1 Protocolos

1 Protocolos
O processo de comunicação humana, pode apresentar um certo grau de incerteza na
medida que para a compreensão das informações, em muitos casos, dependemos de um
conhecido anterior do ouvinte, de modo, a fazer sentido o que foi dito. Nos casos de
desconhecimento, o ouvinte pode imaginar um sentido para o que foi dito e confirmar
como válida a informação.
Quando o ouvinte, pergunta alguma coisa sobre o assunto abordado, é possível saber
um verdadeiro grau de compreensão, e possibilita repetir o diálogo, ou refiná-lo de modo
a informação torna-se correta.
Nas transmissões de dados essa possibilidade de supor um sentido para a informação
não existe, os dados devem são claros, objetivos.
Nesse sentido de eliminar a inexatidão nas transmissões nos computadores, foram
desenvolvidos conjuntos de regras para a comunicação eletrônica.
Esses conjuntos de regras de comunicações eletrônicas foram chamados de Protocolos.
Esses protocolos definem onde as comunicações iniciam, terminam, seus comprimentos
máximos, o intervalo de tempo, que ocorrem, quais os possíveis erros, como corrigi-los
etc.
Existem protocolos para dados, para software e para hardware e as suas integrações
formam o que se denomina de Conjunto de Protocolos.
Os projetistas de hardware, os projetistas e desenvolvedores de sistemas operacionais,
gerenciadores de banco de dados e softwares aplicativos, ao adotarem esses conjuntos
de protocolos para seus produtos, os indicam pela expressão suporta determinado
conjunto de protocolos.
A condição ideal seria a existência de um Conjunto de Protocolos Universal, que
facilitaria muito a nossa vida,mas isso não existe.
A nossa condição mais próxima é do ideal é a existência de produtos que suportam
vários conjuntos de protocolos.
Exemplo:
Um MoDem que emprega alguns conjuntos de protocolos de correção de erros
transmissão e de dados, alguns conjuntos de protocolos de compressão
dados.
Uma Placa Adaptadora de Rede ( NIC ) que suporta vários conjuntos
protocolos de redes tanto para compressão de dados, correção de erros
transmissão de dados etc.
Os elementos-chave dos protocolos são: a Sintaxe, a Semântica e a Temporização.
de
de
de
de
Sintaxe: especifica os níveis de sinais a serem usados e formato no qual os
dados serão enviados.
Semântica: cria a estrutura de informações necessárias para a coordenação
entre os equipamentos e o formato no quais os dados serão enviados.
Temporização: Inclui os ajustes de velocidades (com um equipamento mais
rápido transmitem para outro mais lento), e o seqüenciamento apropriado dos
dados nos caso de ocorrência de recepção fora de ordem.
Esses desenvolvimentos de conjuntos de protocolos, são normalmente desenvolvimentos
proprietários de um fabricante, que os adota nos seus produtos. Outros fabricantes
podem desenvolver produtos semelhantes, para seus produtos e, na medida que um
órgão formal de padronização cria um grupo de trabalho, os fabricantes se reúnem e
estabelece-se um Padrão Formal para esses elementos. Esse padrão sendo homologado
por um órgão oficial como o ANSI ( EUA ), a ISO ( Internacional ), transformando esse
padrão num Padrão de Direito.
Outros padrões estabelecem-se pela aceitação do mercado, mesmo que seja proprietário
de um único fabricante, isso caracteriza num chamado Padrão de Fato.
Um Padrão de Fato pode se candidatar a ser um Padrão de Direito, bastando que um
grupo formal como o IEEE, proponha esse tipo projeto.
Para o usuário não é necessário o domínio de como e porque esse protocolo trabalha,
basta saber item de facilidade de configuração, riscos de segurança que esses conjuntos
de protocolos possam oferecer, quão popular é essa tecnologia no mercado.
1.1 Protocolos nas Redes de Computadores
A busca pela padronização dos conjuntos de protocolos para as redes locais, acabou por
promover uma iniciativa da ISO, o desenvolvimento de um modelo organizado em
Camadas, nas quais ocorreriam as atividade das redes.
