Conhecendo o TCP/IP - Conceitos Básicos.

O TCP/IP significa Transmission Crontrol Protocol/Internet Protocol e é um conjunto de protocolos de comunicação usados para interconectar dispositivos de rede na internet. TCP/IP também é usado como protocolo de comunicação em uma rede privada de computadores; uma intranet ou extranet.

O conjunto IP inteiro; um conjunto de regras e procedimentos; é comumente chamado de TCP/IP. TCP E IP são os dois protocolos principais, embora outros estejam incluídos no conjunto. O conjunto de protocolos TCP/IP funciona como uma camada de abstração entre aplicativos de internet e a estrutura de roteamento e comutação.

TCP/IP especifica como os dados são trocados pela internet, fornecendo comunicações de ponta a ponta que identificam como eles devem ser divididas em pacotes, endereçados transmitidos, roteados e recebidos no destino. TCP/IP requer pouco gerenciamento central e é projetado para tornar as redes confiáveis com capacidade de se recuperar automaticamente da falha de qualquer dispositivo na rede.

O protocolo de internet versão 4 (IPv4) é a versão primária usada na internet hoje. No entanto, devido a um número limitado de endereços, um protocolo mais novo conhecido como IPv6 foi desenvolvido em 1998 pela Internet Engineering Task Force (IETF). O IPv6 expande significativamente o conjunto de endereços disponíveis do IPv4 e está sendo progressivamente adotado.

Qual a diferença entre TCP e IP:

Os dois principais protocolos no conjunto IP atendem a funções específicas e têm inúmeras diferenças. As principais diferenças entre TCP e IP incluem o seguinte:

TCP:

• Ele garante uma entrega confiável e ordenada de pacotes através de redes.

• TCP é um protocolo de comunicação inteligente de nível superior que ainda usa IP com forma de transportar pacotes de dados, mas também conecta computadores, aplicativos, páginas da web e servidores da web.

• O TCP entende holisticamente todo o fluxo de dados que esses ativos exigem para operar e garante que todo o volume de dados necessários seja enviado na primeira vez.

• O TCP define como os aplicativos podem criar canais de comunicação em uma rede.

• Ele gerencia como uma mensagem é montada em pacotes menores antes de serem transmitidos pela internet e remontados na ordem correta no endereço de destino.

• O TCP opera na camada 4, ou camada de transporte, da Interconexão de Sistemas Abertos (Modelo OSI).

• TCP é um protocolo orientado à conexão, o significa que ele estabelece uma conexão entre o remetente e o destinatário antes de entregar os dados para garantir uma entrega confiável.

• Enquanto faz seu trabalho, o TCP também pode controlar o tamanho e a taxa de fluxo de dados. Ele garante que as redes estejam livres de qualquer congestionamento que possa bloquear o recebimento da dados. Um exemplo é um aplicativo que deseja enviar uma grande quantidade de dados pela internet. Se o aplicativo usasse apenas IP, os dados teriam que ser divididos em vários pacotes IP. Isso exigiria várias solicitações para enviar e receber dados, pois as solicitações IP são emitidas por pacote.

• Com TCP, apenas uma única solicitação para enviar um fluxo de dados inteiro é necessária; o TCP cuida do resto.

• O TCP executa verificações para garantir que os dados sejam entregues. Ele pode detectar problemas que surgem no IP e solicitar a retransmissão de quaisquer pacotes de dados que foram perdidos.

• O TCP pode reorganizar pacotes para que sejam transmitidos na ordem correta. Isso minimiza o congestionamento da rede ao evitar "gargalos de rede" causados por entregas de pacotes fora de ordem.

IP:

• IP é um protocolo de internet de baixo nível que facilita a comunicação de dados pela internet.

• O IP entrega pacotes de dados que consistem em um cabeçalho, que contém informações de roteamento, como a origem e o destino dos dados e a própria carga de dados.

• Ele define como endereçar e rotear cada pacote para garantir que ele chegue ao destino certo. Cada computador gateway na rede, verifica esse endereço IP para determinar para onde encaminhar a mensagem.

