Redes de computadores

CEFET/SC – UNIDADE DE SÃO JOSÉ

Curso de Telecomunicações

Redes de Computadores e
Internet

CURSO DE TELECOMUNICAÇÕES

Redes de Computadores e Internet

Prof. Evandro Cantú
CEFET/SC São José
88.103-310 • Praia Comprida • São José SC
Tel.: (048) 247-3646 • Fax: (048) 247-2542
Email: cantu@sj.cefetsc.edu.br
Primavera 2003

Apresentação

O objetivo desde texto é servir de material de apoio para um curso introdutório de redes de computadores,
voltado para o técnico de nível médio. As redes de computadores são estudadas tomando como referência às
tecnologias de rede mais difundidas atualmente, como a Internet e as redes locais Ethernet. A partir destas
tecnologias, inicialmente dirige-se o foco para as aplicações de rede, tratando sua utilidade e importância na
sociedade contemporânea. Depois, procura-se trabalhar os conceitos de base envolvidos nesta temática,
explorando o software e o hardware de suporte para as aplicações, onde estão envolvidas questões como:
conectividade entre as máquinas, comutação de circuitos e comutação de pacotes, protocolos de comunicação e
arquitetura em camadas das redes de computadores. A arquitetura das redes de computadores é estudada em
torno dos protocolos TCP/IP, principais protocolos da Internet, no que se refere às redes geograficamente
distribuídas, e das tecnologias Ethernet, no que se refere às redes locais de computadores.
A principal referência bibliográfica utilizada na construção deste material foi o livro de KUROSE e ROSS,
Computer Networking: A top-down approach featuring the Internet, o qual desenvolve uma abordagem, chamada pelos
autores de top-down (ou “de cima para baixo”), onde o estudo inicia pelas aplicações e depois vai descendo pelas
demais camadas que formam a arquitetura das redes de computadores, tomando como foco principal a
Internet.
O texto está organizado em quatro partes. A primeira faz uma introdução às redes de computadores e a
Internet, dando uma visão ampla das redes e dos principais conceitos envolvidos. A segunda parte abordada as
aplicações de rede, apresentando em particular a aplicação WWW, o correio eletrônico e a transferência de
arquivos. Na terceira parte discute os protocolos Internet TCP/IP. Finalmente, a quarta parte discute as redes
locais e os protocolos de enlace, com destaque para a tecnologia Ethernet. No final do texto foi incluído um
glossário de termos técnicos utilizados na área de redes de computadores, elaborado com a colaboração do
professor Alexandre Moreira.
Evandro Cantú
São José, setembro de 2003.

Índice analítico
INTRODUÇÃO AS REDES DE
COMPUTADORES E A
INTERNET .................................3
O que é uma rede de computadores?.......3
O que é a Internet?....................................4
O que é um protocolo? ..............................6
A periferia da Internet ..............................7
Serviços oferecidos pela Internet às
aplicações .................................................7
Núcleo da Internet .....................................8
Comutação de pacotes x comutação de
circuitos....................................................9
Roteamento em redes de comutação de
pacotes....................................................10

Endereçamento ...................................... 22
Agente usuário....................................... 23
Qual serviço de transporte uma aplicação
precisa?.................................................... 23
A aplicação WWW ................................. 24
O protocolo HTTP................................. 25
Os navegadores Web ............................. 27
Aplicação de transferência de arquivos 27
Agentes usuário FTP ............................. 28
Protocolo FTP ....................................... 28
Correio eletrônico ................................... 29
Leitores de e-mail.................................. 29
Servidores de e-mail.............................. 29
Protocolo SMTP .................................... 30
Protocolo para leitura de e-mail POP3 .. 31
Questões................................................... 31

Redes de acesso a Internet e meios físicos
...................................................................11
Meios físicos ..........................................12

PROTOCOLOS INTERNET
TCP/IP ..................................... 33

O que são camadas de protocolos?.........13
Analogia com sistema postal (Correios) 13
Estruturação do sistema em camadas .....14
Camadas de protocolos nas redes de
computadores .........................................15
Modelo em camadas da Internet.............16

Arquitetura da Internet TCP/IP ........... 33

Questões ...................................................18

APLICAÇÕES DE REDE.........21
O que é uma aplicação de rede?.............21
Protocolos de aplicação..........................21
Clientes e servidores ..............................22
Comunicação através da rede.................22

Camada de Transporte .......................... 34
Relação entre a camada de transporte e a
camada de rede ...................................... 34
O serviço de multiplexação e
demultiplexação de aplicações .............. 35
UDP (User Datagram Protocol) ........... 36
TCP (Transmission Control Protocol) .. 37
Camada Rede .......................................... 48
Protocolo IP (Internet protocol) ............ 48
Roteamento............................................ 51
Parâmetros básicos para configuração do
TCP/IP................................................... 53

Mapeamento do IP em um endereço físico
da rede local ...........................................54
Alocação dinâmica de IP........................55
Protocolo ICMP .....................................55
Sistema de Nomes de Domínio ..............56

Protocolos de enlace de múltiplo acesso 63
Protocolos para particionar um canal
comum................................................... 63
Protocolo ALOHA ................................ 64
Protocolo CSMA ................................... 64

Questões ...................................................57

Redes Locais............................................ 64
Endereços físicos ................................... 65
Ethernet ................................................. 65
Hubs, pontes e switches......................... 67

PROTOCOLOS DE ENLACE E
REDES LOCAIS ......................59

Questões................................................... 67
O que é um protocolo de enlace?............59
Técnicas de detecção e correção de erros
...................................................................60
Protocolos de enlace ponto-a-ponto .......62

GLOSSÁRIO ........................... 70
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS .................. 76

I N T R O D U Ç Ã O A S
E A I N T E R N E T

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C O M P U T A D O R E S

Parte

Introdução as Redes de
computadores e a Internet
A Internet é hoje a rede de computadores mais utilizada no mundo, estando em franca
expansão; em termos de redes de telecomunicações somente perde em abrangência para o sistema
telefônico. No que se refere às tecnologias de rede, a Internet é uma entre muitas alternativas,
todavia, devido a sua importância na sociedade contemporânea, pode ser tomada como principal
veículo para a discussão das redes de computadores.

O que é uma rede de computadores?

U

ma rede de computadores é conexão de dois ou mais computadores para permitir o
compartilhamento de recursos e a troca de informações entre as máquinas.

Em alguns casos, seria suficiente construir redes de computadores limitadas, que conectam
somente algumas máquinas. Por exemplo, num pequeno escritório de advocacia, com alguns
computadores e uma impressora, poderia se construir uma pequena rede para permitir o
compartilhamento da impressora entre os usuários.
Atualmente, com a importância cada vez maior de se dispor de acesso a informações e facilidades de
comunicação, as redes de computadores estão projetadas para crescer indefinidamente, sendo a
Internet um bom exemplo. No caso do escritório de advocacia, a pouco citado, além da
possibilidade de compartilhamento de recursos, uma conexão com outras redes e à Internet pode
oferecer acesso a informações importantes, como códigos de leis e acompanhar o andamento de
processos, além de propiciar um meio de comunicação bastante ágil, facilitando o trabalho tanto dos
prestadores do serviço de advocacia como dos clientes.
A conectividade dos computadores em rede pode ocorrer em diferentes escalas. A rede mais
simples consiste em dois ou mais computadores conectados por um meio físico, tal como um par
metálico ou um cabo coaxial. O meio físico que conecta dois computadores costuma ser chamado
de enlace de comunicação e os computadores são chamados de nós. Um enlace de comunicação
limitado a um par de nós é chamado de enlace ponto-a-ponto. Um enlace pode também envolver
mais de dois nós, neste caso, podemos chamá-lo de enlace multiponto (Figura 1.1). Um enlace
multiponto, formando um barramento de múltiplo acesso, é um exemplo de enlace utilizado na
tecnologia de rede local (LAN – local area network) do tipo Ethernet.

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Se as redes de computadores fossem limitadas a
situações onde todos os nós fossem diretamente
conectados a um meio físico comum, o número de
computadores que poderiam ser interligados seria
também muito limitado. Na verdade, numa rede de
maior abrangência geográfica, como as redes
metropolitanas (MAN – metropolitan area network) ou
redes de alcance global (WAN wide área network),
nem todos os computadores precisam estar
diretamente conectados. Uma conectividade indireta
Figura 1.1. Enlace ponto-a-ponto e multiponto
pode ser obtida usando uma rede comutada. Nesta
rede comutada podemos diferenciar os nós da rede que
estão na sua periferia, como computadores terminais conectados ao núcleo da rede via enlaces
ponto-a-ponto ou multiponto, daqueles que estão no núcleo da rede, formado por comutadores
ou roteadores (Figura 1.2)
Existem inúmeros tipos de redes
comutadas, as quais podemos
dividir em redes de comutação de
circuitos e redes de comutação de
pacotes. Como exemplo, podemos
citar o sistema telefônico e a
Internet, respectivamente.

O que é a Internet?

Figura 1.2. Rede comutada interconectando sistemas terminais

A Internet é a rede mundial de computadores, que interliga milhões de dispositivos
computacionais espalhados ao redor do mundo (Figura 1.3).
A maioria destes dispositivos é formada por computadores pessoais, estações de trabalho, ou
servidores, que armazenam e transmitem informações, como por exemplo, páginas Web, arquivos
de texto ou mensagens eletrônicas. Todos estes dispositivos são chamados hospedeiros (hosts) ou
sistemas terminais.
As aplicações de rede, como por exemplo, paginação na Web, transferência de arquivos ou correio
eletrônico, rodam nos sistemas terminais.
Os sistemas terminais, assim como os principais componentes da Internet, precisam de protocolos
de comunicação, que servem para controlar o envio e a recepção das informações na Internet. O
TCP (Transmission Control Protocol) e o IP (Internet Protocol) são os principais protocolos da Internet,
daí o fato de a Internet ser também conhecida como rede TCP/IP.
Os sistemas terminais são conectados entre si por meio de enlaces de comunicação, que por sua
vez podem ser de diferentes tipos, como por exemplo, um enlace ponto-a-ponto (tipo o PPP) ou
multiponto (como uma rede local Ethernet). Os enlaces de comunicação, por sua vez, são
suportados por um meio físico, os quais podem ser cabos coaxiais, fios de cobre, fibras ópticas
ou o ar a partir do uso do espectro de freqüência de rádio.

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Na Internet, nem todos os computadores são
diretamente conectados, neste caso, utilizam-se
dispositivos de chaveamento intermediário, chamados
roteadores (routers ou ainda gateways).
Em cada roteador da Internet as mensagens que chegam
nos enlaces de entrada são armazenadas e
encaminhadas (store-and-forward) aos enlaces de saída,
seguindo de roteador em roteador até seu destino. Neste
processo, a técnica de comutação utilizada é conhecida
como comutação de pacotes, em contraste com a
comutação de circuitos que é comumente utilizada nos
sistemas telefônicos.

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roteador

Estação
trabalho

de

servidor
móvel
ISP local

ISP regional

Na comutação de pacotes, as mensagens que serão
transmitidas são fragmentadas em pacotes menores, os
quais viajaram na Internet de forma independente uns
dos outros.
O protocolo IP é o responsável por estabelecer a rota
pela qual seguirá cada pacote na malha de roteadores da
Internet. Esta rota é construída tendo como base o
endereço de destino de cada pacote, conhecido como
endereço IP.

Rede
Corporativa

Além de um endereço IP, um nome também pode ser
associado a um sistema terminal a fim de facilitar sua
Figura 1.3. Visão dos componentes da Internet
identificação por nós humanos. Por exemplo,
200.135.233.1
é
o
endereço
IP
e
www.sj.cefetsc.edu.br é o nome do servidor do CEFET-SC em São José. A aplicação DNS
(domain name system) associa dinamicamente nomes a endereços IP.
Em outras palavras, pode-se dizer que a Internet é uma rede de redes, interconectando redes de
computadores públicas e privadas, as quais devem rodar o protocolo IP em conformidade com a
convenção de endereços IP e nomes da Internet.
A topologia da Internet é hierárquica, onde os sistemas terminais são conectados a provedores
locais (ou ISP – Internet Service Provider), que por sua vez são conectados a provedores regionais, e
estes últimos a provedores nacionais ou internacionais. Por exemplo, o provedor local do
CEFET-SC em São José está conectado ao provedor regional da RCT-SC (Rede Catarinense de
Tecnologia – www.funcitec.rct-sc.br), que está conectado ao provedor nacional da RNP
(Rede Nacional de Pesquisa – www.rnp.br) (veja mapa RNP no endereço
www.rnp.br/backbone).
A conexão de um computador a um provedor local é feita por meio de uma rede de acesso, a qual
pode ser um acesso residencial (por exemplo, via modem e linha discada) ou acesso corporativo
via rede local.
No nível tecnológico a Internet está construída a partir da criação, teste e implementação de
padrões Internet. Estes padrões são desenvolvidos e formalizados pelo organismo internacional
IETF (Internet Engineering Task Force – www.ietf.org), através de documentos conhecidos como
RFCs (Request For Comments – www.ietf.org/rfc.html), que contém a descrição de cada
protocolo padrão da Internet.
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O que é um protocolo?
No nosso dia-a-dia o relacionamento humano exige alguns protocolos, ou boas maneiras, como por
exemplo, quando os dirigimos a uma pessoa para perguntar as horas. Note que no exemplo de
protocolo humano para perguntar as horas, há mensagens específicas que são emitidas e ações
específicas que são realizadas em função das respostas recebidas (Figura 1.4).
No caso de um protocolo de rede temos a interação entre componentes de software e hardware dos
computadores, ao invés de pessoas. Na Internet todas as atividades de comunicação são governadas
por protocolos de comunicação. Por exemplo, protocolos fim-a-fim garantem a integridade dos
dados transmitidos através de mecanismos de reconhecimento e retransmissão; protocolos de
roteamento determinam o caminho de um pacote de dados da fonte até o destino; protocolos de
hardware em um adaptador de rede controlam o fluxo de bits sobre os fios que interligam dois
computadores; etc.
Como exemplo de um protocolo de rede, considere o que acontece quando você requisita uma
página de um servidor Web. O cenário é mostrado na figura 1.4: primeiro seu computador envia
uma mensagem requisitando uma conexão com o servidor remoto (TCP conection request); o servidor
Web eventualmente vai receber sua requisição e responder afirmativamente (TCP conection reply);
sabendo que a conexão esta estabelecida, seu computador requisita então a página procurada (GET
http://www.sj.cefetsc.edu.br/index.htm) e o servidor remoto envia o arquivo com o
código HTML correspondente.

TCP connection
request

Oi
Oi

TCP connection
reply.

Que horas
são?

Get
http://www.sj.cefetsc.edu.br/index.htm

2:00 horas
Muito
Obrigada

<arquivo>

tempo

Figura 1.4. Protocolos

Os protocolos definem o formato e a ordem das mensagens enviadas e recebidas pelas
entidades da rede bem como as ações que são tomadas quando da transmissão ou
recepção de mensagens.

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A periferia da Internet
Olhando a Internet com um pouco mais de detalhe
podemos identificar a periferia da rede, onde estão os
computadores que rodam as aplicações, e o núcleo da
rede, formado pela malha de roteadores que interligam as
redes entre si.
Na periferia da rede estão os sistemas terminais ou
hospedeiros (hosts). São referidos como hospedeiros
porque hospedam programas de aplicação. São
programas de aplicação típicos da Internet: o login remoto
a sistemas (Telnet ou SSH), a transferência de arquivos
(FTP), o correio eletrônico (email), a paginação na Web
(WWW), a execução de áudio e vídeo, etc.
Os sistemas terminais são divididos em duas categorias: os
clientes e os servidores. Os clientes são em geral
computadores pessoais ou estações de trabalho, e os
servidores computadores mais poderosos. Servidores e
clientes interagem segundo o modelo cliente/servidor,
no qual uma aplicação cliente solicita e recebe
informações de uma aplicação servidora (Figura 1.5).

Figura 1.5. Interação cliente/servidor na Internet

Tipicamente a aplicação cliente roda em um computador e a aplicação servidora em outro, sendo
por definição as aplicações cliente/servidor ditas aplicações distribuídas.
Serviços oferecidos pela Internet às aplicações
A Internet, ou mais genericamente as redes TCP/IP, provêem um canal de comunicação lógico
entre um processo cliente, rodando em uma máquina cliente, e um processo servidor, rodando
em uma máquina servidora, permitindo que as aplicações distribuídas troquem informações entre
si. Para usar este canal de comunicação, os programas de aplicação têm uma porta cliente, através
da qual o serviço é solicitado, e uma porta servidora, que retorna o serviço requisitado.
Quanto ao tipo de serviço solicitado pelas aplicações à rede podemos ter:
Serviço tipo pedido/resposta (request/reply);
Serviço tipo fluxo de dados tempo real (audio/video streaming).
A paginação na Web é um exemplo de serviço tipo pedido/resposta, onde um processo cliente
solicita uma informação e um processo servidor fornece a informação solicitada. Não há restrições
de tempo entre o pedido e a resposta, entretanto, é necessário que a informação transmitida seja
livre de erros.
Uma conversa telefônica via Internet é um exemplo de fluxo de dados em tempo real, neste caso
há restrições temporais na transmissão, por outro lado, um pequeno silêncio ocasionado por um
erro ou ruído pode não ser um problema grave para o entendimento geral da conversa.

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Para estes dois tipos de requisições de serviços, a Internet dispõe de dois tipos de serviços de
transporte:
Serviço garantido e orientado a conexão;
Serviço não garantido e não orientado a conexão.
O serviço garantido e orientado a conexão tem o nome de TCP (Transmission Control Protocol).
Quando uma aplicação usa o serviço orientado a conexão o cliente e o servidor trocam pacotes de
controle entre si antes de enviarem os pacotes de dados. Isto é chamado de procedimento de
estabelecimento de conexão (handshaking), onde se estabelecem os parâmetros para a
comunicação. Por exemplo, mensagens TCP são trocadas entre as partes de uma interação WWW
para estabelecer a conexão entre o cliente e o servidor. Uma vez concluído o handshaking a conexão é
dita estabelecida e os dois sistemas terminais podem trocar dados. O serviço de transferência
garantida, que assegura que os dados trocados são livres de erro, o que é conseguido a partir de
mensagens de reconhecimento e retransmissão de pacotes. Por exemplo, quando um sistema
terminal B recebe um pacote de A, ele envia um reconhecimento; quando o sistema terminal A
recebe o reconhecimento ele sabe que o pacote que ele enviou foi corretamente recebido; caso A
não recebe confirmação, ele assume que o pacote não foi recebido por B e retransmite o pacote.
Além das características citadas, o TCP integra ainda um serviço de controle de fluxo, que assegura
que nenhum dos lados da comunicação envie pacotes rápido demais, pois uma aplicação em um
lado pode não conseguir processar a informação na velocidade que está recebendo, e um serviço de
controle de congestão ajuda a prevenir congestionamentos na rede.
No serviço não orientado a conexão não há handshaking; quando um lado de uma aplicação quer
enviar pacotes ao outro lado ele simplesmente envia os pacotes. Como o serviço é não garantido,
também não há reconhecimento, de forma que a fonte nunca tem certeza que o pacote foi recebido
pelo destinatário. Também não há nenhum controle de fluxo ou congestão. Como o serviço é mais
simples, os dados podem ser enviados mais rapidamente. Na Internet, o serviço não garantido e
não orientado a conexão tem o nome de UDP (User Datagram Protocol).
As aplicações mais familiares da Internet usam o TCP, como por exemplo: Telnet, correio
eletrônico, transferência de arquivos e WWW. Todavia existem várias aplicações usam o UDP,
incluindo aplicações emergentes como aplicações multimídia, voz sobre Internet, áudio e vídeo
conferência.

