TCP/IP
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TCP/IP

O Transmission Control Protocol e o Internet Protocol (TCP/IP) são um conjunto podrão de protocolos desenvolvidos no final dos anos 1970 pela Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) como uma forma de comunicação entre diferente tipos de computadores e redes de computadores. TCP/IP é a força motora da Internet, e é portanto o mais popular conjunto de protocolos da Terra.

Introdução ao TCP/IP

Os dois protocolos componentes do TCP/IP lidam com diferentes aspectos da computação em rede. Internet Protocol, o "IP" do TCP/IP é um protocolo de sem conexão que lida somente com o roteamento de pacotes da rede utilizando o datagrama de IPs como unidade básica das informações de rede. O datagrama do IP consiste de um cabeçaho seguido de uma mensagem. O TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão)

Configurando TCP/IP

A configuração do protocolo TCP/IP consiste em diversos elementos, que podem ser editados nos arquivos de configuração apropriados, ou optando-se por soluções como o servidor de DHCP (Protocolo de Configuração Dinâmica de Hosts), que por sua vez pode ser configurado para prover as configurações TCP/IP necessárias para cada cliente de rede automaticamente. Esses valores da configuração precisam ser definidos corretamente, de maneira que que facilite o funcionamento em rede do seu sistema Ubuntu.

Os elementos básicos de configuração do TCP/IP e seus objetivos são os seguintes:

  • Endereço IP O Endereço de IP é uma string de identificação única, expressa em quatro números decimais, que vão de zero (0) à duzentos e cinquenta e cinco (255), separada por pontos, com cada um dos quatros números representado oito (8) bits do endereço, para um tamanho total de trinta e dois (32) bits para todo o endereço. Este formato é chamado de notação decimal com pontos.

  • Netmask A Máscara de Subrede (ou simplesmente netmask) é uma máscara de bits locais, ou alguns marcadores que separam porções de endereços IPs relacionados à uma rede de uma subrede. Por exemplo, na Classe C, a máscara padrão é 255.255.255.0, que mascara os primeiros três bytes do endereço IP e permite somente o último byte do endereços disponível para a alocação e especificação de hosts ou subredes.

  • Endereço de Rede O Endereço de rede representa os bytes compreendidos na porção de rede referente a um IP. Por exemplo, o host 12.128.1.2 da rede de Classe A, pode usar 12.0.0.0 como o Endereço de Rede, que usa o doze (12) para representar o primeiro byte de um endereço IP, (a parte de rede) e zeros (0s) em todos os outros três bytes restantes para representar os valores para hosts em potencial. Redes de hosts usando endereços IPs comuns como os privados e não distribuídos, como 192.168.1.100 pode então usar um endereço de rede como 192.168.1.0, que especifica os três primeiros bytes para a Classe C de rede 192.168.1 e zero (0) para todos os outros possíveis hosts da rede.

  • Endereço de Transmissão O Endereço de Transmissão é um endereço IP que possibilita dados de rede serem enviados simultaneamente para todos os hosts numa subrede, preferivelmente do que especificar um host particular da rede. O padrão genérico de endereço de transmissão para redes IP é 255.255.255.255, mas este endereço de transmissão não pode ser usado para enviar uma mensagem a cada host na Internet porque roteadores bloqueiam-no. Por exemplo, em um popular IP privado Classe C de rede, 192.168.1.0, o endereço de transmissão precisa ser configurado como 192.168.1.255. Transmissão de mensagens são tipicamente fruto de rede de protocolos tais como Address Resolution Protocol (ARP) e Routing Information Protocol (RIP).

  • Gateway AddressUm Gateway Address é o endereço IP direto de uma rede particular, ou host em uma rede, podendo se estender. Se uma rede de host não define-se ao comunicar com outra rede de host, e aquele host não é localizado em uma mesma rede, então um gateway deve ser usado. Em muitos casos, o Gateway Anddress será de um roteador na mesma rede, que vai habilitar o trafico de passagem em outras redes ou hosts, tais como Internet hosts. O valor definido a um Gateway Address deve ser correto, ou seu sistema não será capaz de alcançar nenhum host ligado na mesma rede.

  • Endereço do Servidor de Nomes Endereços de servidores de nome representam o endereço IP do sistema de Serviço de Nomes de Domínio (Domain Name Service - DNS), que resolve nomes de hosts de rede para endereços IP. Há três níveis de endereços de servidor de nomes, que podem ser especificados em ordem de precedência: O servidor de nomes Primário, o servidor de nomes Secundário e o servidor de nomes Terciário. Para que seu sistema possa resolver nome de hosts da rede para seus endereços IP correspondentes, você deve especificar um endereço de servidor de nomes válido o qual você esteja autorizado a utilizar na configuração de TCP/IP do seu sistema. Em muitos casos esses endereços podem e devem ser fornecidos pelo seu provedor de serviços de rede, mas há muitos servidores de nomes gratuitos e acessíveis publicamente, como os servidores Level3 (Verizon) com endereços de IP de 4.2.2.1 a 4.2.2.6.