• O IP é limitado pela quantidade de dados que pode enviar. O tamanho máximo de um único pacote de dados IP, que contém tanto o cabeçalho quanto os dados, é entre 20 e 24 bytes. Isso significa que sequências maiores de dados devem ser divididas em vários pacotes de dados que devem ser enviados independentemente e, então, reorganizados na ordem correta.

• Ele fornece o mecanismo para entregar dados de um nó de rede para outro.

• O IP opera na Camada 3, ou camada de acesso à rede, do modelo OSI.

• IP é um protocolo sem conexão, o que significa que ele não garante a entrega nem fornece verificação e correção de erros.

Outros componentes em uma rede TCP/IP:

Outros componentes presentes em uma rede TCP/IP incluem máscaras de sub-rede, tradução de endereços de rede (NAT) e vários protocolos.

Uma máscara de sub-rede informa a um computador, ou outro dispositivo de rede, qual parte do endereço IP é usada para representar a rede e qual parte é usada representar hosts, ou outros computadores, na rede. Um NAT é a virtualização de endereços IP. Ele ajuda a melhorar a segurança e diminuir o número de endereços IP que uma organização precisa.

Os protocolos TCP/IP comuns incluem o seguinte:

• Protocolo de Transferência de Hipertexto. O HTTP gerencia a comunicação entre uma servidor web e um navegador web.

• HTTP Seguro. O HTTP Seguro gerencia a comunicação segura entre um servidor web e um navegador web.

• Protocolo de Transferência de Arquivos. O FTP lida com a transmissão de arquivos entre computadores.

• Sistema de Nomes de Domínio. O DNS traduz nomes de domínio em endereços de IP.

• Protocolo Simples de Transferência de E-mail. SMTP é usado para comunicações por e-mail e é responsável pela transmissão de e-mails entre servidores de e-mail.

• Protocolo de Datagrama de Usuário. UDP é um protocolo sem conexão que oferece entrega da dados mais rápida, mas menos confiável. É amplamente usado em aplicações em tempo real, como streaming de vídeo e jogos online.

Como funciona o TCP/IP:

O TCP/IP usa o modelo de comunicação cliente-servidor no qual um usuário ou máquina; um cliente recebe um serviço, como o envio de uma página da web, de outro computador; um servidor, na rede.

Coletivamente, o conjunto de protocolos TCP/IP é classificado como stateless, o que significa que cada solicitação de cliente é considerada nova porque não está relacionada a solicitações anteriores. Ser stateless libera caminhos de rede para que eles possam ser usados continuamente.

A camada de transporte em si, no entanto, é stateful. Ela transmite uma única mensagem e sua conexão permanece no lugar até que todos os pacotes em uma mensagem tenham sido recebidos e remontados no destino.

O modelo TCP/IP difere um pouco do modelo de rede OSI de sete camadas projetado depois dele. O modelo de referência OSI define como os aplicativos podem se comunicar em uma rede.

A Importância do TCP/IP:

TCP/IP é o conjunto de protocolos fundamental que permite a transferência de dados e a comunicação pela internet e outras redes. Ele não é proprietário e, como resultado, não é controlado por nenhuma empresa. Portanto, o conjunto IP pode ser modificado facilmente. Ele é compatível com todos os sistemas operacionais (Oses), então ele podese comunicar com qualquer outro sistema. O conjunto IP também é compatível com todos os tipos de hardware e redes de computadores.

TCP/IP é altamente escalável e, como um protocolo roteável, pode determinar o caminho mais eficiente pela rede. É amplamente usado na arquitetura atual da internet.

As 4 camadas do modelo TCP/IP:

A funcionalidade TCP/IP é dividida nas quatro camadas a seguir, cada uma das quais incluiu protocolos específicos:

1. Camada de aplicação: A camada de aplicação é a camada superior e fornece aos aplicativos troca de dados padronizada. Seus protocolos incluem HTTP, FTP, Post Office Protocol 3 (POP3), SMTP, DNS, Dynamic Host Configuration Protocol e SNMP. Na camada de aplicação, a carga útil são os dados reais do aplicativo.