Núcleo da Internet
O núcleo da rede é formado pela malha de roteadores, responsável por interligar as redes entre si,
formando as ligações inter-redes, ou Internet.
No núcleo da rede as informações trafegam na forma de pacotes de dados, chamados de
datagramas. Em cada roteador os datagramas que chegam nos enlaces de entrada são
armazenados e encaminhados (store-and-forward) aos enlaces de saída, seguindo de roteador em
roteador até seu destino.
O protocolo IP é o responsável por estabelecer a rota pela qual seguirá cada datagrama na malha
de roteadores da Internet. Esta rota é construída tendo como base o endereço de destino de cada
pacote, conhecido como endereço IP.
Como visto anteriormente, os serviços de transporte da Internet, através dos protocolos TCP e
UDP, provêem o serviço de comunicação fim-a-fim entre as portas dos processos de aplicação
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rodando em dois diferentes sistemas terminais (hosts). Para isto, o TCP e UDP usam os serviços do
protocolo IP, a qual provê um serviço de comunicação para os datagramas entre os dois
computadores remotos, envolvendo cada roteador da rede no caminho entre o computador origem
e o destino da comunicação.
Comutação de pacotes x comutação de circuitos
A Internet usa a comutação de pacotes como tecnologia de comunicação no núcleo da rede, em
contraste com as redes telefônicas que usam a comutação de circuitos.
Na comutação de circuitos, quando dois sistemas terminais desejam se comunicar a rede
estabelece um circuito dedicado fim-a-fim entre os dois sistemas. É por exemplo o que acontece
numa ligação telefônica; a partir do número discado, a rede estabelece um caminho entre os dois
interlocutores e reserva um circuito para possibilitar a conversação; o circuito ficará reservado
durante todo o tempo em que durar a comunicação.
Na comutação de pacotes, os recursos da rede não são reservados; as mensagens usam os recursos
a medida da necessidade, podendo como conseqüência, durante uma transmissão de dados ter que
esperar (em uma fila) para acessar um enlace, caso o mesmo esteja ocupado.
Como uma analogia simples, considere dois cabeleireiros: um que atende com hora marcada e o
outro que não. Para o que atende com hora marcada deve-se antes fazer uma reserva de horário,
mas, quando se chega ao cabeleireiro, a princípio, não haverá espera (isto não se aplica às consultas
médicas, pois, apesar de hora marcada sempre há espera!). Para o que não atende com hora marcada
pode-se chegar a qualquer momento, mas, corre-se o risco de ter que esperar, caso haja outras
pessoas sendo atendidas.
A Internet é essencialmente uma rede baseada na comutação de pacotes. Considere, por exemplo,
o que acontece quando um computador deseja enviar um pacote de dados a outro computador na
Internet. Como na comutação de circuitos, o pacote será transmitido sobre uma série de diferentes
enlaces de comunicação, todavia, não haverá uma reserva de um circuito fim-a-fim. O pacote será
encaminhado de roteador em roteador, e caso o enlace de saída de um roteador de sua rota esteja
ocupado, o pacote deverá ser armazenado e aguardar a liberação do enlace em uma fila, sofrendo
um atraso.
Diz-se que a Internet faz o melhor esforço (best effort) para entregar os dados num
tempo apropriado, todavia não dá nenhuma garantia.
Os defensores da comutação de pacotes sempre argumentam que a comutação de circuitos é
ineficiente, pois reserva o circuito mesmo durante os períodos de silêncio na comunicação. Por
exemplo, durante uma conversa telefônica, os silêncios da conversação, ou as esperas para chamar
uma outra pessoa, não podem ser utilizados para outras conexões. Em outro exemplo, imagine um
médico que usa uma rede de comutação de circuitos para acessar uma série de exames de raios-X de
um paciente. O médico estabelece uma conexão, solicita um exame, analisa os resultados e solicita o
próximo. No caso, os recursos da rede não são utilizados durante o tempo em que o médico esta
analisando os exames. Além disto, os tempos necessários para o estabelecimento de circuitos fim-afim são grandes, além de ser uma tarefa complicada e requerer esquemas complexos de sinalização
ao longo de todo o caminho da comunicação.
Por outro lado, os opositores da comutação de pacotes argumentam que a mesma não seria
apropriada para aplicações tempo real, como por exemplo conversar telefônicas, devido os atrasos
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variáveis em filas de espera, difíceis de serem previstos. Todavia, com o avanço tecnológico e o
aumento da velocidade dos enlaces, observa-se uma tendência em direção à migração dos serviços
telefônicos também para a tecnologia de comutação de pacotes.
Roteamento em redes de comutação de pacotes
Há duas classes de redes de comutação de pacotes, as redes baseadas em datagramas, como a
Internet, e as redes baseadas em circuito virtual. A diferença básica destas duas redes está na forma
como os pacotes são roteados em direção ao destino.
Roteamento em redes baseadas em circuito virtual

Nas redes baseadas em circuito virtual, a rota para os pacotes é estabelecida a priori, numa fase de
estabelecimento do circuito virtual. Uma vez estabelecido o circuito virtual, todos os pacotes seguem
pela mesma rota, cada um deles carregando a informação de qual circuito virtual o mesmo deve
tomar em cada roteador. Os exemplos de redes que utilizam esta técnica incluem as redes X.25, as
redes frame-relay e as redes ATM (asynchronous transfer mode).
O processo de estabelecimento de um circuito virtual é similar ao estabelecimento de conexão nas
redes de comutação de circuitos, entretanto, os enlaces individuais não ficam reservados de forma
exclusiva para uma única conexão, podendo, durante uma transmissão, serem compartilhados por
outras transmissões.
Fazendo uma analogia, podemos comparar o estabelecimento de um circuito virtual com o
planejamento de uma viagem de carro, definindo o trajeto a priori, com a ajuda de um mapa e
consulta a Polícia Rodoviária para verificar o estado das rodovias até o destino. Durante a viagem, o
motorista segue, com a ajuda do mapa, o trajeto anteriormente estabelecido. Veja também, que as
estradas não ficam reservadas para um único veículo; outros carros, que provavelmente seguem a
outros destinos, compartilham trechos das rodovias.
Roteamento em redes baseadas em datagrama

Nas redes baseadas em datagramas, não há estabelecimento de conexão ou circuito virtual. Os
pacotes são encaminhados em função do endereço do destino. No caso da Internet, é o endereço
IP que vai ser utilizado para a definir a rota que o pacote vai seguir.
Voltando a analogia da viagem de carro, no caso de uma rede de datagramas, podemos comparar
com a realização da viagem pedindo informações em cada entroncamento, onde o motorista não
conhece os caminhos e nem possui mapas. Por exemplo, suponha que você vai realizar uma viagem
de Florianópolis para a cidade de Araraquara no interior de São Paulo usando este processo. Você
chega ao primeiro posto na saída de Florianópolis e pergunta como chegar a Araraquara. Visto que
o estado é São Paulo, o informante lhe diz para pegar a BR-101 no sentido norte e quando chegar a
Curitiba perguntar novamente. Chegando em Curitiba, você faz novamente a pergunta a um policial
rodoviário e ele lhe diz que a BR-116, rumo a São Paulo, está bem congestionada e lhe recomenda a
saída para o estado de São Paulo via o norte do Paraná, orientando para que pergunte novamente
quando chegar na divisa dos estados, na cidade de Ourinhos. Em Ourinhos, lhe indicam a estrada
rumo a cidade de Bauru, onde você deverá fazer nova pergunta. Finalmente, em Bauru, lhe indicam
a auto-estrada que vai diretamente a Araraquara. Neste exemplo, veja que as decisões em cada
entroncamento são tomadas tendo como base o endereço final.
Tomando um exemplo diferente, em muitos aspectos as redes baseadas em datagramas são análogas
aos serviços postais. Quando alguém vai enviar uma carta a um destinatário, o mesmo coloca a carta
em um envelope e escreve o endereço do destino sobre o envelope. O endereço tem uma estrutura
hierárquica, incluindo, no caso do Brasil, o país, o estado, a cidade, a rua e o número da casa. Por
exemplo, se alguém enviar uma carta da França para nossa escola, o correio da França primeiro vai
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direcionar a carta para o centro postal do Brasil (por exemplo, situado em São Paulo). O centro
postal do Brasil vai então direcionar a carta para Santa Catarina, estado destino da carta (na agência
central de Florianópolis, por exemplo). A agência de Florianópolis vai então direcioná-la a agência
de São José, que por sua vez vai repassar ao carteiro para entregar a carta aqui na escola.
Na rede baseada em datagrama, cada pacote atravessa a rede contendo no cabeçalho o endereço do
nó destino, que como o endereço postal, tem uma estrutura hierárquica. Quando o pacote chega a
um roteador, o mesmo examina uma parte do endereço e o encaminha ao roteador adjacente.
A figura 1.6 mostra uma taxonomia das redes de telecomunicações.
Redes de
Telecomunicações

Redes a comutação de circuitos
Ex.: Sistema Telefônico

Redes a comutação de pacotes
Ex.: Redes de computadores

Redes com circuito virtual
Ex.: X.25, frame relay, ATM

Redes datagrama
Ex.: Internet

Figura 1.6. Taxonomia das redes de telecomunicações

Redes de acesso a Internet e meios físicos
Como vimos, na periferia da Internet estão os sistemas terminais que rodam as aplicações e no
núcleo da rede estão os roteadores, responsáveis pela interconexão das redes. Neste item vamos
abordar as redes de acesso a Internet, ou seja, quais as diferentes maneiras de conectar um
computador a Internet.
Grosso modo podemos dividir as redes de acesso em duas categorias:
Redes de acesso residencial;
Redes de acesso corporativo.
Uma rede de acesso residencial conecta tipicamente um computador pessoal, instalado na casa de
um usuário, a um roteador de borda, provavelmente de um provedor de acesso doméstico. A forma
mais comum de acesso residencial é o acesso via modem e linha discada. O modem residencial
converte o sinal digital do computador num formato analógico para ser transmitido sobre a linha
telefônica analógica. No lado do provedor, outro modem vai converter o sinal analógico de volta a
forma digital. Neste caso, a rede de acesso é um simples enlace ponto-a-ponto sobre o par trançado
da linha telefônica. Em termos de velocidade de transmissão, os modems analógicos transmitem em
taxas que vão até 56 Kbps, todavia, devido à má qualidade das linhas, dificilmente este valor é
atendido de forma plena. (Figura 1.7)
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Outra forma de acesso residencial, a qual não necessita a conversão analógica/digital, é a utilização
da tecnologia RDSI (Rede Digital de Serviços Integrada), disponível em algumas centrais telefônicas
das concessionárias de telecomunicações.
Novas tecnologias, como o
ADSL (asymmetric digital
subscriber line) e o HFC (hibric
fiber coaxial cable) também tem
sido empregada para acesso
residencial.
O ADSL usa multiplexação
por divisão da freqüência
para dividir o enlace de
comunicação entre a casa do
usuário e o provedor em três
faixas de freqüência:

Fax/Modem
Rede
Comutada
Banco de
Modem

Rede local do
provedor

Figura 1.7. Acesso residencial via modem e linha discada

Um canal de alta velocidade (downstream) de até 8 Mbps, na faixa de 50 kHz a 1 MHz;
Um canal de média velocidade (upstream) de até 1 Mbps, na faixa de 4 kHz a 50 kHz;
Um canal de baixa velocidade para o sinal telefônico de voz, na faixa de 0 a 4 kHz.
O ADSL permite velocidades de até 8 Mbps do provedor a residência (downstream) e no sentido
reverso (upstream) até 1 Mbps. Esta assimetria é uma das características do ADSL e reflete as
características de uso do usuário residencial, muito mais um consumidor do que um fornecedor de
informações da Internet.
A tecnolocia HFC, também conhecida como cable modem, requer modems especiais para permitir
um acesso doméstico a partir dos sistemas de distribuição de TV a cabo. O cable modem é um
dispositivo externo, conectado ao computador pessoal a partir de uma porta Ethernet (Ethernet é
uma tecnologia de rede local). Como no caso do ADSL, o cable modem divide o canal de acesso em
duas bandas, um canal do provedor a residência de até 10 Mbps e 768 Kbps no sentido reverso. No
HFC (e não no ADSL) estas velocidades de acesso são
compartilhadas entre os usuários, pois a distribuição da TV a
cabo usa um meio compartilhado entre vários usuários
(broadcast).
Uma rede de acesso corporativo é tipicamente uma rede local
de computadores conectada a um roteador de borda. Existem
várias tecnologias de rede local, todavia, a tecnologia Ethernet é
hoje uma das mais disseminadas. A Ethernet opera em
velocidades de 10 Mbps a 100 Mbps (existe ainda a Ethernet a 1
Gbps). Ela usa par trançado de cobre ou cabo coaxial para
conexão entre as máquinas, que compartilham um barramento
comum, sendo portando a velocidade de acesso também
compartilhada entre os usuários (Figura 1.8).

Roteador de
borda

Computador
com placa de
rede
Figura 1.8. Acesso corporativo via rede local

Meios físicos
Como meio físico podemos ter, por exemplo, par trançado, cabo coaxial, fibra óptica ou a
utilização do ar e do espectro de freqüência de rádio. A conexão ao meio físico pode se dar de
diversas maneiras, onde cada uma delas utiliza protocolos específicos, necessitando de dispositivos
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adaptadores, por exemplo, placas fax/modem e placas de rede. O tipo de acesso e o meio físico
utilizado determinará uma taxa de transmissão de dados para o enlace de comunicação.

O que são camadas de protocolos?
Uma rede de computadores é um sistema bastante complexo. Como vimos, a interação entre os
computadores e as diversas aplicações pode se dar de diferentes maneiras e a partir da utilização de
um número variado de protocolos. Para lidar com esta complexidade, a arquitetura das redes de
computadores procurou estabelecer uma série de camadas de protocolos cada uma delas
tratando de uma funcionalidade específica da comunicação.
Analogia com sistema postal (Correios)
Para entender o papel das camadas de protocolo utilizadas nas redes de computadores, vamos
fazer uma analogia com um sistema postal hipotético.
Por exemplo, para enviar uma carta neste sistema postal o usuário deverá primeiramente
acondicioná-las em um envelope padronizado. Em seguida, ele deve escrever, também segundo
algumas regras, o endereço do destinatário. Note que o endereço é hierarquizado, onde consta o
nome do usuário final, o nome da rua, a cidade, o estado e o país. Feito isto o usuário deve selar a
carta e depositá-la em uma caixa coletora do serviço postal.
Os carteiros do sistema postal são responsáveis por diariamente coletar as correspondências nas
caixas coletoras e levá-las até a agência de triagem local dos correios.
A agência de triagem local realiza um primeiro serviço de triagem das correspondências, a partir
do endereço dos destinatários, e define o encaminhamento seguinte das mesmas. Para alguns
destinos pode haver um encaminhamento direto a partir da agência local (por exemplo, uma
localidade vizinha). Para outros destinos (por exemplo, uma cidade de outro estado) o
encaminhamento pode se dar via outra agência de triagem intermediária. Para encaminhar as
correspondências ao próximo destino, todas as cartas cujas rotas devem seguir por esta destinação
são acondicionadas em um malote, e seguirão por um serviço de malote.
O serviço de malote carrega os malotes entre as “agências vizinhas” (isto é, as quais possuem
serviço de malote direto). Dependendo das agências em questão, o transporte dos malotes pode ser
realizado de diferentes maneiras. Por exemplo, via linha aérea comercial, via linha de transporte
rodoviário, com transporte rodoviário próprio, etc.
Uma vez na próxima agência de triagem o malote é aberto e nova triagem é realizada. Este
processo de roteamento das correspondências entre as agências de triagem prossegue até que a
correspondência chegue a agência destino, responsável pela jurisdição onde habita o destinatário
final.
Uma vez na agência destino as cartas são separadas e repassadas aos carteiros para fazerem a
entrega a domicílio das cartas aos destinatários finais. (veja diagrama mostrado na Figura 1.9)

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Usuário deposita a carta
endereçada e selada em um
coletor público

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Usuário recebe
correspondência em sua casa

Carteiro coleta carta e entrega ao
serviço de triagem e
encaminhamento
Serviço de triagem separa as
cartas e as encaminha em
direção a agência destino
usando serviço de malote

E

Carteiro faz a entrega a
domicílio da carta
Serviço de triagem destino
separa cartas e as repassa ao
carteiro para entrega.

Serviço de malote leva os molotes com as cartas
entre agências vizinhas.

Figura 1.9. Ações para encaminhar uma carta no serviço postal

Estruturação do sistema em camadas
Todo este processo tem analogia com as redes de computadores. Por exemplo, uma mensagem
entre um computador conectado a uma rede e outro de uma rede remota deve ser encaminhada
desde a rede do remetente, seguindo uma determinada rota, até atingir o computador destino.
Todavia, a analogia que estamos buscando está na estrutura mostrada na figura 1.9.
Como podemos observar, cada funcionalidade no processo de envio de uma correspondência tem
uma etapa correspondente no lado do destinatário. Poderíamos então organizar estas
funcionalidades organizando-as em camadas horizontais (Figura 1.10).
Usuário (envia carta)

Usuário (recebe carta)

Carteiros (coleta)

Carteiros (entrega)

Triagem ( encaminhamento)

Triagem ( encaminhamento)

Triagem (recebimento)

Serviço de Malote

Serviço de Malote

Serviço de Malote

Figura 1.10. Estrutura em camadas do serviço de correios

Estas camadas horizontais permitem que cada funcionalidade seja descrita de forma separada, onde
cada camada guarda uma certa independência das demais. Por exemplo, para o usuário, uma vez
que ele depositou uma carta no coletor, não lhe interessa como a mesma vai ser entregue ao
destinatário. Ele simplesmente conta com o sistema postal para isto.
Por sua vez, os carteiros não se preocupam com o conteúdo das correspondências e nem em como
serão enviadas ao destinatário. Seu serviço é coletar as correspondências e levá-las o setor de
triagem. A forma como os carteiros realizam seu trabalho pode ser alterada sem afetar as demais
camadas. Por exemplo, utilizar uma bicicleta ao invés de ir a pé para coletar as cartas.
Quanto às agências de triagem e encaminhamento, da mesma forma, sua organização interna
pode ser alterada sem prejudicar o restante do processo. Por exemplo, uma agência de triagem mais
importante pode contar com serviços automatizados para separação de cartas, outras menores,
podem realizar a separação manualmente.

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O mesmo tipo de comentários poderia ser feito com respeito ao serviço de malote das
correspondências. Por exemplo, entre duas agencias de triagem que possuem um grande fluxo de
correspondências, como entre duas capitais, poderia haver um serviço de malote dedicado via aérea.
Note que nas agências terminais, todas as camadas do sistema postal precisam ser
implementadas, incluindo caixas coletoras e os serviços de carteiros para coleta/entrega de cartas.
Por outro lado, podemos ter algumas agências intermediárias dedicadas somente à triagem e
encaminhamento, localizadas, por exemplo, em nós importantes do sistema. Neste caso, as
camadas superiores não precisam ser implementadas.
Cada camada oferece um serviço à camada superior:

•

A partir da realização de algumas ações, por exemplo, os carteiros coletam
as cartas e as repassam ao serviço de triagem e encaminhamento;

•

Utilizando os serviços da camada inferior, por exemplo, os carteiros
contam com o serviço de triagem e encaminhamento para que continue o
processo de entrega até o destinatário.

Camadas de protocolos nas redes de computadores
Durante os primeiros tempos das redes de computadores os diversos fabricantes trabalharam de
forma separada no desenvolvimento de suas tecnologias, muitas delas incompatíveis entre si. Com o
intuito de estabelecer alguma padronização e permitir uma integração entre as diversas tecnologias, a
ISO (International Standard Organization – www.iso.org), juntamente com o ITU (International
Telecommunication Union – www.itu.org), organismos responsáveis pelo estabelecimento de normas
e padrões em telecomunicações no mundo, definiram um modelo de referência com sete
camadas de protocolos. Este modelo ficou conhecido como modelo OSI (open system
interconnection).
As camadas de protocolos facilitam o projeto e a implementação das
redes de computadores, e no nosso caso, também o ensino e a
aprendizagem das redes. Através das camadas de protocolos, o
problema de construir uma rede fica decomposto em diversos módulos,
onde cada camada pode ser implementada separadamente, sem afetar as
demais.

Aplicação
Apresentação

Sessão
Transporte

Rede

As sete camadas do modelo OSI, nomeadas como aplicação,
Enlace
apresentação, sessão, transporte, rede, enlace e física (Figura 1.15),
Física
tiveram muito sucesso na literatura de redes de computadores, todavia,
Figura 1.15. Modelo de 7 camadas
não tiveram o mesmo sucesso comercial. Hoje, não há nenhum
ISO
produto que siga a risca as recomendações do modelo OSI. Dentre os
modelos comerciais, certamente a arquitetura Internet é a que tem hoje maior sucesso. Grosso
modo, pode-se dizer que o modelo Internet é uma simplificação do modelo OSI, onde algumas
camadas agrupam funcionalidades de mais de uma camada do modelo OSI.

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Modelo em camadas da Internet
O modelo em camadas da Internet agrupa as
Regras para troca de mensagens entre os
funcionalidades das redes de computadores
processos de aplicação
em quatro camadas. A camada superior, que
Canais de comunicação lógicos fim-a-fim entre os
define regras para a troca de mensagens entre
processos de aplicação
os processos de aplicação. A segunda
Conectividade fim-a-fim entre dois sistemas
camada que oferece um canal de
terminais remotos
comunicação lógico fim-a-fim entre os
Enlace de comunicação físico entre dois nós
processos de aplicação, oferecendo um
vizinhos
serviço apropriado para que os processos de
aplicação troquem mensagens. A terceira
Figura 1.11. Diferentes camadas para as redes de computadores
camada, que trata os problemas relativos ao
roteamento de pacotes entre dois
computadores remotos, permitindo a conectividade fim-a-fim entre dois computadores. Por
fim, a camada inferior que trata os problemas relacionados aos enlaces de comunicação entre nós
vizinhos e os problemas relacionados à transmissão física de bits sobre os enlaces (Figura 1.11).
No caso dos canais de comunicação lógico fim-a-fim entre os processos de aplicação,
para atender aos dois tipos de aplicações descritos anteriormente (aplicações tipo
pedido/resposta e aplicações tipo fluxo de dados tempo real), poder-se-ia ter dois canais
distintos, conforme mostra a figura 1.12.
Regras para troca de mensagens entre os processos de aplicação
Canal para aplicações tipo
pedido/resposta

Canal para aplicações tipo fluxo
de dados tempo real

Conectividade fim-a-fim entre dois sistemas terminais remotos
Enlace de comunicação físico entre dois nós vizinhos

Figura 1.12. Diferentes canais para diferentes tipos de aplicação

Dentro do padrão Internet, esta pilha de protocolos tem as camadas assim
denominadas: camada aplicação, camada transporte, camada rede e
camada enlace/física. (Figura 1.13)

Aplicação
Transporte

Camada Aplicação

Os protocolos da camada de aplicação definem as regras e o formato das
mensagens que são trocadas entre as aplicações de rede, por exemplo, a
aplicação WWW (world wide web) é governada pelas regras do protocolo de
aplicação HTTP (hiper text transfer protocol); o correio eletrônico envia as
mensagens usando o protocolo de aplicação SMTP (simple mail transfer protocol);
a transferência de arquivos usa o protocolo de aplicação FTP (file transfer
protocol). As mensagens trocadas entre as entidades da camada aplicação
utilizam os canais disponibilizados pelos protocolos da camada inferior.

