local e pela Internet, transportando vários tipos de informação. Dentro de cada pacote IP existem outros tipos de pacote, como por exemplo, o TCP. Pacotes TCP, por sua vez, podem estar transportando vários outros tipos de pacotes, tais como: HTTP: Um pacote de informação que representa uma parte de uma página da Internet. Este tipo de pacote é usado pelos navegadores, como o Internet Explorer. FTP: Pacote usdo na transferência de arquivos. Alguém pode estar fazendo um download via FTP, ou atualizando um site, também via FTP. SMTP: Parte de uma mensagem de correio eletrônico. DNS: Um programa está tentando descobrir o IP de um servidor na Internet, a partir do seu nome de domínio.
- 7. Protocolos da Camada 3 Na camada 3 encontramos os protocolos TCP e UDP. Ambos são muito parecidos. UDP: É um protocolo mais rápido, pois não utiliza controle de erros a cada pacote transmitido. É indicado para transmissão de som e vídeo ao vivo via Internet. Quando um pacote é perdido ou apresenta erro, não existe como retransmiti-lo, já que trata-se de uma transmissão ao vivo. TCP: Este protocolo é mais demorado, e também mais seguro. A cada pacote transmitido é feita uma conferência dos dados, seguida de confirmação. Em caso de erro ou perda de dados, o pacote é retransmitido. Este protocolo não se aplica para transmissões ao vivo, mas é indicado para downloads, casos em que queremos que o arquivo recebido seja totalmente idêntico ao transmitido. A performance é menor, mas a integridade dos dados é garantida.
- 8. Protocolo da Camada 2 O principal protocolo da camada 2 (também chamada de “camada de Internet”) é o IP (Internet Protocol). Ele transporta pacotes TCP e UDP pela rede local ou pela rede mundial. Cada pacote IP leva informações tais como: IP de origem IP de destino número de bytes Pacotes IP trafegam pela rede local e pela Internet até chegarem a aparelhos chamados roteadores. Os roteadores são “primos mais espertos” do hub e do switch. Eles recebem pacotes IP e de acordo com o endereço destino, decidem para que rota devem ser enviados.
- 9. Importância do Protocolo IP É o protocolo usado na transmissão de dados pela Internet ou por uma rede local. Por exemplo, ao enviar um e-mail, é usado o protocolo SMTP, mas este usa por sua vez, o protocolo IP para transportar os dados até seu destino. Ao acessar uma página da Web, está sendo usando o protocolo HTTP, mas este usa por sua vez o protocolo IP para que os dados caminhem do site até o seu computador. Ou seja, tanto na Internet como na rede, local, trafegam pacotes IP, mas dentro de cada um deles existem conteúdos de diversos tipos. Imagine que o protocolo IP é um “carrinho” que está transportanto um pacote TCP, e que dentro deste pacote TCP existe um outro pacote HTTP, dentro do qual está a informação desejada (partes da página Web que estamos acessando). A idéia está bastante simplificada, mas é mais ou menos assim que a informação trafega na Internet e na rede local.
- 10. Protocolo da Camada 1 Essa camada é nas redes locais o que chamamos de ETHERNET. Isso inclui os cabos de rede, sujeitos a este padrão, bem como seus conectores, as placas de rede e seus drivers. Pacotes IP podem trafegar em qualquer tipo de rede, desde que sejam transportados dentro de outros pacotes que seguem o protocolo da rede. Nas redes locais são pacotes (ou quadros) ETHERNET que transportam pacotes IP.
- 11. DHCP Todos os equipamentos de uma rede baseada em TCP/IP precisam ter um endereço IP. Esses endereços não são aleatórios. Existem regras que os definem. O método mais comum para a definição desses endereços é o uso de um servidor DHCP (Dynamic Host Control Protocol). Trata-se de um computador ou um equipamento de rede capaz de distribuir endereços IP para os demais computadores. No exemplo ao lado, o computador recebeu o IP 192.168.0.2, que foi definido por um servidor DHCP existente na rede, cujo endereço é 192.168.0.1.