2. Camada de transporte: A camada de transporte é responsável por manter comunicações de ponta na rede. O TCP manipula comunicações entre hosts e fornece controle de fluxo, multiplexação e confiabilidade. Os protocolos de transporte incluem TCP e User Datagram Protocol (UDP), que as vezes é usado em vez do TCP para propósitos especiais.

3. Camada de internet: A camada de internet, também chamada de camada de rede, lida com pacotes e conecta redes independentes para transportar os pacotes através dos limites da rede. Os protocolos da camada de rede são IP e Internet Control Message Protocol, que são usados para relatórios de erros.

4. Camada de link de rede: A camada de link de rede, também conhecida como camada de interface de rede ou camada de link de dados, consiste em protocolos que operam somente em um link; o componente de rede que interconecta nós ou hosts na rede. Os protocolos nesta camada mais baixa incluem Ethernet para redes locais e Address Resolution Protocol.

Empregos do TCP/IP:

O TCP/IP pode ser usado para as seguintes tarefas:

• Login remoto e transferência interativa de arquivos. O TCP/IP fornece login remoto pela rede para transferência interativa de arquivos para entregar e-mails e páginas da web pela rede.

• Acesso remoto a um sistema de arquivos. O TCP/IP fornece acesso remoto ao sistema de arquivos de um host de servidor, permitindo que os usuários acessem e gerenciem arquivos armazenados no servidor a partir de um local.

• Representa o fluxo de informações. TCP/IP é usado para representar como as informações mudam de forma à medida que viajam por uma rede da camada física concreta para a camada de aplicação abstrata. Ele detalha os protocolos básicos, ou métodos de comunicação, em cada camada à medida que as informações passam.

• Transmissão de dados de ponta a ponta. Descreve como as comunicações de ponta a ponta devem ser alcançadas dividindo os lados em pacotes, endereçando-os, transmitindo-os, roteando-os e recebendo-os nos destinos.

• Computação em nuvem. TCP/IP é usado em computação em nuvem para facilitar a comunicação entre serviços baseados em nuvem, aplicativos e máquinas virtuais. TCP/IP garante que os recursos e clientes da nuvem se comuniquem de forma confiável e segura pela internet.

Vantagens e Desvantagens do TCP/IP:

As vantagens de usar o modelo TCP/IP incluem o seguinte:

• Ajuda a estabelecer uma conexão entre diferentes tipos de computadores.

• Ele funciona independentemente do sistema operacional.

• O TCP/IP suporta muitos protocolos de roteamento.

• Ele usa uma arquitetura cliente-servidor altamente escalável.

• O TCP/IP pode ser operado de forma independente.

• Ele suporta vários protocolos de roteamento.

• É leve e não sobrecarrega desnecessariamente a rede ou computador.

Desvantagens do TCP/IP incluem o seguinte:

• É complicado de configurar e gerenciar.

• A camada de transporte não garante a entrega de pacotes.

• Não é fácil substituir protocolos em TCP/IP.

• Ele não separa claramente os conceitos de serviços, interfaces e protocolos, portanto não é adequado para novas tecnologias em novas redes.

• Ele é especialmente vulnerável a ataques de sincronização, que são um tipo de ataque de negação de serviço em que um agente mal-intencionado usa TCP/IP.

  
  

Modelo TCP/IP versus OSI

TCP/IP e OSI são os protocolos de rede de comunicação mais amplamente usados. A principal diferença entre os dois modelos é que OSI é um modelo conceitual que não é usado praticamente par comunicação. Em vez disso, ele define como os aplicativos podem se comunicar em uma rede. TCP/IP, por outro lado, é uma execução prática amplamente usada para estabelecer links e interação de rede.