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Rede
Enlace/Física
Figura 1.13. Pilha de
protocolos da Internet


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A camada de aplicação estabelece as regras para a troca de mensagens entre as
aplicações.
Voltando ao exemplo do sistema postal, a camada de aplicação corresponderia às regras que os
usuários devem obedecer para utilizar os serviços postais, como utilizar envelope apropriado,
escrever o endereço e o CEP corretamente, selar a carta e depositar na caixa de coleta.
Camada Transporte

Os protocolos da camada de transporte garantem um canal de comunicação lógico fim-a-fim
entre os processos rodando no lado do cliente e no lado do servidor, para que as aplicações
possam trocar mensagens entre si. Para atender aos dois tipos de aplicações comentados
anteriormente, aplicações tipo pedido/resposta e aplicações tipo fluxo de dados em tempo
real, a Internet implementa dois protocolos de transporte, o TCP e o UDP. O TCP fornece um
serviço confiável e orientado a conexão. O UDP fornece um serviço sem conexão (connectionless) e
não confiável.
Como em cada computador da rede podemos ter diferentes processos de aplicação rodando, por
exemplo, várias seções de navegadores Web, um dos serviços oferecidos pela camada de transporte é
a multiplexação/demultiplexação de aplicações, entregando as mensagens na porta apropriada
de cada processo.
A camada de transporte estabelece um canal de comunicação lógico para a
transferência de mensagens porta-a-porta entre os processos de aplicação
rodando em dois computadores remotos.
Camada Rede

Dentro da Internet, as mensagens são fragmentadas em pacotes, chamados datagramas, e
atravessam a rede de roteador em roteador desde o computador origem até o computador destino
usando a técnica de comutação de pacotes. Nesta viagem, uma das tarefas dos protocolos da
camada de rede é definir a rota que seguirão os datagramas. A camada rede da Internet tem dois
componentes principais, o protocolo IP, que define o formato do datagrama e a forma de
endereçamento, e os algoritmos de roteamento.
A camada de rede realiza a transferência de pacotes, ou datagramas, entre dois
computadores remotos.
A camada rede envolve cada computador e roteador do caminho entre o computador origem e o
destino, diferentemente das camadas de aplicação e transporte que somente precisam
implementadas nas duas pontas da comunicação.
Retomando nosso exemplo do sistema postal, o serviço executado pela camada rede é análogo ao
serviço executado pelas agências postais. As agências recebem as correspondências coletadas pelos
carteiros, realizam os serviços de triagem e encaminhamento de correspondências entre agências
e por fim repassam novamente a um carteiro da agencia remota para entregar na casa do
destinatário.
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Relacionamento entre as camadas de transporte e de rede

A camada de transporte se situa logo acima da camada de rede na pilha de protocolos. Enquanto os
protocolos de transporte oferecem comunicação lógica entre processos rodando em diferentes
computadores, a camada de rede oferece comunicação lógica entre os computadores. A diferença é
sutil, mas importante. Vamos analisá-la fazendo uma analogia com residências atendidas pelo nosso
sistema postal hipotético.
Neste sistema, a agência da jurisdição do destinatário entrega as cartas no endereço da residência do
usuário com a ajuda dos carteiros. Todavia, um mesmo endereço pode pertencer a mais de uma
pessoa. Quando chega uma correspondência a uma pessoa da residência, alguém deve se encarregar
de recebê-la e entregá-la ao usuário final. Neste exemplo, a pessoa que recebeu a correspondência
do carteiro faz um papel análogo ao serviço de multiplexaxão de aplicações realizado pelos
protocolos da camada transporte.
Camada Enlace

Para mover um pacote de um nó até o nó adjacente, dentro de uma determinada rota, a camada
rede necessita dos serviços dos protocolos da camada de enlace. Por exemplo, para transferir
dados entre dois computadores conectados em uma rede local, o protocolo de enlace de múltiplo
acesso Ethernet pode ser utilizado. Já no caso de dois computadores conectados via linha discada,
o protocolo de enlace ponto-a-ponto PPP poderia ser utilizado.
A camada de enlace realiza a transferência de dados entre nós vizinhos da
rede.
Comparando com o sistema postal, a camada enlace é análoga a camada que realiza os serviços de
transporte das cartas entre agências vizinhas e entre agências e usuários. Isto engloba tanto o serviço
de malote entre agências, quanto o trabalho realizado pelos carteiros levando as cartas entre as
agências de correio e as residências dos usuários.
Camada Física

Vinculado à camada enlace está a camada física, que é responsável por mover os bits que compõe
os dados entre um nó e outro utilizando um meio físico específico. Os meios físicos podem ser
cabos coaxiais, fios de cobre, fibras ópticas ou o ar a partir do uso do espectro de freqüência de
rádio.
A camada física realiza o transporte de bits sobre o meio físico de um enlace de
comunicação.
No caso do sistema postal, a camada física corresponderia ao meio de transporte utilizado pelos
carteiros ou pelo serviço de malote para transportar as cartas, como por exemplo, bicicleta, carro,
ônibus, etc.

Questões
1.

A conectividade entre computadores pode se dar em diferentes escalas. Comente
sobre as formas de se conectar computadores, citando exemplos de redes existentes na
prática.
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2.

Quais tipos de dispositivos podem ser conectados a Internet além de computadores
pessoais. Cite exemplos e pesquise endereços URL que apresentem algum dispositivo
deste tipo.

3.

O que é um sistema terminal ou hospedeiro (host)? Explique o porquê deste nome.

4.

O que é um roteador? Quais são suas funções nas redes de computadores?

5.

Explique a expressão store-and-forward, relativa ao funcionamento de um roteador.

6.

Quais as vantagens e desvantagens da comutação de circuitos em relação com a
comutação de pacotes?

7.

Pesquise sobre a comutação de mensagens e diferencie esta técnica da comutação
de pacotes.

8.

O que é uma aplicação de rede? Cite exemplos e mostre a utilidade de cada aplicação
citada.

9.

O que é um protocolo? Cite um exemplo de um protocolo humano que você usa no
seu dia-a-dia.

10.

Quais os principais protocolos da Internet?

11.

Qual a origem no nome Internet?

12.

O que é um endereço IP?

13.

O que significa ter os computadores conectados em rede local? Como uma rede local
pode ser conectada a Internet?

14.

Explique o que é o modelo cliente/servidor, obedecido pela maioria das aplicações
Internet.

15.

As aplicações Internet requisitam serviços da rede subjacente. Diferencie os serviços
do tipo pedido/resposta dos serviços tipo fluxo de dados tempo real. Cite
exemplos.

16.

Porque se diz que a Internet é dita uma rede best-effort? Explique.

17.

Pesquise sobre a forma de acesso doméstico a Internet utilizando RDSI, disponível
na região da Grande Florianópolis. Explicitar tanto os aspectos tecnológicos quanto os
comerciais, descrevendo também a tecnologia utilizada para a transmissão dos dados e
os equipamentos necessários.

18.

Idem para a tecnologia ADSL.

19.

Idem para a tecnologia cable modem.

20.

Na tecnologia cable modem o canal é dedicado ou compartilhado entre os usuários?
Explique.

21.

Comente sobre pelo menos três vantagens de se dividir a arquitetura das redes de
computadores em camadas.

22.

Quais as principais funções de cada uma das camadas da arquitetura Internet?

23.

Qual camada da Internet faz o processo de roteamento?

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24.

Explique porque os protocolos da camada rede (como o IP) devem ser
implementados em todos os nós da rede (como sistemas terminais e roteadores) e os
protocolos da camada transporte (como o TCP) somente precisam ser
implementados nos sistemas terminais.

25.

Faça um levantamento da topologia da Internet no Brasil (rede acadêmica e privada),
mostrando os backbones e provedores nacionais, regionais e locais.

26.

O que é telefonia na Internet? Ache algum URL sobre telefonia na Internet que
descreva alguns produtos existentes.

27.

Pesquise sobre distribuição de áudio na Internet. Ache algum URL que ofereça este
serviço.

28.

O que é vídeo conferência na Internet? Explique como funciona.

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A P L I C A Ç Õ E S

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Parte

Aplicações de Rede
As aplicações de rede são a “razão de ser” da Internet, permitindo que os usuários possam fazer
coisas úteis e interessantes na rede. Sem as aplicações, a Internet não teria sentido.

O que é uma aplicação de rede?

A

s aplicações de rede são programas que rodam nos sistemas terminais ou hospedeiros
(hosts) e se comunicam entre si através da rede. São programas de aplicação típicos da
Internet: o login remoto a sistemas (Telnet ou SSH), a transferência de arquivos
(FTP), o correio eletrônico (e-mail), a paginação na Web ou WWW (world wide web), o
bate-papo em rede (chat), telefonia na Internet (VoIP), a vídeo conferência, a execução de áudio
e vídeo, etc.
As aplicações de rede são programas ou, como dizem no jargão dos sistemas operacionais,
processos que se comunicam entre si pela da troca de mensagens através da rede.
A Internet oferece o suporte para a troca de mensagens entre as aplicações através de canais de
comunicação lógicos, que são oferecidos pelos protocolos TCP/IP.
Protocolos de aplicação
Além do TCP/IP, cada aplicação utiliza protocolos específicos, chamados protocolos de
aplicação, que definem como os processos de aplicação, rodando em diferentes computadores,
trocam mensagens entre si. Em particular, os protocolos de aplicação definem:
Os tipos de mensagens trocadas, por exemplo, uma mensagem de solicitação ou resposta;
A sintaxe e a semântica das mensagens, definindo os campos de cada mensagem e seu
significado;
As regras definindo quando e como um processo envia ou responde uma mensagem.
Os protocolos de aplicação, apesar de importantes, são apenas uma pequena parte de uma
aplicação de rede. Por exemplo, a aplicação WWW é uma aplicação de rede que permite aos
usuários obterem “documentos” da Web sob demanda. Os componentes da aplicação WWW
incluem documentos em formato HTML (hypertext markup language), navegadores Web (como o
Netscape ou o Internet Explorer), servidores de páginas Web (como o Apache do Linux, o


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Microsoft Internet Information Server ou Netscape Server) e o protocolo de aplicação HTTP
(hiper text transfer protocol).
Da mesma forma, o correio eletrônico (e-mail) tem vários componentes, incluindo os servidores
que hospedam as caixas postais dos usuários, os leitores de correio eletrônico que permitem ler e
criar mensagens, um padrão que define a estrutura das mensagens eletrônicas, os protocolos de
aplicação, cujo principal é o SMTP (simple mail transfer protocol), que definem como as mensagens
são trocadas entre os servidores e entre os servidores e os
leitores de correio eletrônico.
Clientes e servidores
Uma aplicação de rede tem tipicamente duas partes, um
lado cliente e um lado servidor que se comunicam entre
si. Por exemplo, um navegador Web implementa o lado
cliente do HTTP, e um servidor Web implementa o lado
servidor http (Figura 2.1).
Para algumas aplicações, um computador pode
implementar ora o lado cliente ora o lado servidor. Por
exemplo, considere um de acesso remoto via Telnet entre
um computador A e um computador B. Se o computador
A inicia a seção Telnet, então A é o cliente e B é o
servidor. Por outro lado, se o computador B inicia a
seção, ele é que será o cliente e A o servidor. Da mesma
forma, na aplicação de correio eletrônico, o servidor que
envia uma mensagem, implementa o lado cliente do
SMTP e o servidor que recebe a mensagem implementa o
lado servidor.

Figura 2.1. Interação cliente/servidor na Internet

Comunicação através da rede
Como visto, uma aplicação envolve a comunicação de dois processos através da rede. Os dois
processos se comunicam através do envio e recebimento de mensagens através mecanismos
chamados portas (sockets). Os processos assumem que há uma infraestrutura de transporte no outro
lado da porta do processo emissor que transportará as mensagens até a porta do processo destino.
O conceito de portas faz parte da implementação dos protocolos de transporte da Internet TCP e
UDP. Em resumo, pode-se dizer que os protocolos de transporte estabelecem um canal de
comunicação lógico para a transferência de mensagens porta-a-porta entre os processos de
aplicação rodando em dois computadores remotos.
Na Internet cada uma das aplicações mais conhecidas, utilizam portas padronizadas, por exemplo,
um servidor Web é identificado pela porta 80. Um servidor de correio eletrônico pela porta 25. Um
servidor Telnet pela porta 23.
Endereçamento
Para que um processo em um computador possa enviar uma mensagem a um computador remoto,
ele deve endereçar quem vai receber a mensagem. O endereço envolve duas peças de informação:
(1) o nome ou o endereço IP da máquina destino; (2) o número da porta do processo do lado do
receptor.

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Por exemplo, para endereçar o servidor Web do CEFET em São José devemos fornecer o
endereço IP ou o nome de domínio da máquina responsável por servir as páginas Internet, ou seja,
IP: 200.135.233.1 ou www.sj.cefetsc.edu.br, respectivamente. Quanto ao número da porta, como
algumas aplicações tem o número padronizado, em geral, o agente usuário escolhe o número de
porta automaticamente em função da aplicação em uso.
Agente usuário
O agente usuário é a interface entre o usuário e a aplicação de rede. Mais especificamente, o agente
usuário é um programa de computador, comercial ou de domínio público, que implementa a
interface do lado cliente de uma aplicação de rede.
Por exemplo, o agente usuário para um cliente WWW pode ser, por exemplo, o Internet Explorer
da Microsoft, o Netscape Navigator ou o Mozilla. O agente usuário para um leitor de correio
eletrônico pode ser, por exemplo, o Outlook da Microsoft, o Eudora ou o Netscape Messager.

Qual serviço de transporte uma aplicação precisa?
A Internet dispõe de dois serviços de transporte para os protocolos de aplicação, o UDP (user
datagram protocol) e o TCP (transmission control protocol). Quando uma aplicação é projetada para a
Internet, a primeira decisão do projetista deve ser definir qual protocolo de transporte será utilizado.
A escolha dependerá do tipo serviço que a aplicação vai necessitar. Quanto aos tipos de serviços
requisitados pelas aplicações, podemos classificá-los em três dimensões:
Quanto à perda de dados
Algumas aplicações, como por exemplo, transmissão de áudio, podem tolerar algumas perdas;
outras aplicações, como por exemplo, uma transferência de arquivos ou um Telnet, requerem
transferência 100% confiável.
Quanto aos requisitos temporais
Algumas aplicações, como por exemplo, telefonia na Internet e jogos interativos, requerem
baixo retardo para serem “viáveis”, outras, como uma mensagem de correio eletrônico, não tem
restrições temporais.
Quanto à largura de banda
Algumas aplicações, como por exemplo, multimídia, requerem quantia mínima de banda para
serem “viáveis”; outras aplicações são mais “elásticas” e conseguem usar qualquer quantia de
banda disponível, como por exemplo, a paginação na Web.
A tabela abaixo apresenta algumas aplicações típicas da Internet e os requisitos em termos de
transporte.
Aplicação
transferência de arquivos
Correio eletrônico
WWW
áudio/vídeo de tempo real

Perdas
sem perdas
sem perdas
sem perdas
tolerante

áudio/vídeo gravado
jogos interativos
aplicações financeiras

tolerante
tolerante
sem perdas

Banda
elástica
elástica
elástica
áudio: 5Kb-1Mb
vídeo:10Kb-5Mb
como anterior
> alguns Kbps
elástica

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Requisitos temporais
não
não
não
sim, 100’s mseg
sim, alguns segs
sim, 100’s mseg
sim e não


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Para atender a estes requisitos, os dois protocolos de transporte da Internet oferecem as seguintes
facilidades:
Serviço TCP:

Serviço orientado a conexão: uma abertura de conexão é requerida entre cliente e
servidor;
Transporte confiável: garante comunicação livre de erros entre o processo emissor e
receptor;
Controle de fluxo: evita que o emissor possa “afogar” com dados um receptor mais lento;
Controle de congestionamento: permite “estrangular” o emissor quando a rede está
sobrecarregada.
Não provê: garantias temporais ou de banda mínima.
Serviço UDP:

Transferência de dados não confiável: não há garantia de entrega de dados livre de erros
entre o processo emissor e receptor;
Não Provê: abertura de conexão, confiabilidade, controle de fluxo, controle de
congestionamento, garantias temporais ou de banda mínima.
A tabela a seguir mostra algumas aplicações típicas e os respectivos protocolos de transporte
utilizados.
APLICAÇÃO
Correio eletrônico
Login remoto
WWW
Transferência de arquivos
Servidor de arquivos remoto
Gerenciamento de rede
Protocolo de roteamento
Tradução de nomes
Multimídia
Telefonia na Internet

Protocolo de
aplicação

Protocolo de
transporte

SMTP
Telnet
HTTP
FTP
NFS
SNMP
RIP
DNS
proprietário
proprietário

TCP
TCP
TCP
TCP
tipicamente UDP
tipicamente UDP
tipicamente UDP
tipicamente UDP
TCP ou UDP
tipicamente UDP

A aplicação WWW
A aplicação WWW é uma aplicação de rede que permite aos usuários obterem “documentos”, ou
páginas Web, sob demanda. Uma página Web consiste de objetos, os quais podem ser arquivos
HTML (hypertext markup language), imagens JPEG, imagens GIF, applets Java, clip de áudio e vídeo,
etc, endereçados por um endereço URL (universal resource locator). A maioria das páginas Web
consiste de uma página base HTML e várias referências, conhecidas como hiperlinks, para outros
objetos. Páginas pessoais dos usuários são conhecidas como home pages.
Um endereço URL tem duas componentes: (1) o nome do computador que hospeda as páginas
Web e (2) o nome do objeto e o caminho onde o mesmo esta localizado. Por exemplo, para
acessar a página do Curso de Telecomunicações do CEFET, o endereço URL é
www.sj.cefet.edu.br/principal/areas/tele/inicio.htm

24


D E

R E D E

onde www.sj.cefet.edu.br é o endereço do servidor e /principal/areas/tele/inicio.htm
especifica o caminho e o arquivo com o objeto solicitado.
Um navegador Web, como o Internet Explorer ou o Netscape Navigator, é o agente usuário
para a aplicação WWW e implementa o lado cliente do protocolo HTTP. Um servidor Web
hospeda as páginas Web, as quais são acessadas por seu endereço URL. Um servidor Web
implementa o lado servidor do protocolo HTTP, sendo que, entre os servidores mais populares
temos o Apache do Linux, o IIS (Internet Information Server) da Microsoft e o Netscape Server.
O protocolo HTTP
O protocolo HTTP define
como os navegadores Web
(clientes) requisitam páginas
de servidores Web. Quando
um usuário requisita um
objeto, por exemplo clicando
em uma referência de uma
página Web, o navegador
envia
mensagens
de
requisição HTTP para o
servidor Web. O servidor
recebe a requisição e responde
com uma mensagem de
resposta HTTP que contém
os objetos solicitados (Figura
2.2).

HTTP
request

Computador
rodando
Explorer

HTTP
response

Servidor
rodando
Apache

HTTP
request

HTTP
response

Computador
rodando
Netscape

Há duas versões do protocolo
Figura 2.2. Protocolo HTTP
HTTP implementadas pelos
navegadores, o HTTP/1.0 e
o HTTP/1.1 e ambas as versões usam como protocolo de transporte o TCP. Para requisitar uma
página Web, o cliente HTTP primeiramente abre uma conexão TCP com o servidor. Uma vez
aberta a conexão TCP o cliente e o servidor podem trocar mensagens através das suas portas de
interface. A porta 80 é o padrão para a aplicação WWW.
O HTTP/1.0 usa o que se chama conexões não persistentes, onde após a requisição de cada
objeto, o servidor responde e encerra a conexão TCP. Por exemplo, para uma página Web
composta de um arquivo base HTML e mais 5 imagens JPEG, após a recepção de cada arquivo, a
conexão TCP é encerrada e deverá ser reaberta para cada novo objeto requisitado (isto é feito
automaticamente pelo agente usuário).
O HTTP/1.1 permitiu melhorar o desempenho dos navegadores Web através do uso de conexões
persistentes, onde o servidor mantém a conexão TCP aberta após o envio da resposta. Desta
forma, as requisições e as respostas subsequentes entre o mesmo par cliente/servidor podem utilizar
a mesma conexão já aberta, eliminando o tempo de abertura de conexão. Caso a conexão deixe de
ser utilizada por um certo tempo o servidor se encarrega de liberar a conexão.
Formato das mensagens HTTP

O protocolo HTTP é baseado no paradigma pedido/resposta, havendo dois tipos de mensagens:
mensagens de requisição e mensagens de resposta.
25


D E

R E D E

A mensagens de requisição (request) tem a seguinte estrutura:
GET /diretorio/pagina.html
Host: www.escolatecnica.edu.br
Connection: close
User-agent: Mozilla/4.0
Accept-language:pt
(extra carriage return, line feed)

A primeira linha apresenta o comando básico para requisição de uma página Web, seguido pela
parte do URL que indica o caminho e o nome do objeto que se deseja (GET
/diretorio/pagina.html). As linhas seguintes, chamadas de cabeçalho, são opcionais. A
segunda linha (Host: www.escolatecnica.edu.br) indica o nome computador onde reside o
objeto; a terceira linha (Connection: close) informa para fechar a conexão após envio da
resposta; a quarta linha (User-agent: Mozilla/4.0) indica o tipo do agente usuário utilizado e a
linha (Accept-language:pt) indica que o português é a língua preferencial.
Do ponto de vista do usuário o mesmo só “enxerga” o endereço URL que digitou e o navegador
monta e envia as mensagens HTTP de forma transparente.
A mensagens de resposta (response) tem a seguinte estrutura:
HTTP/1.1 200 OK
Connection: close
Date: Thu, 06 Aug 1998 12:00:15 GMT
Server: Apache/1.3.0 (Unix)
Last-Modified: Mon, 22 Jun 1998 09:23:24 GMT
Content-Length: 6821
Content-Type: text/html
(data data data data data . . .)

A resposta tem três partes, uma primeira linha informando o estado (status) da solicitação, seis
linhas de cabeçalho e os dados que compõe objeto solicitado. A primeira linha indica a versão do
protocolo, o código e estado da mensagem (HTTP/1.1 200 OK). A segunda linha (Connection:
close) indica que a conexão será encerrada; a terceira linha (Date: Thu, 06 Aug 1998
12:00:15 GMT) informa a data da última modificação no objeto solicitado, utilizada por servidores
proxy; a quarta linha (Server: Apache/1.3.0 (Unix)) indica o tipo do servidor, a quinta linha
(Content-Length: 6821) indica o tamanho do objeto em bytes e a última linha (ContentType: text/html) informa o conteúdo da mensagem. Os dados vem em seguida.
Os códigos de estado (status) mais comuns são:
200
301
400
404
505

OK: Requisição OK e o objeto solicitado vai em anexo.
Moved Permanently: O objeto solicitado foi movido para outra URL.
Bad Request: Requisição não entendida pelo servidor.
Not Found: O objeto requisitado não existe no servidor.
HTTP Version Not Supported: Esta versão do protocolo HTTP não é suportada pelo

servidor.

26


D E

R E D E

Exercício

É possível “ver” as mensagens trocadas pelo protocolo HTTP, executando manualmente os
comandos em uma conexão TCP, na porta 80, com um servidor Web. Para tal, pode-se fazer
primeiramente um Telnet (acesso remoto), na porta 80 de um servidor Web. Em seguida, uma vez
estabelecida a conexão, pode-se trocar comandos HTTP manualmente.
Por exemplo:
> telnet www.sj.cefetsc.edu.br 80
GET /~cantu/index.html
permite estabelecer um canal TCP na porta 80 com servidor do CEFET em São José e acessar a
página do professor Cantú.
Os navegadores Web
Os navegadores Web, como o Internet Explorer da Microsoft, o Netscape Navigator ou o
Mozilla, implementam de forma transparente ao usuário o conjunto de comandos do HTTP,
incluindo facilidades que permitem aos usuários ter um acesso às páginas Web de modo bem mais
amigável.