    Dica

    O Endereço de IP, a Máscara de rede (netmask), o Endereço de rede, Endereço de broadcast, e o Endereço de Gateway são, em geral, especificados com as diretivas apropriadas no arquivo /etc/network/interfaces. O endereço do Servidor de Nomes (DNS) é em geral especificado pela diretiva nameserver no arquivo /etc/resolv.conf. Para maiores informações, veja a página de manual para interfaces ou resolv.conf respectivamente, com os seguintes comandos a serem digitados no terminal:

    Acesse o sistema de páginas de manual para interfaces com o seguinte comando:

    man interfaces
    

    Acesse o sistema de páginas de manual para resolv.conf com o seguinte comando:

                    
                      
                        man resolv.conf
                      
                    
                  

Roteamento IP

O roteamento IP é uma forma de especificar e descobrir caminhos em uma rede TCP/IP na qual as informações da rede serão enviadas.O roteamento usa um conjunto de tabelas de roteamento para direcionar o encaminhamento de pacotes de dados de rede da fonte para o destino, geralmente por meio de diversos nós de rede intermediários, conhecidos como roteadores. O Roteamento IP é o principal modo de descoberta de caminhos na Internet. Há duas formas primárias de roteamento, Estático e Dinâmico.

O roteamento estático envolve a adição manual de rotas de IP na tabela de roteamento do sistema, e é em geral feito com a manipulação da tabela atráves do comando route. O roteamento estático se beneficia de diversas vantagens se comparado ao roteamento dinâmico, como a simplicidade de implementação em redes menores, previsibilidade (a tabela é sempre computada previamente, portanto a rota é precisamente a mesma a cada vez que for usada), pouca carga em outros roteadores e conexões de rede, devido a falta de um protocolo de roteamento dinâmico. Entretanto, o roteamento estático tem algumas desvantagens. Por exemplo, o roteamento estático é limitado a rede pequenas e não tem uma boa escalabilidade. O roteamento estático também falha completamente em adaptar a rede quanto à interrupções e falhas ao longo da rota devido à natureza estática da mesma.

Roteamento Dinâmico depende de grandes redes com múltiplas possibilidade de rotas IP de uma fonte a um destino e faz uso de protocolos especiais de roteamento, tal como o Router Information Protocol (RIP), que manipula o ajuste automático para os protocolos da tabela de roteamento, e assim, fazer o roteamento dinâmico possível. Roteamento dinâmico tem sérias vantagens sobre roteamento estático, como escalabilidade superior e a capacidade de adaptação a falhas ou ocilações ao longo das rotas na rede. Adicionalmente, essa posição é inferior a configuração manual para a tabela de roteamento, desde que os roteadores aprendam sobre outro roteador, sua existencia e rotas possíveis. Esta peculiaridade também elimina a possibilidade de introduzir um erro em tabelas de roteamento por erro humano. Roteamento dinâmico não é perfeito, de qualquer modo, ele apresente desvantagens como alta complexidade e despesas gerais adicionais para a rede, que não beneficiam imediatamente os usuários finais, e ainda consome banda da rede.

TCP e UDP

TCP é um protocolo de conexão, oferecendo correção de erro e entrega garantida de dados via o que é conecido como controle de fluxo. O controle de fluxo determina quando o fluxo de certos dados devem ser parados, e previamente quais pacotes de dados devem ser re-enviados devido a problemas como colisões, por exemplo, deste modo assegurando a entrega exata e completa dos dados. TCP é tipicamente usado em trocas de informações importantes tal como transações de banco de dados.

O User Datagram Protocol (UDP), por outro lado, é um protocolo de conectividade que raramente lida com a transmissão de dados importantes porque falta controle de fluxo ou qualquer outro método para assegurar a entrega confiável dos dados. UDP comumente é usado em aplicações como áudio e vídeo, onde é consideravelmente mais rápido que TCP devido à falta de correção de erro e controle de fluxo, e onde a perda de alguns pacotes não é catastrófico, geralmente.

ICMP

O Internet Control Messaging Protocol (ICMP) é uma extensão do Internet Protocol (IP) como definido na Petição Para Comentários (RFC) #792 e apoia pacotes de rede contendo controle, erro, e mensagens de informação. ICMP é usado por aplicações de rede como a utilidade de ping, que pode determinar a disponibilidade de um host de rede ou dispositivo. Exemplos de mensagens de erro retornadas por ICMP que são útil a ambos hosts de rede e para dispositivos tal como roteadores, incluem Destino Inacessível e Tempo de Esperera Excedido.

Serviços

Daemons (serviços) são aplicações especiais do sistema que tipicamente executam continuamente em segundo plano e esperam requisições para as funções que eles fornecem a outras aplicações. Muitos daemons são rede-cêntrico; isso é, um grande número de daemons executando em segundo plano em um sistema Ubuntu podem fornecer funcionalidades a redes relacionadas. Alguns exemplos de daemons de rede incluem o Hyper Text Transport Protocol Daemon (httpd), que fornece funcionalidade de servidor de Internet; o Secure SHell Daemon (sshd), que fornece identificação (login) remota segura e capacidade de transferência de arquivo; e o Internet Message Access Protocol Daemon (imapd), que fornece serviços de correio eletrônico (e-Mail).

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