Os protocolos TCP/IP estabelecem padrões nos quais a internet foi criada, enquanto o modelo OSI fornece diretrizes sobre como a comunicação deve ser feita. Portanto, TCP/IP, é um modelo mais prático.

Os modelos TCP/IP e OSI tẽm similaridades e diferenças. A principal similaridade está na maneira como são construídos para ambos usarem camadas, embora o TCP/IP consista em apenas quatro camadas, enquanto o modelo OSI consiste nas seguintes sete camadas:

Camada 7: A camada de aplicação, permite que o usuário; software ou humano; interaja com o aplicativo ou rede quando quiser ler mensagens, transferir arquivos ou participar de outras atividades relacionadas à rede.

Camada 6: A camada de apresentação traduz ou formata dados para a camada de aplicação com base na semântica ou sintaxe que o aplicativo aceita.

Camada 5: A camada de sessão configura, coordena e encerra conversas entre aplicativos.

Camada 4: A camada de transporte, transfere dados através de uma rede e fornece mecanismos de verificação de erros e controle de fluxo de dados.

Camada 3: A camada de rede, move dados para dentro e através de outras redes.

Camada 2: A camada de enlace de dados, lida com problemas que ocorrem como resultado de erros de transmissão de bits.

Camada 1: A camada física, transporta dados usando interfaces elétricas, mecânicas ou procedimentos.

Diferenças entre os modelos TCP/IP e OSI

A camada de aplicação é a camada superior tanto para o modelo TCP/IP quanto para o modelo OSI. Embora essa camada execute as mesmas tarefas em cada modelo, essas tarefas podem variar dependendo dos dados que cada uma recebe.

As funções executadas em cada modelo também são semelhantes porque cada um usa uma camada de rede e uma camada de transporte para operar. Os modelos TCP/IP e OSI são usados principalmente para transmitir pacotes de dados. Embora usem meios e caminhos diferentes, eles ainda alcançam seus destinos.

As semelhanças entre o modelo TCP/IP e o modelo OSI incluem o seguinte:

• Ambos são modelos lógicos.

• Eles definem padrões de rede.

• Eles dividem o processo de comunicação de rede em camadas.

• Eles fornecem estruturas para criar e executar padrões e dispositivos de rede.

• Eles permitem que um fabricante crie dispositivos e componentes de rede que podem coexistir e funcionar com dispositivos e componentes feitos por outros fabricantes.

As diferenças entre o modelo TCP/IP e o modelo OSI incluem o seguinte:

• O TCP/IP usa apenas uma camada; a camada de aplicação; para definir as funcionalidades das camadas superiores, enquanto o OSI usa três camadas; aplicação, apresentação e sessão.

• O TCP/IP usa uma camada;acamada física; para definir as funcionalidades das camadas inferiores, enquanto o OSI usa duas camadas; física e de link de dados.

• O tamanho do cabeçalho TCP/IP é de 20 bytes, enquanto o cabeçalho OSI é de 5 bytes.

• TCP/IP é um padrão orientado a protocolos, enquanto OSI é um modelo genérico baseado nas funcionalidades de cada camada.

• O TCP/IP segue uma abordagem horizontal, enquanto o OSI segue uma abordagem vertical.

• No TCP/IP, os protocolos foram desenvolvidos primeiro e depois o modelo. No OSI, o modelo foi desenvolvido primeiro e depois os protocolos em cada camada foram desenvolvidos.

• O TCP/IP ajuda a estabelecer uma conexão entre diferentes tipos de computadores, enquanto o OSI ajuda a padronizar roteadores, switches, placas-mãe e outros hardwares.

A história do TCP/IP

A Defense Advanced Research Projects Agency, o braço de pesquisa do Departamento de Defesa dos EUA, criou o modelo TCP/IP na década de 1970 para uso na Arpanet, uma rede de longa distância que precedeu a internet. O TCP/IP foi originalmente projetado para o sistema operacional Unix e foi incorporado a todos os sistemas operacionais que vieram depois dele. O modelo TCP/IP e seus protocolos relacionados agora são mantidos pelo IETF.