Esse modelo em camadas, popularmente referido por “Bolo em Camadas” do modelo da
ISO. Esse modelo de referência, denominado Sistema Aberto de Intercomunicação
(Open System Interconnections), ou simplesmente modelo OSI da ISO.
1.1.1 Bolo em Camadas
Concebido em sete camas superpostas, esse modelo estabelece uma determinada
camada para trabalho, nos vários produtos de rede. Essas camadas são identificadas de
modo ascendente, sendo a camada da base a camada 1, chamada de “Camada Física”.
As demais camadas em ordem ascendente as seguintes: Camada de Link de Dados
(Camada 2), Camada de Rede (Camada 3), Camada de Transporte (Camada 4),
Camada de Sessão (Camada 5), Camada de Apresentação (Camada 6), Camada de
Aplicações (Camada 7).
Links
Figura 1 Modelo OSI da ISO
Nesse modelo quanto mais próximo do todo mais fácil a compreensão do usuário, a
medida que os dados vão descendo nos controles vão sendo adicionados aos dados. Na
camada Física os parâmetros são os de hardware: Tensão elétrica, Impedância,
intervalos de trabalho etc.
1.1.2 Camada de Aplicações
As camadas do topo do modelo são facilidades para os usuários, desde elementos do
sistema operacional até os aplicativos. Tarefas como compartilhamento de arquivos, filas
de impressão (spools), gerenciadores de mensagens, gerenciadores de Bancos de
Dados. Algumas funções como as transferências de arquivos, são funções da camada de
aplicações, porém, acabam trabalhando com funções da camada inferior.
1.1.3 Camada de Apresentação
Elementos de gráficos na tela, vídeo reverso, caracteres acentuados e outros recursos na
tela, para a entrada de dados, estamos trabalhando com a camada de apresentação. Ela
trata também da criptografia e dos formatos especiais de arquivos.
1.1.4 Camada de Sessão
Ela executa funções que permitem a comunicação entre duas aplicações ( ou conjuntos
da mesma aplicação) através da rede.
Essa camada controla aspectos das redes como segurança, reconhecimento de nomes,
de conexões, de administração etc.
1.1.5 Camada de Transporte
Os softwares da camada de transporte – camada 4 – executa muitas tarefas em comum
com a camada 3, mas apenas para o âmbito local. Todas as tarefas de manutenção da
qualidade dos dados, gravando dados em casos de falha da conexão, aguardando o
retorno da mesma. É ela a responsável pela interconexão de computadores de
arquiteturas e concepções diferentes, gerando uma formatação e ordenação compatível
com cada família de computador. O software mais popular da camada 4, foi o TCP
(Transmission Control Protocol), cuja compatibilização com o modelo OSI, ficou a cargo
do TP4. Esse procotolo é parte do TCP/IP, atualmente o protocolo mais popular, adotado
na Internet e nas instalações de rede locais com diferentes Sistemas Operacionais (MS
Windows, Linux, BSD, BeOS, MacOS, Unix® , Solaris etc).
Três produtos comuns, de software da camada de transporte, nas redes locais de PCs,
são: NetBIOS, IPX ( Internetwork Protocol Exchange da Netware) e o Named Pipes.
As aplicações que empregam esses protocolos para seus serviços são os Gateways das
redes locais.
1.1.6 Camada de Rede
As redes wan, apresentam várias maneira de transportar as seqüências (strings) dos
dados entre dois pontos geograficamente afastados. Qual rota adotar será uma resolução
da camada 3, do modelo OSI, e será avaliada por condições das linhas, velocidades,
prioridades de serviço entre outros fatores. O software da camada de rede será
encontrado nos roteadores (router), ponte-roteadores (brouter) e nos Chaveadores de
Camada 3 (switches L3).
1.1.7 Camada de Link de Dados
Após o estabelecimento eletrônico das comunicações (conexões físicas e elétricas)da
Camada Física, haverá o controle de fluxo de dados entre seu sistema e o próximo no
cabo. Organiza os dados em strings que formarão as mensagens a serem transmitidas.