Aplicação de transferência de arquivos
A aplicação de transferência de arquivos é suportada pelo protocolo de aplicação FTP (file
transfer protocol) que é um protocolo para transferir arquivos de um computador para outro.
Numa típica sessão FTP um usuário pode transferir arquivos de um computador remoto para um
computador local e vice-versa (download e upload, respectivamente). O usuário interage com o FTP
através de um agente usuário. Primeiro fornece o nome (ou o endereço IP) do computador
remoto, estabelecendo com isto uma conexão TCP entre o processo FTP cliente e servidor.
Depois o usuário deve fornecer sua identificação e sua senha, para então poder executar
comandos FTP para transferir arquivos (Figura 2.3).
Conexão TCP de
controle
(porta 21)

usuário
Interface do
cliente
usuário FTP
FTP

sistema de
arquivos
local

FTP
servidor
Conexão TCP para
transferência de
dados
(porta 20)

Figura 2.3. Aplicação FTP

27

sistema de
arquivos
remoto


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R E D E

Agentes usuário FTP
Como agente usuário, o usuário pode executar comandos ftp modo texto diretamente em uma
janela Unix ou no Prompt de Comandos do Microsoft MS-DOS. Também há disponível no
mercado aplicativos especializados, como por exemplo, o WS-FTP (gratuito para uso acadêmico e
disponível para download no endereço ftp.ipswitch.com).
Protocolo FTP
O protocolo FTP, assim como o HTTP, roda sobre o TCP. A diferença é que o FTP usa duas
conexões paralelas TCP para transferir arquivos: uma para controle da conexão e outra para a
transferência de dados. O controle de conexão é usado para trocar informações como a
identificação do usuário e senha, e para transferir os comandos FTP para mudar de diretório (cd),
solicitar arquivos (get) ou enviar arquivos (put). A conexão de dados é usada para transferir os
arquivos. Cada uma destas duas conexões TCP usa uma porta específica: a conexão de controle de
conexão usa a porta 21 e a conexão de dados usa a porta 20 (Figura 2.3).
Comandos do usuário e mensagens do protocolo FTP

A cada comando do usuário, o protocolo FTP envia mensagens do cliente ao servidor e vice-versa.
As mensagens são enviadas através da conexão TCP de controle, em formato ASCII, com quatro
caracteres maiúsculos. Veja alguns exemplos de comandos digitados pelo usuário e as mensagens do
protocolo FTP enviadas do servidor ao cliente:
Ação executada pelo usuário

Comando FTP digitado pelo
usuário

Mensagem enviada pelo
protocolo cliente FTP ao
servidor
Autenticação
O usuário digita seu nome e USER nome_do_usuário
senha
PASS senha
O usuário lista o conteúdo de um dir
LIST
diretório
O usuário solicita um arquivo
get nome_arquivo
RETR nome_arquivo
O usuário envia um arquivo ao put nome_arquivo
STOR nome_arquivo
servidor

Cada comando do cliente é seguido por uma resposta do servidor. As respostas são sempre de três
dígitos, com uma mensagem opcional seguindo o número. Veja algumas respostas típicas:
331
125
425
452

User name OK, password required
Data conection already open; transfer starting
Can´t open data conection
Error writing file.

28


D E

R E D E

Correio eletrônico
O correio eletrônico, ou e-mail (electronic mail), é uma das aplicações mais populares da Internet. É
uma aplicação assíncrona, onde os usuários enviam e lêem suas mensagens quando acharem
conveniente. As mensagens
modernas incluem hyperlinks
servidor
HTML, texto formatado,
Fila de mensagens
Agente
de correio
imagens, sons e até vídeo.
usuário
Numa visão geral, o correio
eletrônico possui três grandes
componentes: os agentes
usuários, os servidores de email e o protocolo SMTP
(simple mail transfer protocol)
(Figura 2.4).

Agente
usuário

Caixas postais

SMTP
SMTP

servidor
de correio

Agente
Leitores de e-mail
usuário
Os agentes usuário, muitas
SMTP
vezes chamados de leitores
de e-mail, permitem aos
servidor
Agente
usuários
lerem
(read),
Agente
usuário
de correio
usuário
responderem
(reply)
ou
encaminharem (forward) a
outra pessoa uma mensagem
Figura 2.4. Componentes do Correio
recebida,
bem
como
comporem (compose) e enviar
(send) uma nova mensagem. Os modernos leitores de e-mail apresentam interface gráfica, como
por exemplo, o Eudora, Microsoft Outlook ou Netscape Messenger; entretanto, muitos ainda
utilizam leitores de e-mail em modo texto, como o mail, pine e elm. Mais recentemente, também
tem sido bastante difundida a leitura de e-mail diretamente com os navegadores Web, os quais
acessam servidores conhecidos como de web-mail.

Servidores de e-mail
Os servidores de e-mail são os componentes centrais da infraestrutura do correio eletrônico. Para
enviar uma mensagem à caixa postal de uma pessoa, uma vez que o remetente digitou mensagem,
seu agente usuário a envia ao seu servidor de e-mail, que coloca a mensagem em uma fila de saída.
Através do protocolo SMTP, o servidor de e-mail envia as mensagens que estão na sua fila de saída
em direção ao servidor destino. Caso o servidor destino não esteja acessível, o servidor de e-mail
tentará enviá-la novamente a cada 30 minutos, persistindo nestas tentativas por alguns dias, quando
então remove a mensagem e notifica quem a tinha enviado.
Cada servidor de e-mail tem também um conjunto de caixas postais (mailbox) para cada um de seus
usuários cadastrados. Uma vez que uma mensagem chegou ao servidor de e-mail destino, a mesma é
armazenada na caixa postal do respectivo usuário.

29


D E

R E D E

Para ler uma mensagem em sua caixa postal o destinatário da mensagem deve, a partir de seu leitor
de e-mail, requisitá-la de seu servidor. O servidor de e-mail então requisita uma autenticação do
usuário, através de uma identificação e uma senha, para depois repassar as mensagens que
porventura chegaram a esta pessoa.
Protocolo SMTP
O protocolo SMTP é o protocolo de aplicação mais importante para o funcionamento do correio
eletrônico. Ele usa o serviço de transferência de dados confiável do TCP para transferir uma
mensagem desde o remetente até a caixa postal do destinatário. O SMTP, como outros protocolos
de aplicação, tem dois lados, o lado cliente e o lado servidor. Quem envia a mensagem faz o papel
do cliente e quem recebe de servidor, todavia, ambos os lados do SMTP devem ser implementados
em cada servidor de e-mail.
As mensagens trocadas pelo protocolo SMTP são mensagens em caracteres ASCII. Para enviar uma
mensagem, o cliente SMTP estabelece uma conexão TCP, na porta 25, com o servidor SMTP.
Uma vez estabelecida à conexão TCP, cliente e servidores de e-mail entram em uma fase de
apresentação mútua (handshaking), trocando algumas informações (como, o cliente indica o endereço
de e-mail do emissor e do destinatário), antes de enviarem a mensagem eletrônica em si.
Veja um exemplo de uma seqüência de mensagens SMTP trocadas entre um cliente (C) e um
servidor (S). O nome do cliente é smtp.das.ufsc.br e o nome do servidor é
mail.sj.cefetsc.edu.br. Cada linha do exemplo corresponde exatamente aos textos ASCII
trocados depois de aberto o canal TCP. A abertura do canal TCP pode ser feita a partir de um
Telnet no servidor de email (porta 25), por exemplo:
> telnet mail.sj.cefetsc.edu.br 25
S:
C:
S:
C:
S:
C:
S:
C:
S:
C:
C:
C:
C:
S:
C:
S:

220 hendrix.sj.cefetsc.edu.br ESMTP Postfix
HELO smtp.das.ufsc.br
250 hendrix.sj.cefetsc.edu.br
MAIL FROM: cantu@das.ufsc.br
250 OK
RCPT TO: cantu@sj.cefetsc.edu.br
250 OK
DATA
354 End data with <CR> <LF> . <CR> <LF>
Ola Evandro,
Este eh um teste de troca de mensagens SMTP de modo manual.
Ele serve para enriquecer nossas aulas de laboratorio.
.
OK: queued as ...
QUIT
221 bye

> Connection closed by foreign host.

No exemplo acima o cliente envia uma mensagem do servidor smtp.das.ufsc.br ao servidor
sj.cefetsc.edu.br. Os comandos usados pelos cliente foram: HELO (olá) , MAIL FROM (de),
RCPT TO (para), DATA (dados) e QUIT (fim). O servidor responde cada comando usando um
código (a mensagem explanatória em inglês é opcional).
Exercício

Envie você também um email manualmente a um colega trocando mensagens SMTP diretamente
com um servidor. Para tal, voce deverá fazer primeiramente um Telnet (acesso remoto), na porta 25
30


D E

R E D E

(porta do SMTP), de um servidor de e-mail. Uma vez estabelecida à conexão TCP, você poderá
trocar comandos SMTP.
Protocolo para leitura de e-mail POP3
Uma vez enviada uma mensagem eletrônica, ela é colocada na caixa postal do destinatário. Uma
maneira natural para o destinatário de ler as mensagens de sua caixa postal, seria acessar diretamente
o seu servidor de e-mail. Isto é na verdade o que se faz quando se acessa remotamente o servidor
(por exemplo, através de um Telnet) e utiliza um agente usuário como o pine. Os novos web-mail
também fazem isto, acessando as caixas postais diretamente no servidor de e-mail.
No caso do usuário destino utilizar um leitor de e-mail diretamente em seu computador pessoal
(como o Eurora ou Outlook), vai haver a necessidade de transferir as mensagens do usuário do seu
servidor de e-mail para seu computador. Para realizar esta tarefa, normalmente utiliza-se um
protocolo de acesso para e-mail extremamente simples, o protocolo POP3. O POP3 inicia quando
o agente usuário (cliente) abre uma conexão TCP com o servidor de e-mail, na porta 110. Com a
conexão TCP estabelecida, o POP3 processa três fases: autorização (quando o usuário envia seu
nome e senha e recebe suas mensagens), transação (quando o usuário requisita ações sobre as
mensagens, como por exemplo marcando algumas para serem apagadas) e atualização (quando o
usuário encerra a sessão e o servidor apaga as mensagens marcadas para serem removidas).
Outro protocolo com a mesma função do POP3 é o protocolo IMAP (Interactive Mail Acess Protocol).
Exercício

Se você usa seu computador pessoal para e-mail, verifique a configuração do seu aplicativo, anotando
o endereço do servidor para que você possa enviar mensagens, chamado de endereço SMTP, e o
endereço do servidor onde você vai verificar suas mensagens ainda não lidas, chamado de endereço
POP3.

Questões
1.

O que é um protocolo de aplicação e qual sua relação com as aplicações?

2.

Mostre para pelo menos três aplicações, quem faz o papel do cliente e quem faz o
papel de servidor.

3.

Como as aplicações se comunicam através da rede? Que tipo de mecanismo é utilizado
nesta comunicação?

4.

Explique o mecanismo de endereçamento utilizado pelas aplicações Internet.

5.

O que é um agente usuário? Cite exemplo de agentes usuário para pelo menos cinco
aplicações.

6.

Que tipo de serviços as aplicações requerem dos protocolos da camada transporte da
Internet?

29.

Que tipo de serviços os protocolos da camada transporte da Internet, TCP e UDP,
oferecem às aplicações? Cite algumas características de cada um dos serviços.

7.

Porque o HTTP, o FTP e o SMTP rodam sobre o TCP e não sobre o UDP?

8.

Quais os componentes de um endereço URL, utilizado na aplicação WWW?

31


D E

R E D E

9.

Explique qual o papel e como funciona o protocolo HTTP.

10.

Pesquise na Internet sobre a história da aplicação WWW, levantando as características
desta aplicação que a tornaram uma das mais populares da Internet.

11.

Pesquise como o protocolo HTTP pode prover mecanismos de autenticação de
usuários para acesso às informações na Web. Ache uma URL que discuta esta questão.

12.

Pesquise e descreva como funcionam os servidores de cache Web (também
conhecidos como servidores proxy). Ache uma URL que discuta esta questão.

13.

Faça uma descrição das características de dois navegador Web (Internet Explorer e
Netscape, por exemplo), mostrando as diferenças entre ambos.

14.

Faça um Telnet (ou SSH) em um servidor Unix e utilize o navegador em modo texto
lynx. Descreva suas características e utilidade.

15.

Qual a utilidade da aplicação de transferência de arquivos (FTP). Descreva os
procedimentos para transferir um arquivo de um servidor até uma estação cliente,
utilizando como agente usuário comandos ftp modo texto.

16.

Qual as principais diferenças entre o protocolo de aplicação HTTP e o protocolo FTP?

17.

Explique como funciona o correio eletrônico, descrevendo a função dos principais
componentes desta aplicação.

18.

O que é um leitor de e-mail? Cite exemplo de produtos comerciais.

19.

Qual a diferença entre o protocolo SMTP e o protocolo POP3? Onde cada um é
utilizado?

20.

Descreva as diversas partes que compõe uma mensagem eletrônica. Mostre através
de um exemplo.

21.

Faça um Telnet (ou SSH) em um servidor Unix e utilize o agente usuário de correio
eletrônico em modo texto mail. Descreva suas características e utilidade.

22.

O que é ICQ? Pesquise sobre que protocolos esta aplicação utiliza.

32

P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

Parte

T C P / I P

Protocolos Internet TCP/IP
Os protocolos da Internet TCP/IP foram primeiramente apresentados a mais de 15 anos,
muito tempo considerando a era da informação; todavia, muitos de seus princípios fundamentais
continuam atuais, e mais, com a grande difusão da Internet, estes protocolos formam hoje a
tecnologia hegemônica das redes de computadores.

Arquitetura da Internet TCP/IP

O

conjunto de protocolos TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) é um
padrão industrial de protocolos destinados a redes geograficamente distribuídas, ou
WANs (wide area networks), sendo as principais peças da arquitetura Internet.

A arquitetura Internet objetiva a interligação de computadores, não importando em qual tipo de
rede os mesmos estejam conectados, a qualquer outro computador da rede mundial de
computadores. Para interligar redes distintas a arquitetura Internet usa uma máquina como ponto de
ligação entre as redes, sendo está máquina conhecida como roteador (ou gateway). Os roteadores são
os responsáveis pelo roteamento das mensagens na malha que forma a Internet. (Figura 3.1)

Rede 1

roteador

roteador

Rede 3
Rede 2

roteador
roteador

Rede 5
roteador

Rede 4

Figura 3.1. Internet

Os protocolos da arquitetura Internet TCP/IP estão organizados em quatro camadas: a camada de
aplicação, a camada de transporte, a camada de rede, interligando as inter-redes, e a camada
enlace/física, inferior, representando os protocolos de enlace e a rede física (Figura 3.2).

P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

T C P / I P

Na camada de transporte a arquitetura baseia-se principalmente em um
serviço de transporte orientado a conexão, fornecido pelo protocolo TCP
(Transmission Control Protocol). Todavia, um serviço de datagrama, não
orientado a conexão, também é disponível com o protocolo UDP (User
Datagram Protocol). Na camada de rede, temos um serviço não-orientado a
conexão, fornecido pelo protocolo IP (Internet Protocol).

Camada de Transporte

Aplicação
Transporte
Rede
Enlace/Física
Figura 3.2. Pilha de

protocolos da Internet
Situada entre a camada de aplicação e a camada de rede, a camada de
transporte tem a função de prover um canal de comunicação lógico fima-fim entre os processos de aplicação rodando em diferentes computadores, sem se preocupar com
os detalhes da infra-estrutura física usada para carregar as mensagens entre eles.

Os protocolos de transporte são implementados nos sistemas terminais, já que oferecem um canal
lógico fim-a-fim às aplicações, não necessitando, no entando, serem implementados nos roteadores
da rede, os quais atuam somente até a camada rede.
No lado do emissor, as mensagens redebidas das aplicações são fragmentadas e encapsuladas em
unidades de dados de protocolos, ou PDUs (protocol data unit), chamadas segmentos, aos quais
adiciona-se um cabeçalho (Figura 3.3). Cada segmento é então repassado a camada rede que por sua
vez encapsula em unidades de dados de protocolos da camada de rede, ou datagramas.
Relação entre a camada de transporte e a camada de rede
Na Internet o protocolo da camada rede é chamado IP e fornece um serviço de comunicação de
computador-a-computador na inter-rede. O modelo de serviço do protocolo IP é do tipo
“melhor esforço” (best effort), isto é, ele faz o melhor esforço para o envio de um datagrama entre
computadores, mas não dá nenhuma garantia. Em particular, não garante a entrega do datagrama,
não garante que sejam entregues em ordem e nem garante a integridade dos dados. É por isso
chamado de serviço não garantido.
Os protocolos de transporte TCP e UDP estendem a entrega computador-a-computador,
fornecida pelo IP, pela entrega processo-a-processo, que é chamada de
multiplexação/demultiplexação de aplicações. O TCP e o UDP oferecem também checagem
da integridade dos dados, incluindo campos para detecção de erros no seu cabeçalho. No caso do
UDP, a multiplexação/demultiplexação de aplicações e a checagem de erros nos dados, são
os dois únicos serviços oferecidos, sendo portanto um serviço não garantido. O TCP, além destes
dois, oferece ainda a transferência garantida, usando controle de fluxo, números de sequência,
reconhecimentos e temporizadores.

34

P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

T C P / I P

receptor
emissor
Dados da camada aplicação

Cabeçalho do
segmento
Segmento
H
r

Ht

M

P3

M
aplicação
transporte
rede

P1

Aplicação
Transporte
rede

Protocolo de transporte

O serviço de multiplexação e demultiplexação de aplicações
O protocolo IP entrega dados entre dois sistemas terminais
32
(hosts), cada qual identificado por seu endereço IP. A
porta remetente
porta receptor
responsabilidade dos protocolos de transporte é entregar
estes dados (segmentos) a aplicação apropriada rodando em
outros campos
cada host.
Cada um dos segmentos da camada transporte tem em seu
cabeçalho um campo que indica a qual processo o mesmo
deve ser entregue. Estes campos são conhecidos como
números de porta. O cabeçalho inclui um campo com o
número de porta do emissor e o número de porta do
receptor. (Figura 3.4)
Os números de porta variam de 0 a 65535, sendo que até a
porta 1023 são números reservados para aplicações
específicas. Por exemplo:

do cabeçalho

dados da
aplicação
(mensagem
Figura 3.4. Segmento da camada transporte

HTTP – porta 80
SMNP – porta 25
TELNET – porta 23
SSH – porta 22
FTP – porta 21.

Considere como exemplo a aplicação Telnet, que utiliza a porta 23. Quando um cliente Telnet
inicia uma seção, ele envia ao servidor Telnet um segmento TCP destinado à porta 23 (porta
reservada para a aplicação Telnet) e coloca como número de porta da fonte uma porta que não
esteja sendo utilizada por nenhum processo no host cliente, por exemplo, porta X. Quando o
servidor recebe o segmento, ele verifica que o mesmo é endereçado a porta 23 e então sabe que se
35

P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

T C P / I P

trata da aplicação Telnet e a porta da fonte X vai identificar um processo Telnet específico (já que
porta fonte: x

Host A
ClienteTelnet

Host B
Servidor Telnet

porta dest: 23

porta fonte: 23
porta dest: x

Figura 3.5. Uso de portas para acessar servidor de aplicação Telnet

pode haver outras solicitações). (Figura 3.5).
UDP (User Datagram Protocol)
O protocolo UDP adiciona ao IP a multiplexação e demultiplexação de aplicações e o
mecanismo de detecção de erros.
No UDP não há processo de abertura de conexão para o envio de dados, por isto é chamado de
protocolo sem conexão (connectionless).
Características:
Sem estabelecimento de conexão, não introduzindo, portanto, atrasos para esta tarefa.
Não mantém estado da conexão, que implicaria em buffers (memórias) de envio e recepção,
números de seqüência e reconhecimento.
Tem pequeno overhead (informações de controle) no cabeçalho.
Taxa de envio sem regulação ou controle de fluxo.
Por estas características é apropriado para aplicações
tempo real, como telefonia e transferência de áudio e
vídeo sobre a Internet.
O formato do “segmento” UDP (alguns autores
chamam de datagrama UDP, pois pouco acrescenta ao
datagrama IP) é bastante simples (Figura 3.6), além dos
campos reservados para as portas de origem e
destino, há um campo que indica o comprimento do
segmento e o checksum, utilizado para o
reconhecimento de erros no segmento. O campo de
dados da aplicação é preenchido com os dados da
aplicação, por exemplo, para a aplicação DNS os dados
podem ser mensagens de consulta e resposta, para
aplicações de aúdio tempo real, o campo é preenchido
com amostras de aúdio.

36

32 bits
porta origem

porta destino

comprimento

checksum

Dados
de
aplicação
(mensagem)

Figura 3.6. Formato do segmento UDP

P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

T C P / I P

Checksum

O checksum do UDP permite a detecção de erros nos dados transmitidos. Para isto, o emissor
UDP faz o complemento 1 da soma de todos as palavras de 16 bits do segmento e coloca o
resultado no campo cheksum. Por exemplo, suponha que temos três palavras de 16 bits:
0110011001100110
0101010101010101
0000111100001111
A soma será

+

0110011001100110
0101010101010101
_______________
1011101110111011

Adicionando a terceira palavra a esta soma

+

1011101110111011
0000111100001111
_______________
1100101011001010

O complemento 1 é obtido invertendo cada bit 1 por 0 e vice-versa. Desta forma o complemento
da soma será 0011010100110101, o qual será o cheksum. No lado do receptor UDP, todas as
palavras de 16 bits recebidas são adicionadas, incluindo o cheksum.Se não houve erros na
transmissão, a soma será 1111111111111111. Se um dos bits for 0, então é sabido que houve erros.
TCP (Transmission Control Protocol)
O protocolo TCP, como o UDP, também oferece a multiplexação/demultiplexação de
aplicações e o mecanismo de detecção de erros. A grande diferença é que o TCP é um protocolo
orientado a conexão e com transferência garantida, onde os dois processos devem acordar
entre eles uma abertura de conexão para que os dados possam ser transferidos. Além destas
características, o TCP integra ainda um serviço de controle de fluxo, que assegura que nenhum dos
lados da comunicação envie pacotes rápido demais, pois uma aplicação em um lado pode não
conseguir processar a informação na velocidade que está recebendo, e um serviço de controle de
congestão ajuda a prevenir congestionamentos na rede.
Uma conexão TCP é uma conexão full-duplex (isto é, em ambos os sentidos e simultânea) e é sempre
fim-a-fim, entre o host emissor e o host receptor. Uma vez estabelecida à conexão os dois processos
podem trocar informações. O processo cliente, no lado emissor, passa o bloco de dados através da
porta apropriada. O TCP então manipula estes dados, dirigindo para o buffer de envio. Os dados
são então fragmentados e encapsulados na forma de segmentos. Os segmentos, por sua vez, são
passados a camada rede onde eles são separadamente encapsulados em datagramas IP, que são
enviados através da rede. Quando o TCP do receptor recebe os dados, os mesmos são recebidos
no buffer de recepção. A aplicação no lado do receptor então lê os dados a partir deste buffer.

