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Rede de Computadores: Modelo de Referência TCP/IP

O Modelo de Referência TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet) é o modelo conceitual de rede que reúne um conjunto de protocolos. Ele foi desenvolvido pela DARPA na década de 60 para comunicação e compartilhamento de recursos entre computadores. Assim como o modelo de referência OSI, o modelo TCP/IP fornece diretrizes gerais para projetar e implementar protocolos de rede.

O TCP/IP foi usado na ARPANET e, mais tarde, em sua sucessora, a internet. A ARPANET era uma rede de pesquisa patrocinada pelo Departamento de Defesa nos Estados Unidos. Ela conectava universidades e instalações governamentais usando linhas telefônicas.

Diferente do OSI, o TCP/IP estabelece um modelo de quatro camadas. Essas camadas descrevem diferentes funções de rede e possuem seus próprios padrões e protocolos. São elas:

1 – Camada de Interface;

2 – Camada de Internet/Rede;

3 – Camada de Transporte;

4 – Camada de Aplicação.

Camadas TCP/IP
As camadas do modelo TCP/IP em relação ao modelo OSI

Como a pilha de protocolos TCP/IP foi desenvolvida antes da conclusão do modelo de referência OSI, esses protocolos não mapeiam perfeitamente as várias camadas do modelo.

O que é um protocolo?

Protocolo, em ciência da computação, pode ser definido como um conjunto de regras ou diretrizes estabelecidas a partir de um ato oficial.

Camadas do Modelo de Referência TCP/IP

1 – Camada de Interface

A camada de interface abrange a camada enlace de dados e a física do modelo OSI. Ela define detalhes de como os dados são enviados fisicamente através da rede. Além disso, a camada fornece também o controle de fluxo e confiabilidade de conexão à medida que os dados são transferidos de um emissor para um receptor.

O TCP/IP não especifica nenhum protocolo nesta camada. Contudo, pode usar quase qualquer interface de rede disponível desde que possibilite o envio e recebimento de pacotes. Isso torna esta camada incrivelmente flexível.

Dependendo da bibliografia, a camada interface recebe diferentes nomes. Portanto, é normal que haja diferentes referências com host to host, inter-redes, etc.

 

2 – Camada de Internet

A camada de internet é responsável pelo roteamento e controle de tráfego, fragmentação e endereçamento lógico. Seu trabalho é permitir aos hosts inserir pacotes em qualquer rede e mandá-los para entregar de forma independente até o destino. No lado do destino, os pacotes de dados podem aparecer em uma ordem diferente da que foi enviada. No entanto, cabe as camadas mais altas para reorganizá-las para entregá-las a aplicativos de rede apropriados que operam na camada de Aplicação.

Os principais protocolos da camada internet são:

  • IP (Internet Protocol) – é um protocolo roteável responsável pelo endereçamento IP, o roteamento e a fragmentação e remontagem de pacotes;
  • ARP (Address Resolution Protocol) – é responsável pela resolução do endereço da camada da Internet para o endereço da camada da Interface de rede, como um endereço de hardware;
  • ICMP (Internet Control Message Protocol) – é responsável por fornecer funções de diagnóstico e erros de relatório devido à entrega malsucedida de pacotes IP;
  • IGMP (Internet Group Management Protocol) – é responsável pelo gerenciamento de grupos de multicast IP.

 

3 – Camada de Transporte

Assim como a camada de transporte do modelo OSI, esta camada é responsável pelo serviço de transporte confiável de dados. As funções incluem segmentação de mensagens, reconhecimento, controle de tráfego, multiplexação de sessão, detecção e correção de erros (reenvio) e reordenação de mensagens.

A camada de transporte é implementada nos hospedeiros, mas não nos roteadores, portanto, ela estabelece uma comunicação lógica de fim a fim.

O serviço de transporte é transparente aos usuários, sistemas e aplicações e os mantem isolados das camadas inferiores, eliminando assim, a preocupação com os detalhes da infraestrutura física utilizada.

Entre os protocolos da camada, os mais conhecidos são:

  • TCP (Transmission Control Protocol) – este protocolo está diretamente relacionado à confiabilidade. Orientado à conexão, os dados enviados por meio deste protocolo serão rastreados e verificados para garantir a integridade na entrega. O TCP também cuida do controle de fluxo, impedindo que um transmissor rápido sobrecarregue um receptor lento com um volume de mensagens maior do que ele pode suportar;
  • UDP (User Data Protocol) – é um protocolo mais simples e menos confiável. Por não ser orientado a conexão, não há verificação de envio ou recebimento. Os aplicativos que usam UDP, devem fornecer sua própria integridade de ponta a ponta, controle de fluxo e controle de congestionamento.  Normalmente, o UDP é usado por aplicativos que precisam de um mecanismo de transporte rápido e podem tolerar a perda de alguns dados.

 

4 – Camada de Aplicação

A camada de Aplicação fornece a interface do usuário para os vários protocolos e aplicativos que acessam a rede, e lida com transferência de arquivos, autenticação remota para outros nós, funcionalidade de e-mail e monitoramento de rede.

Os protocolos mais conhecidos dessa camada são:

  • DNS (Domain Naming System) – mapeia os nomes de hosts para seus respectivos endereços de rede;
  • HTTP (Hypertext Transfer Protocol) – protocolo usado para buscar páginas na World Wide Web;
  • Telnet – é um protocolo da Internet que permite obter uma interface de terminais e aplicações pela Internet;
  • SSH (Secure Shell ou Terminal Seguro) – é um protocolo seguro de rede que permite administrar outros computadores remotamente;
  • FTP (File Transfer Protocol) – protocolo de transferência de arquivos. Ele define a maneira pela qual os dados devem ser transferidos numa rede TCP/IP;
  • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – é um protocolo de correio eletrônico. Ele permite transferir o e-mail de um servidor para outro, em conexão ponto a ponto.
  • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) – protocolo utilizado em redes de computadores que permite aos computadores obterem um endereço IP automaticamente;
  • RDP (Remote Desktop Protocol) – protocolo que permite que um usuário se conecte a um computador rodando o Microsoft Terminal Services .

 

Referências sobre o Modelo de Referência TCP/IP

Livros:

  • Andrew S Tanenbaum – Rede de Computadores 4ª Ec.

Websites:

http://www.omnisecu.com/tcpip/tcpip-model.php

http://www.pearsonitcertification.com/articles/article.aspx?p=1804869

http://ecomputernotes.com/computernetworkingnotes/multiple-access/tcpip-reference-model

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