É nela que serão recebidas as mensagens de confirmações de dados corretamente
enviados ou erros ocorridos. Os dados entre uma placa de rede e outra é
responsabilidade dessa camada. Essas funções de controle são desenvolvidas pelos
circuitos das nics, otimizando sua velocidade.
1.1.8 Camada Física
É representada pelas conexões e pela sinalização. As demais camadas a empregam
para se comunicarem. Os cabos TP, Coaxiais, os seriais (RS-232C), as fibra ótica fazem
parte dessa camada.
Aplicativo de
Software
LAN – Software Compatível
Correio Eletrônico , Processador de Texto, Base de Dados
7- Aplicação
Aplicativo de
Rede
6-Apresentação
Utilitário de
Conversão de
Dados
Shell de Rede Específicos e Softwares Gateway de Estação de Trabalho
5 -Sessão
SPX
4 - Transporte
Novell
Netware
IPX
PC
Lan
LAN
Manager
E A TR P
TR
E
3 - Rede
2 –Enlace de
Dados
NetBIOS
TR
DECnet
TCP/IP
DECnet
Pc/TCP Vines
E
E
AppleTalk
NFS
Tops
E
AppleShare
P
E
P
Rede
1 - Física
E=Ethernet; TR=Token Ring; A= Arcnet; P=PhoneNET
Fonte: Catálogo BlackBox 1999/2000
1.2 TCP/IP
É o protocolo universal, desenvolvido pelo Departamento de Defesa (DoD) dos EUA,
através de sua agência de desenvolvimentos avançados, DARPA. O DoD pagou para as
empresas que venderam computadores aos órgãos governamentais do EUA, o
desenvolvimento desse protocolo para seus produtos e, criou um laboratório de
homologação de novos produtos que fossem empregar o protocolo TCP/IP. Esse
protocolo aproveitou um projeto do MIT do EUA, o TCP(Transmission Control Protocol),
cuja função era gerenciar as transmissões de dados e , que foi aproveitado como infraestrutura para alguns serviços como SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), o FTP (File
Transfer Protocol), o Telnet (Terminal Emulator). A parcela IP, responsável pelos
endereçamentos, permitiu o desenvolvimento do roteamento dos dados, onde
dispositivos mediante avaliação de condições das linhas de transmissão poderiam
resolver qual a alternativa mais rápida e enviar os dados por ela.
O TCP/IP é anterior ao Modelo OSI, e foi desenvolvido também num modelo em
camadas, composto por 4 camadas: Camada de Enlace; Camada de Rede; Camada de
Transporte; Camada de Aplicação.
Camada de Aplicação
Camada de Transporte
Camada de Rede
Camada de Enlace
Tabela 1
A versão atual do TCP/IP é o IPV4, que trabalho com 4 campos de 3 dígitos entre 0 e
255, não empregando na identificação nem 0 e 255, portanto de 1 a 254. Esse numero de
IP, é apresentado em quatro campos de três dígitos separados por ponto.
IPV4 = XXX. XXX . XXX . XXX
Como tudo em informática, esses números serão convertidos em binários, assumindo
cada campo decimal, uma série de oito bits (essa serie de oito dígitos recebe a
nomenclatura de Octectos, assim, cada campo de três dígitos decimais, são
representados por 4 octetos), cuja representação binária será uma string de 32 bits.
As redes IP receberam uma divisão em classes, ao todo, 5 classes, e de acordo com a
numeração do primeiro campo, podemos saber a qual das classes a rede pertence. De
acordo com a classe varia a capacidade de endereços das redes, quanto menor o
numero maior capacidade.
Classes
Endereços IP
Número de Endereços na Rede
A
1.0.0.0 até 126.0.0.0
16.777.216
B
128.0.0.0 até 191.255.0.0
65.536
C
192.0.0.0 até 223.255.255.0
256
D
224.0.0.0 até 239.255.255.255
Multicast
E
240.0.0.0 até 255.255.255.255
Multicast Reservado
1.2.1 Classe Localhost ou Loopback
Alguns número não são empregados nas redes de IP válidos, a classe 127, é reservada
para teste de “loopback”, que seria a possibilidade de chamar a si própria, numa espécie
de endereço local (localhost), cujo IP é o 127.0.0.1. Uma aplicação-cliente pode adota-lo
para testes.