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P R O T O C O L O S

I N T E R N E T

T C P / I P

Transferência garantida: analogia com a compra de uma enciclopédia

Voltando a analogia com o sistema postal, pode-se dizer que o serviço de entrega de
correspondências entre usuários é um serviço tipo melhor esforço (best effort), isto é, ele faz o
melhor esforço para o envio de uma carta entre usuários, mas não dá nenhuma garantia. Em
particular, não garante a entrega da carta, pois a mesma pode se perder e não há formas de avisar o
emissor sobre o ocorrido. Da mesma forma, não há um serviço de confirmação de recebimento do
receptor ao emissor. É por isso que pode ser chamado de serviço não garantido.
Este serviço é análogo ao serviço oferecido pelo protocolo da camada rede da Internet, o IP. Na
Internet o serviço garantido é implementado pelo TCP, e roda sobre o serviço não garantido
fornecido pelo IP, utilizando números de sequência, reconhecimentos e temporizadores.
Vamos comparar o serviço garantido fornecido pelo TCP utilizando uma analogia com o que
acontece na compra de uma enciclopédia em fascículos.
Suponha que você resolva adquirir uma enciclopédia, cujos volumes são vendidos em fascículos que
são entregues pelo correio. Imagine que a coleção completa tenha 100 fascículos sendo eles
enviados um a cada semana.
Quando você resolve fazer a compra, você envia uma carta a editora responsável pela venda da
enciclopédia com seu pedido. A editora então faz a abertura de um cadastro de cliente para você e
na semana seguinte lhe envia a confirmação do seu cadastro, juntamente com o primeiro fascículo e
os procedimentos para confirmação de recebimento e pagamento.
Suponha que a cada cinco fascículos recebidos, você deve enviar uma correspondência de
confirmação de recebimento, juntamente com a parcela de pagamento correspondente.
Como a entrega dos fascículos usa o serviço não garantido dos correios, os mesmos podem ser
perdidos ou mesmo danificados no transporte. Caso isto ocorra, você deverá enviar a editora uma
carta de aviso informando o número fascículo não chegou ou que chegou danificado. A editora
então fará o reenvio do fascículo com problemas.
As trocas de mensagens entre o comprador e a editora continuam até que o total de 100 fascículos
sejam entregues e a última confirmação e o respectivo pagamento seja efetuado. Neste momento, a
editora encerrará o cadastro do cliente e você poderá usufruir da enciclopédia completa.
Voltando aos protocolos da Internet, para implementar o serviço garantido no TCP, ocorrem
procedimentos similares aos efetuados entre o cliente e o vendedor da enciclopédia. No caso do
TCP, primeiro há uma fase chamada de abertura de conexão, onde se estabelece os parâmetros
para a comunicação, como inicalização de variáveis e buffers. Em seguida, inicia-se a troca de dados,
onde cada pacote de informação trocado entre o emissor e o receptor tem um número de
sequência, o qual vai ser tomado como base para o receptor reconhecer o recebimento. Caso o
reconhecimento não seja confirmado dentro de um tempo limite, o emissor retransmite o pacote.
Protocolo com Transmissão Garantida

Para garantir uma entrega de dados livre de erros, os protocolos com transmissão garantida, como o
TCP, utilizam uma técnica conhecida como confirmação positiva com retransmissão. A técnica
exige que um receptor comunique-se com a origem, retornando uma mensagem de
reconhecimento (acknoledge), a medida que recebe os dados. O transmissor, por sua vez, inicia um
temporizador para cada pacote que envia, e retransmite o pacote se este temporizador se complete
antes que chegue uma confirmação de recebimento.

38

P R O T O C O L O S

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A figura 3.7 mostra um exemplo de confirmação positiva.
Host A

Host B

Envia Pacote 1
Recebe Pacote 1
Envia Ack 1
Recebe Ack 1
Temporizador 1
Envia Pacote 2

X Perda

Temporizador 2
Envia Pacote 2
Recebe Pacote 2
Envia Ack 2
Recebe Ack 2
Temporizador 2

Figura 3.7. Protocolo de confirmação positiva.

O problema de um protocolo como o da figura 3.7 é que o emissor deve esperar o reconhecimento
de cada pacote antes que um novo pacote possa ser enviado, o que torna a transmissão bastante
ineficiente. Protocolos mais elaborados, como o TCP, permitem que o emissor transmita múltiplos
pacotes antes de esperar uma confirmação. No TCP isto é implementado através de um mecanismo
conhecido como janelas deslizantes.
No mecanismo de janelas deslizantes, mostrado na figura 3.8, o emissor pode enviar uma sequência
de pacotes, contidos dentro de uma “janela” de tamanho fixo, antes de esperar uma confirmação.
Janela inicial

1

2

3

4

5

6

7

8

9

.

.

6

7

8

9

.

.

(a)
Janela desliza

1

2

3

4

5

(b)
Figura 3.8 Mecanismo de janelas deslizantes
39

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Na figura 3.8 (a) , os pacotes contidos dentro da janela (numerados de 1 a 5) podem ser enviados em
sequência. Quando o transmissor redece a confirmação do primeiro pacote da janela, a janela
“desliza”, figura 3.8 (b), permitindo que um novo pacote seja enviado.
A figura 3.9 mostra uma sequência de três pacores sendo transmitida com o mecanismo de janela
deslizante.
Host A

Host B

Envia Pacote 1
Envia Pacote 2
Envia Pacote 3

Recebe Pacote 1
Envia Ack 1
Recebe Pacote 2
Envia Ack 2

Recebe Ack 1

Recebe Pacote 3
Envia Ack 3

Recebe Ack 2
Recebe Ack 3
Figura 3.9. Sequência de pacotes transmitidos com janelas
deslizantes.

Segmento TCP

A figura 3.7 mostra a estrutura do segmento TCP. No cabeçalho, além dos números de porta e
checksum que também existem no UDP, há outros campos com informações necessárias a
implementação do serviço de transferência garantida, controle de fluxo e controle de
congestionamento.
O campo de dados da aplicação do segmento TCP (Figura 3.10), contém um fragmento ou
pedaço dos dados da aplicação, cujo tamanho máximo, chamado de MSS (maximum segment size),
depende da implementação do TCP. Os valores típicos são 1.500 bytes, 536 bytes e 512 bytes, não
incluindo o cabeçalho. (Em geral o valor de MSS é escolhido para evitar a fragmentação do
datagrama IP na camada inferior, conforme veremos a frente. Este valor em algumas
implementações pode ser configurado manualmente ou estabelecido automaticamente pelo
protocolo).
Outros campos fundamentais do segmento TCP são os seguintes:

40

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Número
de
seqüência
e
reconhecimento, utilizado para o
emissor e receptor implementarem o
serviço de transferência garantida.
Tamanho da janela do receptor,
usado para o controle de fluxo, e
indica o número de bytes que o
receptor é capaz de receber.

32
no. porta origem

no. porta dest

número de seqüência
número de reconhecimento
tam.
cab.

sem
uso

U A P R S F

checksumm

Tamanho do cabeçalho, especifica o
tamanho da cabeçalho, que pode
variar em funções do campo de
opções, todavia, tipicamente, o
tamanho do cabeçalho é de 20 bytes.

janela receptor
dados urgentes

Opções (tam. variável)

dados da aplicação
(tam. variável)

O campo de opções é usado quando
o emissor e receptor precisam
negociar o tamanho máximo de
segmento (MSS).

Os flags (bandeiras) contém 6 bits. O
Ack é usado para indicar que o campo
de reconhecimento é válido, O Rst,
Figura 3.10. Formato do segmento TCP
Syn e Fin são usados para abertura e
encerramento de conexão, o Psh indica que o receptor deve passar imeidatamente o dado a
camada superior e o Urg indica um dado urgente.
Números de seqüência e reconhecimento no TCP

Dois campos importantes do segmento TCP são os números de seqüência e reconhecimento,
os quais fazem a parte crítica do trabalho de transferência de dados confiável.
Como vimos, os dados das aplicações são transportados pelos segmentos TCP. Caso as
mensagens forem maior que o valor de MSS, tamanho máximo do segmento, as mesmas são
fragmentadas para poderem ser acomodadas na parte de dados do segmento. Por exemplo, um
arquivo GIF de 500K bytes trocado pelo HTTP será fragmentado em vários pedaços para ser
transmitido pelo TCP. Os números de seqüência servem, portanto, para que o lado receptor TCP
possa reordenar corretamente os dados recebidos.
Os números de seqüência não correspondem a uma série de segmentos transmitidos, mas
refletem a quantidade de bytes que o TCP está transmitindo. Por exemplo, suponha que o bloco
total de dados que será transmitido tenha 500.000 bytes, que o valor de MSS é de 1.000 bytes, e que
o primeiro byte dos dados é numerado como zero. Para transmitir esta quantidade de bytes o TCP
formará 500 segmentos. Ao primeiro segmento atribui-se o número de seqüência zero, ao segundo
1000, ao terceiro 2000 e assim por diante. (Figura 3.11).

41

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Arquivo 500K bytes

0

1

...

1000

1o segmento

...

1999

...

...

499.999

2o segmento
Figura 3.11. Divisão de um arquivo de dados em

Os reconhecimentos servem para o receptor informar o emissor quais blocos que foram recebidos
corretamente. Todavia, lembre-se que uma comunicação TCP é sempre full-duplex, o que significa
que o host A pode estar recebendo dados do host B ao mesmo tempo em que está enviando dados ao
host B (como parte da mesma conexão TCP). Desta forma, haverá números de reconhecimentos
para dados seguindo de A para B e outros para dados seguindo de B para A.
O número de reconhecimento que o host A coloca no seu segmento é o número de
seqüência do próximo byte que o host A espera receber do host B.
Por exemplo, suponha que o host A recebeu todos os bytes numerados de 0 a 535 de B e que está
prestes a enviar um segmento a B. Neste caso, o host A coloca como número de reconhecimento
536, o que vai indicar a B que o mesmo recebeu todos os bytes até este número.
Em outro exemplo, suponha que o host A recebeu todos os bytes numerados de 0 a 535 de B e em
seguida recebeu de B um segmento contendo bytes de 900 a 1000. Note que A não recebeu os bytes
que vão de 536 a 899. Como A ainda está esperando bytes a partir de 536, ele reenvia a B um
segmento com número de reconhecimento 536. Continuando este exemplo, suponha agora que A
receba o segmento que faltava, com os bytes que vão de 536 a 899. Neste caso, como ele já recebeu
inclusive os dados contendo os bytes de 900 a 1000, ele envia um reconhecimento com número
1001. Isto é chamado de reconhecimento cumulativo, que indica que recebeu todos os bytes até
este número
Telnet: Caso de estudo para números de seqüência e reconhecimento

O Telnet é uma aplicação interativa usada para acesso remoto a sistemas e roda sobre o protocolo
de transporte TCP.
O Telnet permite que um usuário utilize uma máquina A e estabeleça uma seção interativa em uma
máquina B, como se estivesse utilizando um terminal. Quem solicita o Telnet assume o papel de
cliente. Cada caractere digitado pelo usuário cliente será enviado ao computador remoto; o
computador remoto então enviará uma cópia de cada caractere para ser mostrado na tela do cliente.
Desta forma, cada caractere atravessa a rede duas vezes entre o tempo em que o usuário digita uma
tecla e a visualização da mesma na tela.
Vamos examinar os segmentos TCP trocados durante uma seção Telnet (Figura 3.12). Suponha que
o usuário tecla a letra “C”. Suponha ainda que os números de seqüência iniciais usados pelo
cliente e pelo servidor sejam 42 e 79, respectivamente. Isto indica que o primeiro byte a ser enviado
pelo cliente ao servidor terá o número de seqüência 42 e o primeiro byte a ser enviado pelo servidor
ao cliente terá o número de seqüência 79. Lembre também que o número de reconhecimento
indica o número de seqüência do próximo byte esperado. Desta forma, depois de estabelecia a

42

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conexão TCP, e antes do envio de quaisquer dados, o cliente esta esperando pelo byte 79 e o
servidor está esperando pelo byte 42.
A figura 3.12 mostra três segmentos trocados entre o cliente e o servidor. O primeiro segmento é
enviado pelo cliente, contendo um caractere ASCII com a letra “C” (número de seqüência 42). O
segundo segmento é enviado pelo servidor ao cliente e serve para dois propósitos: provê um
reconhecimento do caractere recebido (número de reconhecimento 43) e envia o caractere “C” de
volta para ser apresentado na tela do cliente (número de seqüência 79). No terceiro segmento
trocado, o cliente reconhece o caractere recebido (número de reconhecimento 80).
Host A
Cliente
Telnet

Usuário
tecla “C”.

Host B
Servidor Telnet

Seq=42, Ack=79, Data=”C”

Seq=79, Ack=43, Data=”C”
Cliente
reconhece eco
de “C”.

Servidor
reconhece “C” e
envia de volta
“C”.

Seq=43, Ack=80

Figura 3.12. Números de seqüência e reconhecimento para a
aplicação Telnet

O serviço transferência de dados garantida no TCP

Para criar o serviço de transferência de dados garantida o TCP manipula três grandes eventos
relacionados à transmissão/retransmissão de dados.
1.

Quando recebe dados da camada aplicação o TCP cria segmentos com números de
seqüência, correspondentes aos próximos número de seqüência a serem transmitidos,
e inicia um temporizador para cada segmento criado.

2.

Caso o temporizador de um segmento enviado estoure o tempo (time-out), o TCP
retransmite este segmento.

3.

Caso o TCP receba um reconhecimento um segmento enviado (ou de um conjunto
de segmentos), ele cancela os temporizadores remanescentes a estes segmentos; ou
ainda, caso receba reconhecimentos de segmentos que já haviam sido reconhecidos
(reconhecimentos cumulativos), ele retransmite os segmentos cujos números de
seqüência são superiores ao reconhecimento cumulativo.

Vamos explicar como estes eventos que são tratados pelo TCP analisando alguns cenários. No
primeiro cenário (Figura 3.13), o host A envia 8 bytes de dados ao host B (com número de seqüência
43

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92). O host B envia reconhecimento dos 8 bytes recebidos (reconhecimento 100), o qual é perdido.
Depois do estouro do temporizador do segmento 92, o mesmo é reenviado pelo host A. Quando o
host B recebe o segmento duplicado, ele reenvia o reconhecimento.
Host A

Host B

Seq=92, 8 bytes de dados

Ack=100
Time-out

X perda


Ack=100

Figura 3.13. Retransmissão devido a reconhecimentos perdidos

No segundo cenário (Figura 3.14), o host A transmitiu ao host B um segmento com 8 bytes (número
de seqüência 92) e em seguida mais um segmento com 20 bytes (número de seqüência 100). O host
B recebeu estes segmentos e enviou números de reconhecimento (100 e 120 respectivamente).
Todavia, o reconhecimento do segmento 92 (reconhecimento 100) chegou depois do time-out. Logo
o host A retransmitiu o segmento com número de seqüência 92. Como o host B já havia recebido este
segmento e também o seguinte (com número de seqüência 100), ele reenviou o reconhecimento
cumulativo deste último segmento (reconhecimento 120).

44

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Host A

Host B


Time-out
Seg=92
Time-out
Seg=100

Ack=100

Ack=120

Ack=120

Figura 3.14. Segmento retransmitido porque seu reconhecimento chegou depois do
time-out

No próximo cenário (Figura 3.15), como no caso anterior, o host A transmitiu ao host B um
segmento com 8 bytes (número de seqüência 92) e em seguida mais um segmento com 20 bytes
(número de seqüência 100). O host B recebeu estes segmentos e enviou números de reconhecimento
(100 e 120 respectivamente). Todavia, o reconhecimento do segmento 92 (número de
reconhecimento 100) se perdeu, o que não aconteceu com o segmento 100 (número de
reconhecimento 120). Como o host A recebeu este último reconhecimento, ele sabe que o host B
recebeu todos os segmentos por ele enviados, e está esperando agora segmentos com número de
seqüência 120.

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Host A

Host B


Time-out

Ack=100

X Perda

Ack=120

Figura 3.15. Reconhecimento cumulativo evita retransmissão do primeiro
segmento

Gerenciamento de conexões no TCP

Para trocarem segmentos de dados utilizando o TCP o emissor e o receptor estabelecer uma
“conexão” TCP através da troca de pacotes de controle entre si. Isto é chamado de procedimento
de estabelecimento de conexão (handshaking), onde se estabelecem os parâmetros para a
comunicação. Uma vez concluído o handshaking a conexão é dita estabelecida e os dois sistemas
terminais podem trocar dados.
ABERTURA DE CONEXÃO

Cliente
TCP

Na fase de estabelecimento de conexão, são
inicializadas as variáveis do protocolo TCP,
como os números de seqüência e o tamanho
de buffers. O processo cliente é o que inicia o
estabelecimento da conexão sendo o servidor
contatado pelo cliente.

SYN (Syn=1, Seq=X)

O estabelecimento da conexão se dá em três
passos (Figura 3.16):
1.

2.

Servidor
TCP

SYNACK (Syn=1, Ack=X+1, Seq=Y)

O lado cliente do TCP envia um
segmento de sincronização, chamado
SYN (com o flag Syn setado em 1), ao
lado servidor do TCP, especificando
um número inicial de seqüência.

ACK (Syn=0, Ack=Y+1, Seq=X+1,)

O servidor recebe o SYN, aloca
buffers e inicializa variáveis, e envia
3.16. Três passos da abertura de conexão TCP

46

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uma mensagem de aceite da conexão, chamada SYNACK (com o flag Syn e flag Ack
setados em 1), onde reconhece o pedido de conexão e especifica seu número inicial de
seqüência.
3.

Uma vez recebido o aceite da conexão pelo servidor, o cliente confirma o recebimento
com um segmento chamado ACK (flag Syn agora em 0 e flag Ack setado em 1 indicando
um reconhecimento válido) e
também aloca buffers e inicializa Host A
Host B
variáveis da conexão.

Uma vez que os três passos do
estabelecimento da conexão forem
completados, os hosts cliente e servidor
podem trocar segmentos contendo dados
entre eles.

FIN

ACK

ENCERRAMENTO DE CONEXÃO

Para o enceramento da conexão quatro
FIN
segmentos são trocados (Figura 3.17).
Quem inicia a desconexão envia de um
ACK
segmento especial, chamado FIN (com
flag Fin setado em 1). Quem recebe o
segmento solicitando o fim da conexão,
3.17. Encerramento de conexão TCP
primeiro reconhece o segmento recebido
e depois envia ele também um segmento
FIN. O encerramento definitivo da conexão se dá quando o que iniciou a desconexão recebe e
reconhece o segundo segmento FIN.

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Camada Rede
A camada de transporte provê um canal lógico processo-a-processo para as aplicações rodando
em diferentes hosts. Para prover este serviço, a camada de transporte usa a camada rede, a qual
provê um serviço de comunicação de computador-a-computador na inter-rede.
Papéis da camada rede:
Determinação da rota que tomarão os datagramas desde o computador origem até o
destino, a partir de algorítmos de roteamento.
Chaveamento de datagramas chegando nos enlaces de entrada de cada roteador para a
saída apropriada.
Protocolo IP (Internet protocol)
Na Internet a camada rede é implementada pelo protocolo IP, o qual oferece um serviço de
datagramas, onde cada datagrama é tratado como uma unidade independente e não recebe
nenhum tratamento de erros ou reconhecimento fim a fim. O datagrama permanece inalterado
enquanto passa da origem ao destino.
Quando a camada de rede do lado de um emissor recebe um segmento da camada de transporte
ela o encapsula em um datagrama IP, escreve o endereço do destino e outros campos do
cabeçalho e envia ao primeiro roteador em direção ao host destino. Para que o datagrama atinga o
destino, a camada rede envolve cada host e cada roteador no caminho entre a origem e o destino
dos segmentos.
Os três principais componentes da camada rede da
Internet são:
Protocolo IP, que provê uma forma de
endereçamento, formato do datagrama e
convenções de empacotamento.
Protocolos de roteamento, que permitem a
determinação de rotas e elaboração de tabelas
de roteamento. Os protocolos de roteamento
mais conhecidos são o RIP, OSPF e BGP.
Protocolo ICMP, utilizado para reportagem
de erros e sinalização entre os roteadores.
Datagrama IP

Um datagrama IP é a unidade básica de
transferência na Internet. O formato do datagrama
apresenta um cabeçalho, que contém os
endereços IP da fonte e do destino, além de
outros campos, e uma área de dados. (Figura 3.18)

32 bits
ver

comp.
cab.

identificação

sobrevida

Comprimento
total

tipo de
serviço

flags

camada
superior

fragmentação
checksum
cabeçalho

endereço IP de origem 32 bits
endereço IP de destino 32 bits
Opções (se tiver)

dados

(comprimento variável,
tipicamente um segmento
TCP ou UDP)

O campo versão indica a versão do protocolo.
O comprimento do cabeçalho, indica o
comprimento do cabeçalho, em função dos
Figura 3.18. Formato do datagrama IP
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campos opcionais, tipicamente o datagrama tem 20 bytes.
O tipo de serviço permite diferenciar diferentes datagramas, como mensagens de controle
(como ICMP) e dados normais (como mensagens HTTP), datagramas tempo-real (como
aplicações de telefonia), etc.
Os flags e fragmentação são usados em caso de fragmentação do datagrama IP.
O tempo de sobrevida, TTL (time-to-live), indica o tempo de vida do datagrama, após o
qual o mesmo é descartado.
O protocolo da camada superior utilizado, como por exemplo TCP ou UDP.
O checksum, utilizado para detecção de erros no cabeçalho.
O campo de opções é raramente usado.
O campo de dados, que é a razão de ser do datagrama, e tipicamente carrega segmentos
TCP ou UDP.
O comprimento total do datagrama, teoricamente poderia ser de 64K bytes (em função dos 16
bits do campo), todavia, na prática, nunca é maior que 1.500 bytes e freqüentemente é limitado em
576 bytes. Isto é feito para evitar a fragmentação do datagrama na rede física, já que o mesmo é
encapsulado em um quadro da camada enlace e nem todas tem quadros de mesmo tamanho. No
caso das redes locais Ethernet o tamanho do quadro é de 1.500 bytes e em outros enlaces é de 576
bytes. O tamanho máximo dos pacotes que podem ser transportados pela camada enlace é chamado
de MTU (maximum transfer unit) (Figura 3.19).
40 bytes
Cabeçalho
IP

MSS 536 bytes

Cabeçalho
TCP

Cabeçalho
Enlace

MTU 576 bytes
Figura 3.19. Valores práticos de MSS e MTU

Endereçamento IP

Endereço IP é um endereço lógico de 32 bits, escrito em quatro octetos representados em
decimal, cada um variando de O a 255. Os números são separados por pontos. Por exemplo,
193.32.216.9 seria um endereço válido, e sua notação em binário seria:
11000001 00100000 11011000 00001001.
Cada computador que esteja rodando o TCP/IP exige um endereço IP exclusivo. A exclusividade
de endereço deve ser sempre mantida, mesmo ao se conectar a Internet.
Cada endereço IP engloba duas partes: o identificador da rede e o identificador do host. O
identificador da rede identifica a rede onde se encontram todos os hosts da mesma rede local. O
identificador do host identifica um dispositivo em uma rede local, como um computador ou
roteador. Por exemplo, a figura 3.20 ilustra três redes locais interconectadas por um roteador com

