TCP/IP
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TCP/IP

O Transmission Control Protocol e o Internet Protocol (TCP/IP) é um conjunto padrão de protocolos desenvolvido nos finais dos anos 70 pelo Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) como forma de comunicação entre diferentes tipos de computadores e redes de computadores. O TCP/IP é a força impulsionadora da Internet, e como tal este é o conjunto de protocolos mais populares da Terra.

Introdução ao TCP/IP

Os dois componentes do protocolo TCP/IP lidam com diferentes aspectos das redes de computadores. O Internet Protocol, o "IP" do TCP/IP é um protocolo independente da conexão que lida apenas com o encaminhamento de pacotes na rede utilizando o IP datagram como a unidade básica de informação na rede. O datagrama IP consiste num cabeçalho seguido de uma mensagem. O Transmission Control Protocol é o "TCP" do TCP/IP e permite aos computadores da rede estabelecer ligações que podem ser utilizadas para intercâmbio de séries de dados. O TCP também garante que os dados entre ligações são entregues e chegam a um computador da rede pela mesma ordem em que foram enviados de outro computador da rede.

Configuração de TCP/IP

A configuração do protocolo TCP/IP consiste em vários elementos que devem ser ajustados editando os ficheiros apropriados, ou aplicando soluções tais como o servidor Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) que por sua vez pode ser configurado para fornecer as configurações de TCP/IP correctas ao cliente, automaticamente. Os dados desta configuração devem ser ajustados correctamente por forma a facilitar o correcto funcionamento na rede do seu sistema Ubuntu.

Os elementos da configuração comum do TCP/IP e as suas finalidades são as seguintes

  • Endereço IP O endereço IP é um identificador único apresentado como quatro números decimais limitados entre zero (0) e duzentos e cinquenta e cinco (255), separados por pontos (.), cada um dos quatro números reprensenta oito (8) bits do endereço, para um comprimento total do endereço de trinta e dois (32) bits. Este formato é chamado dotted quad notation.

  • Netmask A Máscara de Sub-rede, (ou simplesmente netmask é uma máscara de bits, ou um conjuntos de marcas que separam as partes do endereço IP significativas para a rede, das significativas para a sub-rede. Por exemplo, numa rede classe C, a máscara de rede padrão é 255.255.255.0 o que mascára os três primeiros bytes do endereço IP e permite que o último byte se mantenha disponível para indicar os computadores na sub-rede.

  • Endereço de Rede O Endereço de Rede representa os bytes correspondentes a porção relativa à rede de um endereço IP. Por exemplo, a máquina 12.128.1.2 numa rede da Classe A que utilize o 12.0.0.0 como endereço de rede, utiliza o doze (12) para representar o primeiro byte do endereço IP, (parte relativa à rede) e zeros (0) em todos os três bytes restantes para representar potenciais endereços de máquinas. Máquinas numa rede utilizando os endereços IP privados como o 192.168.1.100, muito comuns, utilizariam por sua vez um Endereço de Rede 192.168.1.0, que especifica os primeiros três bytes de uma rede da Classe C 192.168.1 e zero (0) para todos os possíveis endereços de máquinas na rede.

  • Endereço de Difusão O Endereço de difusão Broadcast Address é um endereço que permite o envio de dados da rede para todos os computadores de uma sub-rede simultaneamente, em vez de especificar um computador em particular. O endereço de difusão padrão para redes IP é 255.255.255.255, mas este endereço de difusão não pode ser utilizado para enviar uma mensagem para todos os computadores na Internet porque os routers o bloqueiam. Por exemplo, para o popular IP de redes privadas Classe C 192.168.1.0, o endereço de difusão deve ser configurado como 192.168.1.255. Mensagens de Difusão Broadcast Messages são habitualmente produzidas por protocolos de rede tais como o Address Resolution Protocol (ARP) e o Routing Information Protocol (RIP).

  • Porta de Ligação A Porta de Ligação Gateway, é o endereço IP pelo qual uma rede em particular ou um computador na rede pode ser alcançado. Se um computador da rede deseja comunicar com outro, e esse outro não está localizado na mesma rede, então uma porta de ligação tem que ser utilizada. Em muitos casos, o Endereço da Porta de Ligação será o de um router da mesma rede, que por sua vez fará a passagem do tráfego para outras redes ou computadores, tais como Servidores de Internet. O valor do endereço da Porta de Ligação tem que ser correcto, caso contrário o seu sistema não poderá comunicar com outros computadores fora da mesma rede.

  • Endereço dos Servidores de Nomes Os Endereços de Servidores de Nomes Nameserver Addresses representam os endereços IP dos sistemas dos Serviços de Nomes de Domínios Domain Name Service (DNS) que convertem (resolvem) o nome dos computadores em endereços IP. Existem três níveis de Endereços de Servidores de Nomes que podem ser especificados por ordem de precedência: O Servidor de Nomes Primário, o Servidor de Nomes Secundário e o Servidor de Nomes Terciário. Para que o seu sistema tenha capacidade de converter os nomes dos computadores nos respectivos endereços IP, tem que especificar Endereços de Servidores de Nomes válidos, para os quais tenha permissões para utilizar na configuração TCP/IP do seu sistema. Em muitos casos estes endereços podem ser, e são, fornecidos pelo seu fornecedor de serviços de rede, mas existem muitos servidores de nomes de acesso público e gratuito, tais como os servidores de nível 3 (Verizon) com endereços IP desde 4.2.2.1 até 4.2.2.6 .