- 12. Funcionamento do DHCP Um servidor DHCP simplesmente mantém uma tabela contendo os nomes dos diversos computadores da rede e atribui a eles IPs dentro de uma faixa de endereços. No exemplo ao lado, esta tabela seria: Nome do computador SERVIDOR 192.168.0.1 PC01 192.168.0.2 PC02 192.168.0.3 PC03 Digamos que acabamos de ligar o micro PC03. Ele enviará a mensagem pela rede: “Eu sou PC03, tem algum DHCP nesta rede?”. O DHCP receberá esta mensagem, consultará esta tabela e descobrirá que PC03 já recebeu anteriormente um IP. Enviará a mensagem: “PC03, você ficará com o IP 192.168.0.4”. IP 192.168.0.4 PC07 192.168.0.5 PC04 192.168.0.6 PC05 192.168.0.7 PC06 192.168.0.8
- 13. Funcionamento do DHCP Digamos que agora mais um computador foi instalado na rede, e que seu nome seja PC08. Ao ser iniciado o sistema, ele “pedirá um IP” ao servidor DHCP. Nome do computador IP SERVIDOR 192.168.0.1 PC01 192.168.0.2 PC02 192.168.0.3 PC03 192.168.0.4 PC07 192.168.0.5 PC04 192.168.0.6 PC05 192.168.0.7 PC06 192.168.0.8 PC08 192.168.0.9 O servidor DCHP consultará sua tabela e verá que nunca foi dado um IP a este computador. Será então criada uma nova entrada na tabela, e a ele será atribuído um novo IP: 192.168.0.9.
- 14. APIPA A Microsoft registrou no iana.org, uma entidade encarregada da distribuição de IPs por todo o mundo, uma faixa de endereço para uso em redes que não possuem DHCP. Esta faixa é: 169.254.0.0 a 169.254.255.255 Quando um computador com Windows conclui que não existe DHCP na rede, usará automaticamente um IP começando com 169.254 e terminando com dois números que são gerados em função da configuração de hardware do computador. Isso garante que os computadores terão IPs “compatíveis”. APIPA significa Automatic Programmed IP Address.
- 15. www.iana.org A IANA (Internet Assigned Numbers Authority) é uma organização responsável pela regulamentação do uso da Internet em todo o mundo. Nela as diversas empresas reservam faixas de endereços IP. Também é feita a distribuição de IPs por países. Estão registradas por exemplo, diversas faixas de IP por empresas. Por exemplo, a General Electric é detentora da rede classe A número 3, que vai de 3.0.0.0 a 3.255.255.255. Podemos citar várias outras, como: 12 – AT&T 15 – Hewlett-Packard 19 – Ford 54 – Merck 55 – Boeing 56 – U.S. Postal Service
- 16. Rede Classe A Dentro do espaço completo de endereços IP, que vai de 0.0.0.0 a 255.255.255.255, o IANA criou diversas faixas. As chamadas “redes classe A” vão de 1.0.0.0 a 126.0.0.0. Cada uma delas tem seu IP começando com um número fixo, e tem os demais três números variáveis. Por exemplo, a Ford é detentora da rede de número 19. Seus endereços vão de 19.0.0.0 a 19.255.255.255. O número 19 é fixo, registrado no IANA. Os demais três números são de responsabilidade da Ford, que pode atribuí-los livremente aos computadores de sua rede, seus servidores e sites. Cada rede classe A comporta até 16.777.216 endereços IP.
- 17. Rede Classe B O IANA criou também faixas de endereços para redes de pequeno e médio porte. As redes classe B são consideradas de médio porte, e seus IPs podem variar de 128.1.0.0 a 191.254.255.255. 128.1.0.0 a 128.1.255.255 128.2.0.0 a 128.2.255.255 128.3.0.0.a 128.3.255.255 … 191.253.0.0 a 191.253.255.255 191.254.0.0 a 191.254.255.255 Redes classe B são distribuídas pelo IANA a empresas de médio porte, universidades, centros de pesquisa e grandes provedores. Ao receber uma rede classe B, uma empresa recebe os dois primeiros números, que devem ser fixos. Os dois outros números podem variar livremente, sob responsabilidade da empresa. Uma rede classe B pode ter até 65.536 endereços IP.
- 18. Rede Classe C Finalmente, existe as faixas reservadas para redes classe C. Essas redes são pequenas, possuem até 256 IPs. A faixa reservada para essas redes vai de 192.0.1.0 a 223.255.254.255. São elas: 192.0.1.0 a 192.0.1.255 192.0.2.0 a 192.0.2.255 192.0.3.0 a 192.0.3.255 ,,, 223.255.253.0 a 223.255.253.255 223.255.254.0 a 223.255.254.255 Redes classe C são distribuídas pelo IANA para pequenas corporações. O Brasil recebeu do IANA uma faixa de endereços classe C, cuja distribuição é de responsabilidade da FAPESP. Ao receber uma rede classe C, a empresa tem seus três primeiros números definidos e pode variar livremente o quarto número. Uma rede classe C pode ter até 265 endereços IP.