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três interfaces. Olhando para os endereços IP atribuídos a cada computador e a cada interface do
roteador, podemos notar, por exemplo, que os dispositivos conectados a rede local da esquerda e
acima tem os endereços IP da forma 200.1.2.X. Isto é, compartilham os 24 bits mais à esquerda do
endereço IP. No jargão IP, esta parte do endereço forma o identificador da rede. Os 8 bits restantes
permitem identificar cada host da rede local. O endereço da rede local seria 200.1.2.0/24, onde a
notação “/24” é também conhecida como máscara de rede, e indica que os 24 bits mais à
esquerda dos 32 bits do IP identificam a rede.
200.1.3.5
200.1.2.10

200.1.3.40

200.1.2.20
200.1.3.15

200.1.3.16

200.1.2.25
Roteador
200.1.5.12

200.1.5.3

200.1.5.20
Figura 3.20. Endereçamento IP

Classes de endereçamento de IP

Para garantir endereços exclusivos em âmbito mundial, os endereços IP são licenciados a partir de
uma localização central1. Quando foi criado, havia quatro classes básicas de licenças para endereços
IP, cada uma especificando uma gama de endereços que podem ser atribuídos à licença (Figura
3.21). Na classe A os primeiros 8 bits identificavam a rede e os últimos 24 bits poderiam ser
atribuídos aos hosts nesta rede, o que permitiria 224 endereços. Na classe B o espaço de
endereçamento para hosts seria de 216 endereços. Já na classe C, a menor delas, deixaria 8 bits para
serem atribuídos a hosts, ou 28 endereços. A classe D é reservada para endereços de multicast.
Estas classes de endereçamento não são mais utilizadas como parte formal dos da arquitetura de
endereçamento IP, pois, com o crescimento do número de organizações de pequeno e médio porte
o espaço de endereçamento ficou limitado. Por exemplo, uma rede classe C (/24) pode acomodar
Primeiro octeto
CLASSE A

0

CLASSE B

1 0

CLASSE C

1 1 0

CLASSE D

1 1 1 0

Segundo octeto

Terceiro octeto

rede

Quarto octeto

0 - 127

host

rede

128 - 191

host
rede

host

multicast

Figura 3.21. Classes de
endereços IP

50

Valor do primeiro octeto

192 - 223

224 - 239

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até 28 endereços, ou seja 256 hosts, o que pode ser muito pouco para muitas organizações. Já uma
classe B (/16), poderia acomodar 216 endereços, ou 64.634 endereços, o que seria demais para uma
organização com, por exemplo, 2000 computadores.
Isto foi resolvido pelo IETF com a definição do padrão chamado CIDR (classes interdomain routing),
que permite as organizações obterem um identificador de rede com qualquer tamanho. A notação
utilizada pelo CIDR é a.b.c.d/x, onde o x é a máscara de rede que indica o número de bits
reservados para a identificação da rede. Por exemplo, uma organização com 2000 computadores
poderia solicitar um bloco de 2048 endereços, cuja notação seria a.b.c.d/21, e indica que os
primeiros 21 bits identificam a rede e os 11 bits restantes (211 =2048) caracterizam o espaço de
endereçamento. No caso da nossa rede no CEFET em São José, licença é 200.135.233.0/24, a qual
nos permite atribuir internamente até 256 endereços.
Alguns endereços IP têm utilização especial. Por convenção, um endereço de rede tem o campo
identificador de host com todos os bits iguais a 0. Podemos também nos referir a todos os hosts de
uma rede através de um endereço de difusão, onde todos os bits são iguais a 1. Um endereço com
todos os 32 bits iguais a 1 é considerado um endereço de difusão para a rede do host origem do
datagrama. O endereço 127.0.0.0 é reservado para teste (loopback) e comunicação entre processos da
mesma máquina. Os endereços com o primeiro octeto entre 240 e 255 são reservados para uso
futuro.
Roteamento
O roteamento inter-redes é a principal função do protocolo IP. O protocolo assume que um host é
capaz de enviar datagramas a qualquer outro host conectado á mesma rede local. Caso o destinatário
não esteja na mesma rede, parte da função de roteamento é transferida para os roteadores (gateways).
Os roteadores podem ser equipamentos específicos ou computadores normais que possuem mais
de uma interface de rede. O roteamento no IP baseia-se exclusivamente no identificador de rede
do endereço destino. Cada roteador possui uma tabela, chamada tabela de roteamento, cujas
entradas são pares: endereço de rede/endereço de roteador. Por exemplo, quando um host deseja
enviar um datagrama, inicialmente ele verifica se o destinatário está conectado a rede local. Se for o
caso, ele entrega o datagrama a interface de rede que se encarrega de mapear o IP no endereço físico
do host destino, encapsular o datagrama IP
host A
host B
em um quadro da rede e transmiti-lo. Caso o
200.1.2.2
200.1.2.1
host destino não se encontre na rede local, ele
200.1.1.1
200.1.1.2
envia o datagrama ao roteador padrão
(gateway default) da rede local. O roteador
200.1.2.4
200.1.2.3
200.1.1.3
procura na sua tabela de roteamento o
endereço do roteador que deve ser usado
200.1.3.3
para alcançar a rede onde está conectado o
host E
destinatário do datagrama. O roteador
encontrado pode não fazer parte da rede
destino, mas, deve fazer parte do caminho a
200.1.3.1
200.1.3.2
ser percorrido para alcançá-la.
Veja um exemplo de como funcionam as

1

Figura 3.22. Redes e roteamento

No Brasil o fornecimento de endereços IP é realizado pela FAPESP em São Paulo (www.fapesp.br).

51

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tabelas de roteamento, considerando o contexto da rede apresentada na figura 3.22.
Suponha que o host A tenha a tabela de roteamento dada na tabela a seguir e deseja enviar um
datagrama IP ao host B. Neste caso, o host A consulta sua tabela de roteamento e descobre que a rede
200.1.1.0/24 casa com o identificador da rede do host B. A tabela indica que o número de hops
(número de enlaces a percorrer) é 1, o que quer dizer que está na mesma rede local. Então o host A
passa o datagrama diretamente a camada enlace para proceder à entrega ao host B.
Tabela de roteamento do host A
Rede
Próximo N. hops
destino
roteador
200.1.1.0/24
1
200.1.2.0/24 200.1.1.3
2
200.1.3.0/24 200.1.1.3
2
Suponha agora o caso em que o host A queira enviar um datagrama ao host E, situado em outra rede,
no caso a rede 200.1.2.0/24. Consultando sua tabela de roteamento ele verifica que o número de
hops é 2, logo não está na mesma rede local, e que o acesso ao host E deve se dar através do roteador
200.1.1.3. Então ele passa o datagrama ao roteador para dar prosseguimento a entrega.
O roteador então consulta sua tabela de roteamento (veja tabela abaixo) e verifica que a rede
200.1.2.0/24 é acessível diretamente através da sua interface endereçada por 200.1.2.4. Sendo assim,
ele entrega o datagrama a camada de enlace da rede 200.1.2.0/24 para fazer a entrega ao host E.
Tabela de roteamento do roteador
Rede
Próximo N. hops
destino
roteador
200.1.1.0/24
1
200.1.2.0/24
1
200.1.3.0/24
1

Interface
200.1.1.3
200.1.2.4
200.1.3.3

Protocolo de roteamento RIP

Na Internet, um algoritmo de roteamento ainda bastante utilizado é o RIP (routing information
protocol) e apresenta tabelas de roteamento bastante parecidas com as do exemplo anterior.
As tabelas de roteamento RIP são construídas dinamicamente, baseadas em um algoritmo de
roteamento que calcula as rotas tendo como base o número de enlaces a percorrer, escolhendo a
rota que percorre o menor número de enlaces.
A partir do comando Unix netstat –rn pode-se visualizar as tabelas de roteamento RIP de um
roteador Unix.

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Parâmetros básicos para configuração do TCP/IP
Qualquer computador utilizando o TCP/IP possui três parâmetros básicos de configuração:
endereço IP, máscara de rede e roteador padrão.
Endereço de IP

Endereço lógico exclusivo de 32 bits, escrito em quatro octetos representados em decimal.
Máscara de Rede

A máscara de rede é utilizada para "mascarar" uma parte do endereço IP para que se possa distinguir
o identificador da rede do identificador do host. Quando dois hosts desejam se comunicar, a máscara
da rede é utilizada para determinar se um host está localizado na rede local ou em uma rede remota.
Exemplos de máscara de rede:
Classe
/20
/21
/24

N. de hosts
212 = 4096
211 = 2048
28 = 256

Bits usados para a máscara
11111111 11111111 11110000 00000000
11111111 11111111 11111000 00000000
11111111 11111111 11111111 00000000

Notação em decimal
255.255.240.0
255.255.248.0
255.255.255.0

Para se extrair o identificador da rede a partir do endereço IP completo, uma operação lógica
AND é realizada com a máscara de rede.
Por exemplo, para descobrir o identificador de rede do host Joplin cujo endereço IP é 200.135.233.4
e cuja máscara de rede é 255.255.255.0, devemos fazer uma operação AND desdes dois valores:
11001000 10000111 11101001 00000100
11111111 11111111 11111111 00000000
AND _______________________________
11001000 10000111 1110100100000000
o qual será igual a 200.135.233.0 (rede do CEFET em São José).
Roteador Padrão

Para comunicação com um host de uma outra rede, deve-se configurar um endereço IP para o
roteador padrão (defaut gateway). O roteador padrão é o local para onde o TCP/IP envia pacotes
destinados a redes remotas. Se um roteador padrão não for especificado, as comunicações se
limitarão à rede local.
Exercício

A partir do Painel de Controle do Microsoft Windows, verifique a configuração do TCP/IP de seu
computador.

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Mapeamento do IP em um
endereço físico da rede local
Protocolo ARP

Quando um host deseja enviar um datagrama a
um destinatário conectado à sua rede local, ele
entrega o datagrama a interface de rede para ela
mapear o endereço IP no endereço físico
(endereço de placa2) do host destino.
O protocolo ARP permite encontrar o
endereço físico a partir do endereço IP da
máquina alvo. Para tal, o protocolo usa um
Figura 3.23. Protocolo ARP
mecanismo de difusão (broadcast), enviando uma
solicitação a todas as máquinas da rede, sendo que a máquina alvo responde indicando o par
endereço IP/endereço físico (Figura 3.23).
Para melhorar a performance do protocolo, cada máquina possui uma memória (cache) com as
últimas consultas realizadas, evitando múltiplos broadcasts. Ainda como refinamento, junto com o
broadcast, a estação solicitante envia seu par endereço IP/endereço físico, permitindo que todas as
máquinas da rede incluam este par em suas caches locais.
Quando um hardware é trocado, a máquina que sofreu a mudança se anuncia na rede com o novo
par endereço IP/endereço físico, logo após sua entrada em operação.
Protocolo RARP

O protocolo RARP realiza a operação inversa do ARP, isto é, a partir de um endereço físico
permite encontrar o endereço IP da máquina.
É geralmente utilizado por máquinas sem disco rígido (disk-less) para obter um endereço IP de um
servidor. Para tal, um host RARP envia um broadcast com o seu endereço físico solicitando um
endereço IP. A máquina autorizada a responder o pedido RARP envia a resposta.
Alternativas mais modernas ao protocolo RARP são o BOOTP e o DHCP, ambos construídos
sobre protocolos de mais alto nível, como o IP e o UDP.
Protocolo BOOTP

O RARP é um protocolo de baixo nível, que exige um acesso direto ao hardware de rede para obter
um IP.
Pelo fato de usar o UDP e o IP, o BOOTP pode ser implementado como um programa de
aplicação. Além disto, é mais eficiente que o RARP, especificando vários itens necessários para a
inicialização além do endereço de IP, como o endereço de um roteador ou de um servidor.
O BOOTP usa o UDP para carregar uma mensagem que é encapsulada em um datagrama IP. Para
realizar o broadcast deste datagrama com a solicitação de um endereço IP, é utilizado o broadcast
limitado na rede local (endereço IP: 255.255.255.255), mesmo antes de se saber qual o endereço IP
da rede local ou do host.

2 Por exemplo, as redes Ethernet possuem um endereço físico de 48 bits, gravados em memória Eprom pelo fabricante da
placa.

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Alocação dinâmica de IP
O protocolo DHCP (dynamic host configuration protocol) é uma extensão do protocolo BOOTP e
permite a alocação dinâmica de endereços IP (o BOOTP é baseado em tabelas estáticas). Com o
DHCP, um servidor DHCP recebe uma solicitação de um cliente e aloca dinamicamente um
endereço IP em resposta ao pedido do cliente. Com o DHCP um computador cliente pode
adquirir toda a configuração necessária em uma única mensagem (por exemplo, o endereço IP,
máscara de rede, roteador padrão, servidor DNS, etc).
O servidor DHCP deve ser configurado com a faixa de endereços IP disponíveis para oferecer.
Quando um computador se conecta na rede, ele solicita um endereço IP se apresentando com seu
endereço físico. O servidor então escolhe um endereço IP dentro da faixa disponível e aloca ao
solicitante.
Protocolo ICMP
Conforme já mencionado, o protocolo IP fornece um serviço de datagramas não confiável e não
orientado a conexão, onde um datagrama segue de roteador em roteador até alcançar seu destino
final. Se um roteador não consegue encontrar uma rota ou entregar um datagrama, ou se uma
condição anormal é detectada, o roteador precisa informar a fonte original dos dados para que esta
tome alguma ação ou corrija o problema. O protocolo ICMP (Internet Control amd Message Protocol)
permite que os roteadores enviem mensagens de erro e controle a outros roteadores ou hosts;
oferecendo uma comunicação entre a camada rede de uma máquina e a camada rede de outra
máquina.
Tecnicamente o ICMP é um mecanismo de reportagem de erros. Ou seja, quando um datagrama
causa um erro, o ICMP pode reportar a condição de erro de volta a fonte original do datagrama; a
fonte então relata o erro para a aplicação ou realiza uma ação com vistas a corrigir o erro. Por
exemplo, quando rodando uma aplicação Telnet ou HTTP, podemos encontrar mensagens como
“rede destino não encontrada” (destination network unreachable), que tem origem no protocolo ICMP.
O ICMP é normalmente considerado como parte do IP, todavia está situado logo acima. As
mensagens ICMP são carregadas na porção de dados de um datagrama IP, que as identifica como
tipo ICMP. Os datagramas contendo as mensagens ICMP seguem de volta, seguindo exatamente o
caminho que tomaram os dados do usuário, podendo elas também serem perdidas ou corrompidas.
Formato das Mensagens ICMP

Cada mensagem ICMP tem um campo de tipo e um campo de código, e também contém os
primeiros 8 bytes do datagrama que causou o erro (com isto o emissor pode determinar o pacote
que causou o erro).
Algumas mensagens ICMP:
ICMP Tipo
0
3
3
3
3
8
11

Código
0
0
1
6
7
0
0

Descrição
echo reply (para o Ping)
destination network unreachchable
destination host unreachchable
destination network unknow
destination host unknow
echo request
TTL (time to live) expire

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Nem todas as mensagens ICMP são de reportagem de erros. A aplicação Ping, por exemplo, utiliza
mensagens ICMP Echo Request e Echo Reply para verificar se um host está disponível e sua respectiva
resposta.
O Traceroute, que é capaz de traçar a rota que liga um host a outro host, também usa mensagens
ICMP. Para determinar o nome e o endereço dos roteadores entre a fonte e o destino, o Traceroute
na fonte envia uma série de datagrama IP ordinários ao destino. O primeiro datagrama tem o TTL
igual a 1, o segundo 2, o terceiro 3, e assim por diante, e inicia temporizadores para cada datagrama.
Quando o enésimo datagrama chega ao enésimo roteador, este verifica que o tempo de sobrevida
do datagrama acaba de terminar. Pelas regras do IP, o datagrama é então descartado e uma
mensagem ICMP de advertência é enviada a fonte (tipo 11 código 0), com o nome do roteador e
seu endereço IP. Quando a resposta chega de volta a fonte, a mesma calcula o tempo de viagem em
função dos temporizadores.
Sistema de Nomes de Domínio
Um nome de domínio é um nome hierárquico implementado com a utilização de um Sistema de
Nomes de Domínio (DNS domain name system).
O DNS proporciona um banco de dados on-line e distribuído para resolver nomes de domínios a
seus endereços IP correspondentes. Isto facilita na medida em que não precisamos mais memorizar
endereços IP, mas sim nomes de domínio, muito mais fáceis de serem lembrados e ao mesmo
tempo identificados com o proprietário do domínio.
Se uma organização deseja participar da Internet, deve registrar o seu nome de domínio no Centro
de Informações de Rede.
Principais nomes de domínio Internet
Nome de Domínio
edu
com
gov
org
<código de país>

Significado
Instituição educacional
Organização comercial
Instituição governamental
Organização não governamental
Cada país (esquema geográfico)

Exemplos:
ufsc.br
mit.edu

cefetesc.edu.br
mec.gov.br
matrix.com.br
national.com (nos USA não há sigla de país)

Além da sintaxe para os nomes, o esquema DNS inclui um sistema distribuído eficiente, seguro e de
propósito geral para se mapear nomes em endereços.
O DNS consiste da união de sistemas cooperativos independentes, chamados servidores de
nomes, que fazem a translação do nome de domínio em endereço IP. O software cliente,
chamado resolvedor de nomes, usa um ou mais servidores de nomes para traduzir um nome.
Resolução de Nomes

A resolução de nomes esta baseada em uma árvore hierárquica de nomes. Conceitualmente a
resolução inicia de cima para baixo (top-down), começando no servidor raiz e seguindo para os
servidores localizados nos ramos da árvore.
Há dois modos possíveis para um servidor resolver um nome: resolução interativa (passo-a-passo)
ou resolução recursiva.

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Em ambos os casos, o servidor consultado verifica se o nome solicitado pertence a um sub-domínio
seu. Se for o caso, traduz o nome ao endereço de acordo com sua base de dados. Se não puder
resolver o nome completamente, verifica o tipo de solicitação feita pelo cliente. Se o cliente solicitou
busca recursiva o servidor contata um DNS que possa resolver o nome e devolve a resposta ao
cliente. Caso a solicitação foi do tipo interativa, ele fornece o nome de um DNS ao cliente e não a
resposta da resolução completa do nome.
Para iniciar a busca, um cliente precisa saber como conectar pelo menos um servidor de nomes raiz.
Em adição, um servidor de nomes deve saber o endereço de um servidor de nomes de domínio
imediatamente superior (servidor pai).
Como a maioria das consultas é de âmbito local, a eficiência do sistema é aumentada iniciando-se a
busca em um servidor de nomes local. Além disto, os servidores de nomes da Internet usam
memória cache para otimizar os custos da busca de nomes não locais. Todos os nomes recentemente
usados são armazenados na sua memória cache, bem como a informação de como foram obtidos.
Como a informação em memória pode estar desatualizada, o servidor de nomes marca como não
autoritativa (non authoritative), podendo o cliente contatar a autoridade para ver se o nome ainda é
válido.

Questões
1.

Qual o papel dos protocolos da camada de transporte da Internet?

2.

Explique a relação entre os protocolos da camada transporte e da camada rede da
Internet.

3.

Em que consiste o serviço de multiplexação de aplicações oferecido pelos protocolos
de transporte TCP e UDP.

4.

Qual informação é utilizada por um processo que está executando em um computador,
para identificar um processo que está executando em outro computador remoto.

5.

Pesquise na Internet a lista completa das portas TCP e UDP reservadas para aplicações
específicas. Ache um endereço URL com esta informação.

6.

Suponha que você está desenvolvendo uma aplicação para a Internet. Que tipo de
protocolo de transporte você utilizaria, TCP ou UDP? Explique, tendo como base à
aplicação que será desenvolvida

7.

Quais são os princípios utilizados pelos protocolos de transporte confiável, como o
TCP, para garantir que os dados transmitidos são livres de erros?

8.

Diferencie os objetivos dos serviços de controle de fluxo e de controle de
congestionamento, presentes no protocolo de transporte TCP.

9.

Para que serve e como funciona o mecanismo de chesksum utilizado pelo TCP, UDP
e IP? Cite um exemplo prático.

10.

Para que servem os números de seqüência e reconhecimento presentes no
cabeçalho do segmento TCP? Explique o processo utilizado para numerar os
segmentos.

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11.

Em que consiste o handshaking do TCP? Explique as informações que são trocadas
neste processo.

12.

Quais os papéis da camada rede da Internet?

13.

O que é MSS? Explique.

14.

O que é MTU? Explique.

15.

Explique o formato do endereço IP, em termos de número de bits e sua representação
em decimal. Qual é o número binário equivalente aos endereços IP 200.135.233.1
(www.sj.cefetsc.edu.br) e 150.161.1.150 (www.ufsc.br)?

16.

Explique as diferentes classes de endereços IP existentes, comentando também para
que serve o padrão CIDR.

17.

Explique o processo de roteamento estático de datagramas, realizado com a ajuda
de tabelas de roteamento.

18.

Cite algumas tecnologias de rede que usam roteamento tipo circuito virtual. Ache
alguns endereços URL que expliquem estas tecnologias.

19.

Quais os parâmetros básicos de configuração do TCP/IP em um computador
conectado a Internet. Explique o papel de cada parâmetro. Mostre os passos para
configurar o TCP/IP em um computador com o sistema operacional Windows e com
o Linux.

20.

Para que serve o protocolo ARP? Explique.

21.

Explique para que serve a aplicação DNS.

22.

Explique para que serve o protocolo DHCP.

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Parte

Protocolos de Enlace e Redes
Locais
As redes locais são redes de computadores concentradas em uma área geográfica restrita, por
exemplo no âmbito de uma escola ou universidade, e permitem aos computadores e usuários da
rede compartilharem recursos. Com a possibilidade de as redes locais serem conectadas entre si,
formando a Internet, cresceu de forma extraordinária as possibilidades de acesso a recursos e
serviços, de forma que hoje praticamente não se pensa mais uma rede local isolada.

O que é um protocolo de enlace?