    Dica

    O endereço IP, máscara de rede Netmask, endereço da rede Network Address, endereço de difusão Broadcast Addresse o endereço da porta de ligação Gateway Address são geralmente especificados através de directivas apropriadas no ficheiro /etc/network/interfaces . Os Endereços dos Servidores de Nomes Nameserver Addresses são geralmente especificados através das directivas nameserver no ficheiro /etc/resolv.conf . Para mais informação, consulte a página do manual do sistema para interfaces ou resolv.conf respectivamente, introduzindo os seguintes comandos na linha de comandos:

    Aceda à página do manual de sistema para interfaces com o seguinte comando:

    man interfaces
    

    Aceda à página do manual de sistema para resolv.conf com o seguinte comando:

                    
                      
                        man resolv.conf
                      
                    
                  

Encaminhamento IP

O encaminhamento de IP IP Routing é a forma de especificar e descobrir caminhos numa rede TPC/IP pelos quais os dados da rede podem ser enviados. O encaminhamento utiliza um conjunto de tabelas de encaminhamento routing tables para dirigir o envio de pacotes de dados da rede desde a sua origem até ao seu destino, frequentemente através de muitos nós de rede intermediários conhecidos como routers. O Encaminhamento de IP é a principal forma de descobrir caminhos na Internet. Existem duas formas principais de Encaminhamento de IP: Encaminhamento Estático Static Routing e Encaminhamento Dinâmico Dynamic Routing.

O encaminhamento estático implica a adição manual de rotas IP às tabelas de encaminhamento do sistema, e isto é feito habitualmente manipulando as tabelas de encaminhamento com o comando route. O encaminhamento estático goza de muitas vantagens sobre o encaminhamento dinâmico, como a simplicidade de implementação em redes pequenas, previsibilidade (a tabela de encaminhamento é sempre calculada previamente, e como tal o caminho é exactamente o mesmo cada vez que é utilizado) e pouca sobrecarga dos outros routers e ligações de rede devido à falta de um protocolo de encaminhamento dinâmico. No entanto, o encaminhamento estático também possui algumas desvantagens. Por exemplo, o encaminhamento estático está limitado a pequenas redes e não possui uma boa escalabilidade. O encaminhamento estático também falha por completo a adaptação a quebras da rede e a falhas ao longo do caminho, devido à natureza fixa da mesma.

O Encaminhamento Dinâmico depende de redes grandes, com múltiplas rotas IP possíveis desde a origem até ao destino, e utiliza protocolos de encaminhamento especiais, tais como o Protocolo de Informação de Rotas Router Information Protocol (RIP), que maneja os ajustes automáticos das tabelas de encaminhamento que tornam o encaminhamento dinâmico possível. O encaminhamento dinâmico tem várias vantajens sobre o encaminhamento estático, tais como uma maior escalabilidade e a capacidade para se adaptar a falhas e quebras ao longo dos caminhos da rede. Adicionalmente, são necessárias menos configurações manuais das tabelas de encaminhamento, dado que os routers aprendem uns com os outros acerca da sua existência e dos caminhos (rotas) possíveis. Isto também elimina a possibilidade de introduzir erros nas tabelas de encaminhamento por erro humano. No entanto o encaminhamento dinâmico não é perfeito, e apresenta desvantagens como sejam, maior complexidade e sobrecarga adicional nas comunicações dos routers, o que não beneficia os utilizadores finais, e ainda consome largura de banda.

TCP e UDP

O TCP é um protocolo baseado na ligação, e oferece correcção de erros e a garantia de entrega de dados através daquilo que é conhecido como controlo de fluxo flow control. O controlo de fluxo determina quando é necessário parar o envio de dados, e reenviar dados já enviados devido a problemas, como por exemplo colisões, isto assegura a completa e correcta entrega dos dados. O TCP é tipicamente utilizado para troca de informações importantes como sejam as transacções de bases de dados.

O Protocolo de Datagrama do Utilizador User Datagram Protocol (UDP), por outro lado, é um protocolo independente da ligação connectionless que raramente lida com a transmissão de dados importantes, dado que não possui controlo de fluxo ou qualquer outro método que assegure uma entrega fiável dos dados. O UDP é habitualmente utilizado em aplicações como a transmissão de áudio e vídeo, visto ser consideravelmente mais rápido que o TCP, exactamente por não ter a correcção de erros e o controlo de fluxo, e em que a perda de alguns pacotes não é catrastófica.

ICMP

O Protocolo de Controlo de Mensagens da Internet Internet Control Messaging Protocol (ICMP) é uma extensão do Internet Protocol (IP) tal como definido no Request For Comments (RFC) #792 e suporta pacotes de rede que contenham informação de controlo, de erros e de mensagens. O ICMP é utilizado por aplicações de rede como o utilitário ping, que pode determinar a disponibilidade de um computador ou dispositivo de rede. Exemplos de algumas mensagens de erro devolvidas pelo ICMP que são úteis para computadores da rede ou dispositivos como os routers, incluem Destination Unreachable and Time Exceeded.

Serviços

Serviços Daemons são aplicações especiais do sistema que funcionam de forma contínua na rectaguarda e que aguardam pedidos para as funções que fornecem vindos das outras aplicações. Muitos serviços são centrados na rede; isto é, um grande número de serviços executados na rectaguarda de um sistema Ubuntu pode fornecer funcionalidades relacionadas com a rede. Alguns exemplos desses serviços de rede incluem o Hyper Text Transport Protocol Daemon (httpd), que fornece a funcionalidade de um servidor web; o Secure SHell Daemon (sshd), que fornece acesso remoto seguro e a capacidade de transferência de ficheiros; e o Internet Message Access Protocol Daemon (imapd), que fornece serviços de correio electrónico.

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