- 19. Endereços Externos Todos os IPs da Internet podem ser então divididos por classes: Classe A: 16.777.256 IPs consecitivos Classe B: 65.536 IPs consecutivos Classe C: 256 IPs consecutivos Nos três casos, o IANA definiu endereços internos e endereços externos. Um endereço externo é aquele que pode ser “visto” por qualquer computador ligado na Internet. Por exemplo, se você digitar no seu navegador: http://134.146.83.23 Chegará provavelmente ao site da Shell. Isto indica que este é um endereço externo, visível na Internet, de qualquer parte do mundo.
- 20. Endereços Internos A tabela abaixo resume os endereços usados pelas redes classes A, B e C, bem como as respectivas faixas reservadas para redes internas (locais): Classe: Faixas de IPs Redes internas A 1.0.0.0 a 126.255.255.255 1 rede: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 B 128.1.0.0 a 191.254.255.255 17 redes: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 e 169.254.0.0 a 169.264.255.255 C 192.0.1.0 a 223.255.254.255 256 redes: 192.168.0.0 a 192.168.255.255
- 21. Escolhendo a Classe da Rede Ao montar uma rede de micros, você pode escolher livremente redes classe A, B e C, usando as faixas de endereços usadas para redes internas. Se a sua rede é muito pequena e tem não tem perspectivas de ultrapassar os 256 micros, pode escolher classe C. Por exemplo, 192.168.0.1 a 192.168.0.255. Se sua rede tem chance de chegar a algumas centenas de máquinas, é recomendável não começar com classe C. Escolha então uma rede de classes A ou B. Em qualquer caso você sempre poderá escolher a rede interna classe A (10.0.0.0 a 10.255.255.255). Apesar de comportar até 16 milhões de máquinas, funcionará igualmente se o número de máquinas for pequeno. Podemos chegar ao cúmulo de ter uma rede com apenas dois micros, usando os endereços 10.0.0.1 e 10.0.0.2. A vantagem em superdimensionar a classe é que não será preciso mudar endereços caso a rede um dia venha a crescer.
- 22. Máscara de sub-redes Máscaras de sub-rede são conjuntos de quatro números, similares aos IPs, que servem para indicar em uma rede, qual é a parte fixa e qual é a parte variável. Quando usamos opção “IP automático”, a máscara de sub-rede é configurada também automaticamente. Se usarmos IP fixo, ou seja, programado manualmente, temos que programar também a máscara de sub-rede. Em redes classe A, apenas o primeiro byte é fixo e os outros três são variáveis. Por exemplo, em uma rede local classe A, os endereços têm a forma 10.xx.xx.xx. A máscara de subrede usada é 255.0.0.0. Os zeros indicam a parte variável dentro da rede, o valor 255 (representado em binário como 11111111) indica a parte fixa. As máscaras usadas para redes A, B e C são as seguintes: Classe A: 255.0.0.0 Classe B: 255.255.0.0 Classe C: 255.255.255.0
- 23. IPs Dinâmicos O IP de uma conexão de rede não é fixo, pode ser alterado por software. Na maioria das vezes usamos IPs dinâmicos, o que pode ser configurado nas propriedades do protocolo TCP/IP. O exemplo ao lado foi feito no Windows ME. Partindo do quadro de propriedades de rede, aplicamos um clique duplo em TCP/IP sobre a conexão desejada. Selecionamos a guia Endereço IP e marcamos a opção: “Obter um endereço IP automaticamente”. OBS: Isto fará com que o Windows tente obter um IP a partir de um servidor DHCP. Se não existir DHCP disponível, o Windows usará automaticamente um endereço APIPA (169.254.xx.xx).
- 24. IPs Estáticos Uma alternativa é usar IPs estáticos. Nesse caso, cada computador deve ter o seu IP programado manualmente, no quadro de propriedades do TCP/IP, como mostrado ao lado. Ao programarmos um IP estático, temos que programar também a máscara de sub-rede. Também devemos tomar cuidado para não dar IPs iguais para máquinas diferentes. Os IPs estáticos podem ser usados em redes que não possuem DHCP, e também nos casos em que queremos ter certeza absoluta de que o IP não mudará de um dia para outro.
- 25. DNS O DNS (Domain Name System) é um outro protocolo que faz parte da arquitetura TCP/IP. Seu trabalho é simples: dado um nome de um servidor, descobre qual é o IP correspondente.