A

camada de rede da Internet oferece um serviço de comunicação de datagramas entre dois
sistemas terminais. Esta comunicação passa por caminhos que iniciam no host de origem,
passando por uma série de roteadores e termina no host destino. Cada equipamento, como
hosts e roteadores, é chamado de nó e o canal de comunicação entre dois nós
adjacentes ao longo de uma rota é chamado de enlace. Desta forma, para mover um datagrama
desde sua origem até seu destino, ele precisa percorrer cada um dos enlaces individuais entre os
diversos nós.
Os enlaces entre nós vizinhos podem ser suportados por diferentes tecnologias, utilizando
protocolos específicos, os quais são chamados de protocolos de enlace. As unidades de dados
de protocolos trocadas pelos protocolos de enlace são chamadas quadros (frames) e tipicamente
encapsulam um datagrama da camada rede.
Assim como os protocolos de rede são protocolos fim-a-fim que movem datagramas
de um host a outro, os protocolos de enlace são protocolos nó-a-nó, movendo
quadros sobre um simples enlace.
Serviços oferecidos pelos protocolos de enlace

Dentre os possíveis serviços oferecidos pelos protocolos de enlace está o acesso ao meio físico e o
encapsulamento (framing). No caso, os datagramas da camada rede são encapsulados em quadros e
o acesso ao meio vai depender do tipo de protocolo utilizado. Grosso modo podemos dividir os
protocolos de enlace em dois grandes grupos: os protocolos de enlace ponto-a-ponto e os

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protocolos de enlace multiponto, que caracterizam as redes locais. No caso de um protocolo
ponto-a-ponto o acesso ao meio é bastante simples, aceitando o envio de um quadro caso o meio
estiver livre. Já no caso de protocolos multiponto, como o protocolo de rede local Ethernet, há
necessidades de mecanismos especiais para acesso ao meio.
Além destes serviços básicos, dependendo do protocolo, outras ações podem ser executadas sobre
os quadros, como: comunicação full-duplex ou half-duplex, detecção e correção de erros, entrega de
dados garantida e controle de fluxo.
Placas adaptadoras

Os protocolos de enlace são em geral implementados sobre placas adaptadoras que fazem a
interface entre o host, seja ele um computador terminal ou um roteador, e o meio físico. Desta
forma, os principais componentes de um
adaptador de rede são sua interface com o
barramento do host e sua interface com o enlace
Interface com
Interface com
físico (Figura 4.1). Por exemplo, uma placa de
barramento
enlace
rede Ethernet de 10 Mbps possui uma interface
para conexão da mesma diretamente no
barramento do computador, e uma interface de
rede, que pode ser tipo RJ45 (conexão com par
Figura 4.1. Adaptador de rede
trançado) ou BNC (conexão com cabo coaxial).

Técnicas de detecção e correção de erros
Em qualquer transmissão de informação existe o risco do erro sob o efeito de perturbações
aleatórias ou de ruídos (noise). De um modo geral, os erros nos dados transmitidos através da rede
podem ser:
Erros de bit introduzidos nos dados;
Perda de pacotes;
Falha nos enlaces de comunicação.
Os erros de bits são bastante raros, havendo técnicas para detectá-los e mesmo corrigi-los. Se o
erro for muito grave, o pacote pode ser descartado e terá que ser retransmitido. No caso da perda
de pacotes, a retransmissão é a solução. Já no caso de falha de um enlace, algumas vezes é
possível utilizar uma rota alternativa, evitando a ligação com defeito.
A detecção e correção de erros no nível de bits dos quadros enviados de um nó a outro nó
fisicamente conectado são geralmente serviços oferecidos pelos protocolos da camada de enlace.
Três técnicas simples de detecção e correção de erros no nível de bits são a checagem de
paridade, os métodos de checksum e os métodos de redundância cíclica.
Checagem de paridade

Talvez a forma mais simples de detecção de erros de bits seja utilizar um simples bit de paridade.
Por exemplo, suponha que um dado D a ser transmitida
0111000110101011
1
tenha d bits. Usando um esquema de paridade, o emissor
acrescenta ao dado um bit adicional e escolhe seu valor
D bits dado
Bit paridade
como o total de bits em 1 de d + 1 bits (o total de bits em D
mais o bit de paridade), de forma que seja par (Figura 4.2).
Figura 4.2. Bit de paridade

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Quando o receptor recebe o dado, ele computa os bits em 1, incluindo o bit de paridade, e verifica
se o resultado é par. Caso não seja, o receptor sabe que algum bit teve seu valor alterado.
Algumas técnicas permitem, além de detectar erros em bits, de corrigi-los. Estas técnicas são
conhecidas como FEC (forward error correction). Elas são úteis, pois permitem diminuir a necessidade
de retransmissões pelo emissor.
Checksum

Na técnica de checksum o dado D é tratado como uma seqüência de palavras binárias. O método
consiste em somar a seqüência de palavras e usar a soma para detectar erros nos bits. Este é método
utilizado pelos protocolos Internet (veja exemplo anterior sobre o checksum do UDP).
Checagem de redundância cíclica

Os códigos de redundância cíclica, ou códigos CRC (cyclic redundancy check), estão entre os
métodos mais utilizados nas redes de computadores para detecção de erros, pois podem descobrir
mais erros que um checksum.
Os códigos CRC são também conhecidos como códigos polinomiais, já que podem ser vistos
como um polinômio onde os coeficientes são 0 e 1. Por exemplo, o número binário de 4 bits, 1011,
corresponde ao polinômio
M(x) = 1 . x3 + 0 . x2 + 1 . x1 + 1 . x0 = x3 + x1 + 1, cujo grau é 3.
Os códigos CRC operam como segue. Para uma peça de dados D a ser transmitida, o emissor e o
receptor devem acordar primeiramente sobre um polinômio gerador, G, de grau r. Assim, o
emissor adiciona ao dado D mais r bits, de forma que o resultado da soma d + r seja exatamente
divisível por G usando aritmética módulo 2 (Figura 4.3).
D: bits dos dados

R: código CRC

d bits

r bits

Figura 4.2. Código CRC

Quando o receptor recebe os dados, ele divide d + r por G; caso a divisão não seja exata, ele sabe
que há erros nos dados; caso contrário, o dado é considerado correto.

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Protocolos de enlace ponto-a-ponto
Um protocolo de enlace ponto-a-ponto consiste de um simples emissor em uma extremidade de
um enlace e um simples receptor na outra ponta. Muitos protocolos tem sido desenvolvido para
este tipo de comunicação, como por exemplo, o protocolo PPP (point-to-point protocol) e o HDLC
(high-level data link control).
O PPP é tipicamente o protocolo escolhido para conectar um computador pessoal residencial a um
provedor de acesso a Internet, usando uma linha telefônica, sendo sem dúvida um dos protocolos
ponto-a-ponto mais utilizados atualmente.
Protocolo PPP

O protocolo PPP pode operar sobre uma linha telefônica (usando por exemplo uma conexão via
modem de 54K bps), sobre um enlace SONET/SDH (syncrhonous optical network/syncrhonous digital
hierarchy), sobre uma conexão X.25 ou sobre um circuito digital RDSI (rede digital de serviços
integrados).
O protocolo PPP recebe um pacote da camada rede (por exemplo, um datagrama IP) e o encapsula
em um quadro da camada enlace PPP, de forma que o receptor será capaz de identificar o início
e o fim do quadro, bem como o pacote da camada rede que ele contém.
O formato do quadro PPP (Figura 4.4) sempre inicia e termina com 01111110 (chamado de flag), o
segundo byte é sempre 11111111 (chamado de endereço) e o terceiro byte é sempre 00000011
(chamado de controle). Os demais campos são os seguintes:
Protocol (1 ou 2 bytes), indica ao receptor qual o protocolo da camada de rede que está sendo
encapsulado no quadro. No caso de um datagrama IP, este campa tem o valor hexadecimal
21.
Information (tamanho variável, podendo ter no máximo 1500 bytes), contém o pacote
encapsulado (dado), por exemplo um datagrama IP.
Checksum (2 a 4 bytes), usado para detectar erros nos bits do quadro transmitido.
01111110

11111111

00000011

Protocol

Info

Check

01111110

Figura 4.4. Quadro PPP

O protocolo SLIP (Serial Line Internet Protocol) é outro protocolo similar ao protocolo PPP.

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Protocolos de enlace de múltiplo acesso
A Ethernet talvez seja a tecnologia mais utilizada em enlaces de múltiplo acesso (broadcast),
freqüentemente utilizada em redes locais (LAN – local area networks).
O problema central nos enlaces de múltiplo acesso é determinar quem deve transmitir e quando.
Com vários podem transmitir quadros ao mesmo tempo, estes poderão colidir e serão perdidos. Os
protocolos de acesso múltiplo ao meio permitem coordenar as colisões.
A distribuição aberta de TV é um exemplo clássico de sistema tipo broadcast, todavia, este sistema
opera apenas em um sentido, difundindo a informação. Por outro lado, os computadores
conectados a um enlace múltiplo acesso devem poder receber e transmitir informações. São
exemplos deste último tipo de sistema as redes locais que compartilham um barramento (por
exemplo, a Ethernet), as redes locais sem fio (redes wireless), sistemas de comunicação via satélite, etc
(Figura 4.5). Um exemplo humano de um sistema tipo broadcast é uma assembléia de trabalhadores,
onde vários podem falar ao mesmo tempo, sendo o problema controlar quem deve falar, quando
falar e por quanto tempo.
....

Laptop

Figura 4.5 Barramento Ethernet e rede wireless

Protocolos para particionar um canal comum
Sistemas, como a distribuição de rádio e TV, usam a técnica de multiplexação por divisão da
freqüência (FDM – frequency division multiplexing) para separar cada canal a ser transmitido no meio
comum, no caso o meio físico é o ar a partir do uso do espectro de freqüência de rádio. Por
exemplo, na grande Florianópolis, a rádio FM Itapema transmite na freqüência de 93,7 MHz, a rádio
Atlântica em 100,9 MHz, a Antena 1 em 92,1 MHz, etc. Por outro lado, alguns enlaces de fibra
óptica, por exemplo, usam a técnica de multiplexação por divisão do tempo (TDM – time division
multiplexing), para separar vários canais a serem transmitidos sobre uma única fibra. Cada canal utiliza
um intervalo de tempo específico para transmissão (time slot), enquanto os demais aguardam sua vez
para transmitirem. No caso da assembléia de trabalhadores comentada a pouco, se fosse utilizada a
técnica TDM, poderia ser estabelecida uma ordem e em tempo especifico para cada um falar, de
forma que não houvesse dois falando ao mesmo tempo. Estas duas técnicas, FDM e TDM,
separam cada canal de transmissão de forma que não há colisões entre os dados de cada canal.
Outra técnica para particionar um canal comum é, por exemplo, a técnica de acesso múltiplo por
divisão de código (CDMA – code division multiple access), usada em alguns sistemas de telefonia
móvel, onde é atribuído um código diferente para cada nó.
Nas redes de computadores as técnicas mais utilizadas são conhecidas como protocolos de acesso
randômico, ou ainda, multiplexação estatística. Vários protocolos deste tipo foram
desenvolvidos, onde os mais conhecidos derivam do protocolo ALOHA, desenvolvido no final
dos anos sessenta para permitir interligar via rádio os computadores espalhados pelo campus da
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universidade do Hawaii (USA), situados em diferentes ilhas do Pacífico. Entre estes estão os
protocolos de múltiplo acesso baseados em escuta da portadora (CSMA – carrier sense multiple
access), que faz parte da definição do protocolo Ethernet.
Protocolo ALOHA
Na primeira versão do protocolo ALOHA, quando um nó tinha um quadro a ser transmitido, ele o
transmitia imediatamente. Se após um tempo de atraso o emissor ouvisse sua transmissão (reflexão
do sinal de rádio transmitido), ele assumia que não havia ocorrido conflito. Caso contrário, assumia
que havia ocorrido que uma colisão e retransmitia o quadro com uma probabilidade p, senão
esperava um tempo correspondente ao tempo de transmissão e tentava enviar novamente com
probabilidade p.
Protocolo CSMA
O protocolo CSMA foi projetado para funcionar com computadores conectados em barramento.
Foi inspirado no protocolo ALHOA e introduziu dois novos princípios:
Escutar a portadora antes de enviar um quadro (carrier sense) (o que não era possível no
ALHOA devido ao tempo de propagação do sinal de rádio). Neste processo, o nó escuta o
canal: caso o canal estiver livre transmite o quadro imediatamente; caso o canal estiver
ocupado, volta a escuta-lo depois de decorrido um tempo randômico para tentar nova
transmissão.
Se alguém começar a transmitir no mesmo tempo, pára a transmissão. Este procedimento é
chamado de detecção de colisões (colision detection), onde os nós continuam ouvindo o
canal enquanto transmitem: caso detectem uma sobreposição de transmissões (colisões),
param imediatamente a transmissão.
Estas duas regras são as características principais do protocolo (CSMA/CD – carrier sense multiple
access/colision detection), utilizado nas redes locais baseadas no protocolo Ethernet.

Redes Locais
Os protocolos de múltiplo acesso são largamente utilizados nas redes locais de computadores, ou
LANs (local area networks), que são redes de computadores concentradas em uma área geográfica
relativamente pequena, como um edifício, uma escola ou uma universidade.
Numa rede local, todos os computadores e demais dispositivos de rede são diretamente conectados.
Desta forma, usam o mesmo tipo de protocolo de enlace, em geral. Um roteador conectando a rede
local a Internet provê uma forma de acesso a Internet a todos os equipamentos da rede local (Figura
4.6).
Nos anos 1980 até o início dos anos
1990 duas classes tecnologias de
redes locais eram bastante
populares: a tecnologia Ethernet
(padronizada como IEEE 802.3),
baseada em um protocolo de acesso
randômico; e as tecnologias tokenring (padronizada como IEEE
802.5) e FDDI (fiber digital distributed
interface), onde os host são conectados

Servidor Web

Internet

Figura 4.6. Rede local conectada a Internet
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em um anel e o protocolo de acesso é baseado em passagem de ficha (token) entre as estações.
Nos dias atuais, há um incontestável domínio da tecnologia Ethernet frente às demais tecnologias,
sendo este o modelo de redes locais que estudaremos. Além disto, cabe ressaltar que, com a
popularização dos computadores portáteis (laptops) em ambientes empresariais, as redes locais sem
fio (wireless) (padronizadas como IEEE 802.11) também tem tido espaço no mercado.
Endereços físicos
Como visto, os nós das redes locais trocam quadros (frames) entre si através de um canal comum
(broadcast). Isto significa que, quando um nó transmite um quadro, todos os demais nós vão receber
este quadro. Todavia, em geral, um nó não quer enviar quadros a todos nós, mas sim a um nó
particular. Para prover esta funcionalidade, os nós de uma rede local devem ser capaz de endereçar
os demais nós quando enviam um quadro. Desta maneira, quando um nó recebe um quadro, ele
pode determinar se o quadro está endereçado a ele ou a outro nó da rede:
Se o endereço do quadro recebido casa com o endereço físico do nó que o recebeu, então
o nó extrai o datagrama (da camada de rede) do quadro recebido (camada de enlace) e
repassa para cima na sua pilha de protocolos.
Se o endereço do quadro recebido não casa com o endereço físico do nó o recebeu, o nó
simplesmente descarta o quadro.
Em verdade, não é o nó da rede que tem um endereço físico, mas sim, cada adaptador de rede da
rede local. Nas redes locais Ethernet, o endereço físico é também chamado de endereço Ethernet
ou ainda endereço MAC (media access control). Um endereço Ethernet é um número expresso na
notação hexadecimal, de seis bytes, dando 248 possíveis endereços. Este endereço é permanente,
sendo gravado pelo fabricante do adaptador de rede em uma memória ROM (read only memory)
(Figura 4.7).
Resolução de endereço físico

Quando um datagrama da camada rede (por
exemplo, um datagrama IP), endereçado a um
computador de uma rede local chega ao roteador
de borda, a partir da Internet, o roteador deverá
encapsular este datagrama em um quadro da
camada enlace para poder entregá-lo ao
computador destino. Para que isto seja feito, o
roteador deverá mapear o endereço IP no
endereço físico do computador destino. Como
vimos anteriormente, esta tarefa é realizada pelo
protocolo ARP (address resolution protocol).

1A-23-F9-CD-06-B9
88-B2-2F-54-1A-0F

5C-66-AB-90-75-B1

49-BD-D2-C7-56-2A
Figura 4.7. Cada adaptador de rede
tem um endereço físico

Ethernet
Ethernet é a tecnologia de redes locais mais difundida atualmente. Pode-se dizer que a Ethernet está
para as redes locais, assim como a Internet está para as redes geograficamente distribuídas de alcance
global.
A Ethernet usa o protocolo de acesso randômico CSMA-CD, que é completamente
descentralizado, o que facilita o projeto, e o hardware (em particular a placa de rede Ethernet) tem
um custo bastante atrativo.
Existem várias tecnologias de rede local Ethernet, que operam em velocidades de 10 Mbps, 100
Mbps e 1 Gbps. Podem rodar sobre cabo coaxial, par trançado de cobre ou ainda fibra óptica,
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sendo que, ao nível lógico, todas as máquinas compartilham um barramento comum, sendo
portando a velocidade de acesso também compartilhada entre as estações.
Quadro Ethernet

O quadro (frame) Ethernet tem as seguintes características (Figura 4.8):
Preâmbulo

End. Dest.

End. Origem

Tipo

Dados

CRC

Figura 4.8. Quadro Ethernet

Preâmbulo (8 bytes), cada um dos primeiros sete bytes do preâmbulo tem o valor 10101010
e o oitavo byte tem o valor 10101011.
Endereço Destino e Origem (6 + 6 bytes), contém o endereço físico da origem e destino do
quadro, nomeados AA-AA-AA-AA-AA-AA e BB-BB-BB-BB-BB-BB, respectivamente.
Tipo (2 bytes), permite identificar o tipo do protocolo da camada superior, por exemplo, o
protocolo IP (ou outro como Novell IPX).
Dados (46 a 1500 bytes), carrega o datagrama IP, sendo o MTU (maximum tranfer unit) o
quadro Ethernet 1.500 bytes.
CRC (cyclic redundancy check) (4 bytes), permite ao receptor detectar quaisquer erros
introduzidos nos bits do quadro recebido.
Tecnologias Ethernet

As tecnologias Ethernet estão padronizadas na norma IEEE 802.3 podendo ser implementadas de
diversas formas:
A tecnologia Ethernet 10Base2 (praticamente em
desuso) (Figura 4.9), usa cabos coaxiais em uma
topologia em barramento e tem velocidade de
transmissão de 10 Mbps (o 10 de 10Base2 indica a
velocidade de 10 Mbps e o 2 denota 200 metros como
a distância máxima entre dois nós). A conexão das
estações, através de cabos coaxiais e placas de rede, é
feita por meio de conectores BNC e terminadores nas
duas extremidades.

Terminador
Cabo coaxial

Placa de rede

A tecnologia Ethernet 10BaseT e 100BaseT (esta
última também conhecida como fast Ethernet), usam
Conector BNC
par trançado de cobre em uma topologia em estrela
usando um concentrador (ou hub) (a nível lógico a
conexão também é do tipo barramento). As
Figura 4.9. Rede local Ethernet 10Base2
velocidades vão de 10 Mbps a 100 Mbps, dependendo
da placa de rede e da categoria do cabeamento, sendo
que muitos adaptadores de rede são 10/100Mbps. Para as conexões com cabos categoria 5,
utiliza-se conectores RJ-45 e hub (Figura 4.10). Ambas as tecnologias podem também usar
enlaces de fibra óptica, geralmente utilizados para conectar dois hubs localizados em
diferentes edifícios de um campus, por exemplo.
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Gigabit Ethernet, tecnologia emergente,
permite velocidades de até 1 Gbps e também
usa topologia em estrela com hub ou switch no
ponto central. Opera sobre fibra óptica e
também sobre par trançado categoria 5e ou 6,
podendo ser empregada em backbones.

Hub
Par trançado

Hubs, pontes e switches
Hubs

O modo mais simples para interconectar
computadores numa rede local é através de um
hub. Um hub, ou concentrador, é um dispositivo
que simplesmente pega os bits dos quadros de
uma porta de entrada e retransmite às portas de
saída.

Figura 4.10. Rede local Ethernet 10/100BaseT

Hubs são essencialmente repetidores e operam sobre os bits, atuando portanto ao
nível da camada física.
Pontes

Uma ponte (bridge) é um dispositivo eletrônico que permite que várias redes locais sejam
concatenadas. Cada ponte conecta dois segmentos de rede e faz com que uma cópia de cada quadro
que chega a um segmento seja transmitida ao outro segmento. Deste modo, os dois segmentos da
rede local operam como se fosse uma rede única.
Diferentemente do hub, uma ponte manipula quadros completos, atuando portanto ao
nível da camada enlace.
Switches

Um switch (ou comutador) é um dispositivo eletrônico capaz de comutar o tráfego de uma LAN,
diminuindo o espaço de conflitos no acesso ao meio comum. Fisicamente um switch assemelha-se a
um hub; a diferença surge do modo como os dois dispositivos operam: o hub simula um meio único
compartilhado por todos os computadores, enquanto o switch segmenta a rede local, onde cada
computador tem um segmento para si próprio.

Questões
1.

O que é um protocolo de enlace e quais suas principais funções dentro da arquitetura
Internet?

2.

Quais os possíveis serviços que a camada enlace pode oferecer a camada rede? Estes
serviços tem correspondência com serviços oferecidos pelo IP ou mesmo TCP?

3.

Se todos os enlaces da Internet oferecessem um serviço de entrega confiável, o serviço
de entrega confiável do TCP seria redundante? Explique.

4.

Qual a função das placas adaptadoras de rede?
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5.

Quais são, em geral, as causas de erros nos dados transmitidos através da rede?

6.

Explique o que é checagem de paridade. Mostre um exemplo prático.

7.

Suponha que uma informação contida em um pacote tem o padrão de bits
1010101010101011 e que um esquema de paridade é utilizado. Qual será o valor do
campo de paridade?

8.

Pesquise sobre a aritmética módulo 2 utilizada nos códigos CRC. Mostre um exemplo
prático de como se processam as quatro operações (soma, subtração, multiplicação e
divisão) neste sistema.

9.

Diferencie um enlace ponto-a-ponto de um enlace multiponto, citando exemplo de
tecnologias existentes.

10.

Qual a principal situação onde é utilizado o protocolo PPP? Exemplifique citando
equipamentos necessários e velocidade de transmissão.

30.

Pesquise e descreva as técnicas de multiplexação utilizadas para partilhar um meio
físico de um enlace em múltiplos canais, como o FMD e TDM. Cite exemplos.

11.

Pesquise a história e o funcionamento do protocolo ALHOA, descrevendo-o em
detalhes. Ache alguma URL sobre o assunto.

12.

O que o protocolo CSMA-CD tem de parecido e de diferente com o protocolo
ALOHA? Porque no ALOHA não é possível implementar a detecção de colisões que
existe no CSMA-CD?

13.

Pesquise os diferentes padrões IEEE 802 para redes locais. Cite exemplos de
tecnologias de uso corrente que usam estes padrões.

14.

Explique o papel dos endereços físicos nas redes locais. Como estes endereços são
configurados nos adaptadores de rede.

15.

Caracterize as redes locais Ethernet, precisando os protocolos utilizados, forma de
endereçamento físico e tecnologias existentes.

16.

Na tecnologia Ethernet 10BaseT o canal é compartilhado entre os usuários. Como fica
a velocidade de acesso para cada usuário?

17.

Cite alguns meios físicos que podem ser utilizados pelas tecnologias Ethernet,
relacionando cada tecnologia com o respectivo meio.

18.

Descreva em detalhes a tecnologia Ethernet 10/100BaseT, descrevendo suas
características e equipamentos necessários para instalação.

19.

O que é um hub?

20.

O que é uma ponte?

21.

O que é um switch? Qual a diferença em relação a um hub?

22.

Pesquise na Internet endereços URL de fabricantes que ofereçam produtos como
hubs, pontes, switches e roteadores, fazendo uma lista de produtos de diferentes
fabricantes com suas características.

23.

Um roteador pode ser um dispositivo especializado, fabricado com esta função, ou
implementado em um computador. Pesquise como posso implementar um roteador
em um computador, citando as necessidades em termos de hardware e software.
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Glossário
Termo

Definição

ADSL

(Asymmetric Digital Subscriber Line) Sistema que possibilita transmissão de sinais em banda
larga nos cabos telefônicos metálicos. O ADSL usa multiplexação por divisão de
freqüência (FDM) para dividir o enlace de comunicação entre o usuário e o provedor
em três faixas de freqüências: uma para envio de dados, uma para receber dados e outra
para voz. 12

Apache

Aplicativo que implementa o lado servidor da aplicação WWW em máquinas servidoras 25
com sistema operacional Linux..

ARP

(Address Resolution Protocol) Protocolo que permite de forma dinâmica realizar o 51
mapeamento do endereço de físico a partir do endereço IP (ver pág. 49)

ATM

(Asynchronous Transfer Mode) Técnica de transferência de dados baseada em células fixas 10
de 53 bytes que permite a comunicação de dados digitais em alta velocidade e grandes
volumes. A técnica ATM se aplica ao transporte, a multiplexação e a comutação de
informações que chegam na forma de pacotes denominados células ATM. O princípio
fundamental dessa técnica consiste na segmentação do fluxo de informações de diversos
tipos (contínuo ou descontínuo) em uma seqüência de células elementares para serem
transmitidas e comutadas.

Backbone

(Espinha dorsal) Normalmente utilizado para se referir ao enlace principal ou de alta 65
densidade de tráfego em uma rede de telecomunicações, geralmente transporta um
grande volume de tráfego.

Best effort

(melhor esforço) Utilizado para caracterizar redes de datagramas, baseadas em serviços 9, 34
sem conexão e não garantido, como a camada rede da Internet.

BGP

(Border Gateway Protocol) Protocolo de Roteamento de Gateway Externo, bastante 45
utilizado na Internet.

B-ISDN

(Broadband Integrated Services Digital Network).

BOOTP

(Bootstrap Protocol). Protocolo que pode ser implementado como um programa de 51
aplicação para encontrar endereços físicos a partir de endereços IP.

Broadcast

(difusão) Modo de transmissão de um sinal sobre um determinado meio a ser recebido 51, 61
por dois ou mais elementos de recepção. Normalmente utilizado para caracterizar
sistemas de radiodifusão. Na área de redes também é utilizado para caracterizar os
protocolos de acesso ao meio em redes locais do tipo barramento.

Buffer

Memória temporária, normalmente utilizada para armazenar dados que estão em espera 36, 37, 43
pela liberação de um recurso, como por exemplo, serem transmitidas em um enlace que
está ocupado.

Cable Moden

Modem que utiliza a rede cabos coaxiais para transferir informações em alta velocidade. 12

Cache

Memória temporária, normalmente utilizada para armazenar informações de uso 51, 54
recursivo, evitando nova consulta à fonte original da informação.

Checksum

Soma de verificação utilizada para detecção de erros em transmissão de dados.

CIDR

(Classes Interdomain Routing) Padrão que permite as organizações obterem um 48
identificador de rede com qualquer tamanho.

Circuito
Virtual

Técnica de roteamento em redes de comutação de pacotes, onde a rota dos pacotes é 10
estabelecida a priori, numa fase chamada de estabelecimento de circuito virtual.

Referências
no texto
12

RDSI-FL

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Conection reply

Resposta de um pedido de conexão.

6

Conection request

Requisição ou pedido de conexão.

6

Conectionless

(Sem conexão) Normalmente se refere a protocolos onde não há procedimento de 17, 36
estabelecimento de conexão antes de iniciar uma transmissão de dados.

CRC

(Cyclic Redundancy Check) Método de detecção de erros utilizado em vários protocolos de 59
comunicação de dados. Emprega um algoritmo matemático onde são adicionados bits
de redundância no mesmo pacote. O receptor usa o mesmo algoritmo para recalcular os
bits de redundância e compara este resultado com o valor recebido. Se as duas
seqüências forem iguais o pacote é considerado livre de erro.

Datagrama

Pacotes de dados, normalmente utilizado para se referir ao pacote de dados 17, 45
transportado pelo protocolo IP.

DHCP

(Dynamic Host Configuration Protocol) Protocolo que permite a alocação dinâmica de 52
endereços IP.

DNS

(Domain Name System) Banco de dados da internet usado para converter os nomes dos 53
domínios em endereços IP.

Download

Transferência de arquivo de um computador remoto para um computador local via 27
rede.

Downstream

Fluxo de dados sendo transferido em um enlace de um computador remoto a um 12
computador local.

DSL

(Digital Subscriber Line) Tecnologia digital de transmissão de informações por meio de ADSL
fios de cobre. As taxas de transferência dependem da tecnologia que se usa (por
exemplo: ADSL, HDSL, SDSL). Concebida, em princípio, para aplicações em redes
telefônicas.

e-mail

Correio eletrônico. Sistema pelo qual um usuário de computador pode trocar 21, 22, 29
mensagens com outros usuários (ou grupos de usuários) via uma rede de comunicações.
O correio eletrônico é uma das aplicações mais populares da Internet.

Ethernet

Padrão para redes locais a 10 Mbps e 100 Mbps. Todos os hosts são conectados em um 58, 61, 62
enlace tipo barramento e utiliza o protocolo de acesso múltiplo CSMA/CD.

Fast Ethernet

Padrão de Ethernet que opera a 100 Mbps.

FDM

(frequency division multiplexing) multiplexação por divisão da freqüência. Técnica de para 61
separar cada canal a ser transmitido em um meio comum a partir do uso do espectro de
freqüência de rádio, no caso o meio físico é o ar. Sistemas como a distribuição de rádio e
TV usam esta técnica.

Flag

(bandeira) Campos de utilizados normalmente no início e no fim de um quadro da 38, 60
camada enlace para delimitá-lo. Contém o valor de 01111110 em protocolos como o
PPP e o HDLC.

Frame

(quadro).

Frame-Relay

Protocolo de acesso do nível da camada enlace, que usa circuitos virtuais para 10
transportar dados.

FTP

(File Transfer Protocol) Protocolo de transferência de arquivos, utilizado para a 16, 21, 27
transferência de arquivos de um computador para outro na Internet.

Full-duplex

São conexões que permitem a transferência de dados em ambas às direções e 37, 39
simultaneamente.

Gateway

Nó da rede equipado para atuar como interface com outras redes que usam protocolos Roteador
diferentes. Também utilizado como referência a um roteador.

Gateway default

(roteador padrão).

64

Quadro

Roteador
padrão
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Gigabit
Ethernet

Tecnologia Ethernet emergente que aumenta a velocidade de transmissão para 1 Gbps 65
podendo ser empregada em backbones.

Half-duplex

São conexões que permitem a transferência de dados em ambas às direções, mas não 58
simultaneamente.

Handshaking

Procedimento de estabelecimento de conexão.

HDLC

(High Level Data Link Control) Protocolo do nível da camada enlace, utilizado em 60
transmissão de dados orientados a bit.

HFC

(Hibric Fiber Coaxial Cable) Rede híbrida fibra ótica/cabo coaxial. Normalmente utilizada 12
para acesso doméstico a Internet utilizando o sistema de distribuição de TV a cabo.

Hiperlink

Ponto de chamada em hipertextos, a partir dos quais pode-se acessar outras 24
informações relacionadas a esta chamada.

Home-page

Página pessoal. Documento hipertexto, em linguagem HTML, para disponibilizar 24
informações na Internet.

Host

(hospedeiro) Computador ou sistema terminal que permite que usuários se 4, 7
comuniquem com outros computadores em uma rede usando programas de aplicação.

HTML

(Hipertext Markup Language) Linguagem de programação constituída de diretivas em 21, 24
código ASCII e utilizada na elaboração de documentos hipertexto e páginas pessoais da
Web (home-pages). Para a visualização de documentos HTML usa-se um navegador
Internet.

HTTP

(Hipertext Transfer Protocol) Protocolo para mover arquivos hipertexto através da Internet. 16, 25
é o protocolo mais importante usado na aplicação WWW.

Hub

Dispositivo que permite conectar diversos computadores (ou outros dispositivos), 65
usualmente em uma topologia em estrela, simulando um barramento.

IAB

(Internet Architecture Board) Corpo técnico que supervisiona o desenvolvimento dos IETF
protocolos Internet. Possui duas forças-tarefa: o IETF e o IRTF.

ICMP

(Internet Control and Message Protocol) Protocolo para reportagem de erros no roteamento 52
de datagramas IP.

IETF

(Internet Engineering Task Force) Organização aberta, composta por projetistas de rede, 5
operadores, vendedores e pesquisadores cujo propósito é coordenar a operação, a
gerência e a evolução da Internet e resolver questões de curto e médio prazos
concernentes a protocolo e arquitetura. É uma fonte importante de propostas para
padrões de protocolo, os quais são submetidos ao IAB para a aprovação final.

IIS

(Internet Information Server) Aplicativo que implementa o lado servidor da aplicação WWW 25
nos sistemas Windows da Microsoft.

IMAP

(Interactive Mail Acess Protocol) Protocolo utilizado para acesso a servidores de correio 31
eletrônico. Outro protocolo com função similar é o POP3.

Internet

(Inter-rede) Rede mundial de computadores surgida nos anos 60 e popularizada a partir 4, 7, 8
dos anos 90. Permite que usuários de vários tipos de computadores e redes no mundo
inteiro se comuniquem por meio de protocolos comuns.

Intranet

Rede interna de uma empresa, interligada segundo os protocolos da Internet. Enquanto Internet
a Internet é uma rede aberta, uma Intranet existe apenas dentro de uma organização,
estando protegida do mundo exterior por firewalls, o que permitem que os empregados
tenham acesso ao mundo externo mas, evita que outros tenham acesso a ela. Uma
Intranet serve para distribuir notícias, responder perguntas dos empregados, atualizar
registros funcionais, conectar funcionários em áreas distantes, etc.

IP

(internet protocol) É um dos principais protocolos da Internet, compondo a camada rede, 8, 17, 45
loco abaixo da camada transporte. É um protocolo de comutação de pacotes nãoorientado a conexão. O protocolo IP é responsável por estabelecer a rota pela qual
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8, 43

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seguirá cada pacote na malha de roteadores da Internet.
IRTF

(Internet Research Task Force) É uma força tarefa do IAB para considerar questões Internet IETF
de longo prazo, do ponto de vista teórico.

ISDN

(Integrated Services Digital Network).

ISO

(International Organization for Standardization) É uma organização internacional formada 15
por órgãos de diversos países, tais como o ANSI (americano), o BSI (inglês), o AFNOR
(francês) e a ABNT (brasileira), que estabelece padrões industriais de aceitação mundial.

ISP

(Internet Service Provider) Provedor de serviços Internet. Uma organização oferecendo e 5
provendo serviços e conexão à Internet ao público e possuindo seus próprios servidores
para prover os serviços oferecidos.

ITU

(International Telecommunication Union) Órgão da ONU responsável pelo estabelecimento 15
de normas e padrões em telecomunicações e radiodifusão no mundo. O ITU-T é o
setor da ITU responsável pela padronização em telecomunicações (antigo CCITT).

LAN

(Local Area Network) Rede Local. Ambiente de comunicação local que utiliza enlaces de 3, 61, 62
múltiplos acesso em um meio compartilhado. Tipicamente construída para operar em
ambiente privado.

Linux

Sistema operacional de código aberto, baseado no sistema Unix.

MAN

(Metropolitan Area Network) Redes Metropolitanas. Uma rede de dados servindo uma área 4
mais ou menos do tamanho de uma cidade.

Modelo OSI

Modelo conceitual de protocolo com sete camadas, desenvolvido em conjunto pela 15
ISSO e ITU, visando prover um conjunto de padrões para interconexão de sistemas
abertos de tratamento da informação.

Modem

Contração de “modulador demodulador”, utilizada para designar o equipamento 11
resultante da associação de um modulador e de um demodulador. Este equipamento
serve para transmitir sinais digitais através dos meios de comunicação, que são
naturalmente analógicos.

MS-DOS

(Microsoft Disk Operation Sistem) Antigo sistema operacional em modo texto da Microsoft. 28

MSS

(Maximum Segment Size) Tamanho máximo do segmento da camada transporte.

MTU

(Maximum Transfer Unit) Tamanho máximo dos pacotes que podem ser transportados 46
pela camada enlace.

Multicast

Pacote endereçado a um grupo de nós da rede.

47

OSI

(Open System Interconnection).

OSPF

(Open Shortest Path First) Protocolo de roteamento utilizado na Internet.

modelo OSI.
modelo OSI
45

Overhead

Informações de controle que é agregada ao dado que será transmitido na forma de um 36
cabeçalho.

Pacote

Seqüência de bits formada por dados do usuário precedidos por um cabeçalho de 5, 9
controle que permite que o pacote seja encaminhado, através da rede, para seu destino.

PDU

(Protocol Data Unit) Unidade de dados de protocolo. Consiste no pacote que será 34
transportado por uma determinada camada de protocolo, composto por dados da
camada superior precedidos por um cabeçalho de controle.

Ping

Aplicativo que permite verificar se um host está disponível na rede.

POP3

(Post Office Protocol 3) Protocolo utilizado para acesso a servidores de correio eletrônico. 31
Outro protocolo com função similar é o IMAP.

Porta

(socket) Denominação utilizada nos protocolos de transporte da Internet, no processo de 17, 35
multiplexação de aplicações, para diferenciar os canais utilizados por cada processo de

RDSI

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38

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aplicação.
PPP

(Point to Point Protocol) Protocolo de enlace que provê um método para transportar 60
quadros sobre enlaces ponto-a-ponto. É bastante usado na comunicação entre dois
computadores via modem e linha telefônica. Outro protocolo com função similar é o
protocolo SLIP.

Quadro

(frame) Unidades de dados de protocolos da camada de enlace.

RARP

(Reverse Address Resolution Protocol) O protocolo RARP é uma adaptação do ARP e 51
permite a uma estação descobrir o seu endereço IP a partir de um endereço físico.

RDSI

Rede digital de serviços integrados, ou ISDN (Integrated Services Digital Network). Rede de 12, 60
telecomunicações digital capaz de transportar indistintamente sinais integrantes de
diversos serviços. Presta serviços de até 2 Mbps em que é utilizada a rede de pares
metálicos até o assinante.

RDSI-FL

Rede Digital de Serviços Integrados de Faixa Larga, ou B-ISDN (Broadband Integrated RDSI
Services Digital Network). Rede de alta velocidade que suporta o tráfego de todo tipo de
serviço (voz, dados e vídeo) a taxas acima de 2 Mbps. É uma evolução da RDSI
(ISDN). O ITU-T escolheu o ATM como transporte para essa rede.

RFC

(Request for Comments) Série de documentos que descreve a suíte de protocolos Internet. 5
Nem todas as RFCs descrevem padrões Internet, mas todos os padrões Internet são
escritos como RFCs.

RIP

(Routing Information Protocol) Algoritmo para roteamento utilizado na Internet. As tabelas 45
do roteamento RIP são construídas dinamicamente.

Roteador

(router ou gateway) Dispositivo de conexão e de chaveamento entre redes. A decisão de 5, 33, 48
chaveamento é baseada em informação de camada de rede e tabelas de roteamento,
geralmente construídas por protocolos específicos.

Roteador
Padrão

(gateway default) Em uma rede local, o roteador padrão é o dispositivo para onde o 48, 50
TCP/IP envia pacotes destinados a redes remotas.

Router

(roteador).

SDH

(Synchronous Digital Hierarchy) Hierarquia Digital Síncrona. Abreviatura mantida na SONET/SDH
linguagem técnica para se referir a sistemas da hierarquia digital síncrona. É um padrão
de transporte de informações em redes digitais.

SLIP

(Serial Line Internet Protocol) Protocolo usado para transportar pacotes sobre linhas seriais, 60
por exemplo, na conexão entre dois computadores via modem e linha telefônica, ou via
cabo RS-232. Outro protocolo utilizado para fins similares é o PPP.

SMTP

(Simple Mail Transfer Protocol) Principal protocolo da aplicação de correio eletrônico da 16, 30
Internet. Define como as mensagens são trocadas entre os servidores e entre os
servidores e os leitores de correio eletrônico.

Socket

(porta).

SONET/
SDH

(Syncrhonous Optical Network / Syncrhonous Digital Hierarchy) Hierarquia Digital Síncrona 60
sobre enlaces de fibra óptica.

SSH

(Secure Shell) Protocolo utilizado para acesso remoto a sistemas, similar ao Telnet, mas 21
considerado mais seguro por usa criptografia na transferência das informações de
autenticação.

64

Roteador

Porta

Store-and-forward Armazena e encaminha. Comumente refere-se aos roteadores da rede, onde um 5, 8
datagrama que chega em um enlace de entrada e armazenado e depois encaminhado a
um enlace de saída.
Switch

Dispositivo capaz de comutar o tráfego em uma rede local. Fisicamente é similar a um 65
hub, mas na prática, reduz o domínio de colisões na rede local, aumentando sua
eficiência.
74

P R O T O C O L O S

D E

E N L A C E

E

R E D E S

L O C A I S

TCP

(Transmission Control Protocol) É um protocolo de transporte padronizado para a 8, 17, 24, 37
interligação de redes baseadas em IP. Operando no topo do IP, é um protocolo
orientado à conexão, responsável pela multiplexação de aplicações, garantindo a
confiabilidade da ligação extremo a extremo, possuindo ainda controle do fluxo e
congestionamento.

TCP/IP

(Transmission Control Protocol / Internet Protocol) Conhecido como o conjunto de protocolos 4, 21, 33
da Internet, que combina o TCP e o IP.

TDM

(Time Division Multiplex) Multiplexação por divisão em tempo. Sistema de multiplexação 61
no qual um canal é constituído, intermitentemente, a intervalos de tempo regulares
através de uma distribuição automática, a um canal comum.

Telnet

(emulação de terminal via rede) Protocolo padrão da Internet para o serviço de acesso 21, 22, 35, 39
remoto.

Time-out

Evento que ocorre quando um dispositivo de rede espera uma resposta de outro 40, 41
dispositivo de rede, mas não a obtém dentro de um intervalo especificado de tempo.

Time-to-live

(TTL) Tempo de sobrevida, indica o tempo de vida do datagrama, após o qual o mesmo 46
é descartado.

Top-down

(“de cima para baixo”) Que inicia a partir do topo e depois vai descendo pelos níveis i, 53
inferiores.

Traceroute

Aplicativo capaz de traçar a rota que liga um host a outro host na Internet.

UDP

(User Datagram Protocol) Protocolo padrão da Internet de camada de transporte. É um 8, 17, 24, 36
protocolo não orientado à conexão e sem transferência de dados garantida.

UNIX

Sistema operacional multiusuário desenvolvido na década de 1960 e ainda hoje bastante 26, 28
utilizado, principalmente em provedores de serviços para a Internet.

Upload

Transferência de arquivo de um computador para um computador remoto via rede.

Upstream

Fluxo de dados sendo transferido em um enlace de um computador a um computador 12
remoto.

URL

(Uniform Resource Locator) Endereço para localização e identificação de informações na 24
Web. Contém informação do nome de domínio do servidor e caminho usado para
especificar a localização de um documento.

VoIP

Voz sobre IP. Técnica de transmissão do sinal de voz do sistema telefônico sobre a 21
Internet.

WAN

(Wide Area Network) Rede geograficamente distribuída. Rede que cobre uma grande área 4
geográfica, podendo constituir-se de várias redes locais interligadas. A Internet é uma
WAN.

Web

Literalmente significa teia, em geral refere-se a conhecida aplicação Internet para acessar 4, 21
hipertextos em formato HTML onde os usuários podem criar, editar ou ler, através de
um navegador de documentos.

WWW

(World Wide Web) O mesmo que Web. .

21, 24

X-25

Tipo de técnica orientada a conexão para comunicação de dados e pacotes.

10, 60

75

53

27

Referências Bibliográficas
KUROSE, J. F. e ROSS, K. W. Computer Networking: A top down approach
featuring the Internet, Addison Wesley, 2001. (Principal referência, disponível com Prof.
Cantú)

KUROSE, J. F. e ROSS, K. W. Redes de Computadores e a Internet: Uma nova
abordagem, Addison Wesley, São Paulo, 2003. (Biblioteca CEFET-SJ - Reserva)
TANENBAUM, A. Redes de Computadores, 3o Edição, Campus, 1996. (Biblioteca
CEFET-SJ)

SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; COLCHER, Ségio. Redes de
Computadores – Das LANs, MANs e WANs às Redes ATM, Editora Campos,
Rio de Janeiro, 1995. (Biblioteca CEFET-SJ)
COMER, D. E. Interligação em rede com TCP/IP, Vol 1 – Princípios,
protocolos and arquitetura, trad. da 3o Edição, Campus, 1998. (Biblioteca CEFET-SJ)
COMER, D. E. Redes de Computadores e Internet, 2o Edição, Bookman, 2001.
(Biblioteca CEFET-SJ - Reserva)

PETERSON, L. L. e DAVIE, B. S. Computer Networks: A systems approach,
Morgan Kaufmann, 2nd Edition, 2000. (Disponível com Prof. Cantú)

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