1.2.2 Endereços privativos
Esses endereços não são registrados nos IP válidos, sendo reservados para as redes
locais privativas que necessitem de IP para seus computadores. São três faixas, uma
para cada classe ( A, B e C ).
Classe A : 10.0.0.0
a
Classe B : 172.16.0.0 a
Classe C: 192.168.0.0 a
10.255.255.255
172.31.255.255
192.168.255.255
1.3 Ipv6
O número de combinações do padrão IPv4 limita a expansão explosiva de redes que
necessitam de IP válidos, isto é, IPs fixos que permitem registros de Domínio na Internet.
Sabidamente esse limite já era esperado e a nova versão do IP já estabelecido é a
versão 6. Sua implantação iniciou em 2004 e tem o limite definido para 2014, sendo que
os EUA, já adotaram esse limite 2008 dentro do pais.
Esse padrão visa expandir os 32 bits do IPv4 para 128 bits do IPv6, sendo sua
identificação composta por 8 campos separados por 2 pontos, contendo cada campo 4
digitos hexadecimais (0 a 9 + A a F = 16 dígitos).
XXXX : XXXX : XXXX : XXXX : XXXX : XXXX : XXXX : XXXX
2 Protocolo IPX/SPX
O protocolo Novell IPX/SPX ou Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet
Exchange é um protocolo proprietário desenvolvido pela Novell, variante do protocolo
"Xerox Network Systems" (XNS). É um protocolo proprietário da Novell, que opera na
camada de rede.
IPX é o protocolo nativo do Netware - sistema operacional cliente-servidor que fornece
aos clientes serviços de compartilhamento de arquivos, impressão, comunicação, fax,
segurança, funções de correio eletrônico, etc.; não é orientado a conexão.
O IPX/SPX tornou-se proeminente durante o início dos anos 80 como uma parte
integrante do Netware, da Novell. O NetWare tornou-se um padrão de facto para o
Sistema Operativo de Rede (SOR), da primeira geração de Redes Locais. A Novell
complementou o seu SOR com um conjunto de aplicações orientadas para negócios, e
utilitários para conexão das máquinas cliente.
A diferença principal entre o IPX e o XNS está no uso de diferentes formatos de
encapsulamento Ethernet. A segunda diferença está no uso pelo IPX do "Service
Advertisement Protocol" (SAP), protocolo proprietário da Novell.
O endereço IPX completo é composto de 12 bytes, representado por 24 dígitos
hexadecimais. Por exemplo: AAAAAAAA 00001B1EA1A1 0451 IPX External Node
Number Socket Network Number Number.
Por sua vez, o SPX ou Sequencial Packet Exchange é um módulo do NetWare DOS
Requester que incrementa o protocolo IPX mediante a supervisão do envio de dados
através da rede. SPX é orientado a conexão.
O SPX verifica e reconhece a efetivação da entrega dos pacotes a qualquer nó da rede
pela troca de mensagens de verificação entre os nós de origem e de destino. A
verificação do SPX inclui um valor que é calculado a partir dos dados antes de transmitilos e que é recalculado após a recepção, devendo ser reproduzido exatamente na
ausência de erros de transmissão.
O SPX é capaz de supervisionar transmissões de dados compostas por uma sucessão
de pacotes separados. Se um pedido de confirmação não for respondido dentro de um
tempo especificado, o SPX retransmite o pacote envolvido. Se um número razoável de
retransmissões falhar, o SPX assume que a conexão foi interrompida e avisa o operador.
O protocolo SPX é derivado do protocolo Novell IPX com a utilização do "Xerox Packet
Protocol".
Como o NetBEUI, o IPX/SPX é um protocolo relativamente pequeno e veloz em uma
LAN. Mas, diferentemente do NetBEUI , ele suporta roteamento. O IPX/SPX é derivado
do XNS.
A Microsoft fornece o NWLink como sua versão do IPX/SPX. É um protocolo de
transporte e é roteável.
(Obtido em "http://pt.wikipedia.org/wiki/IPX/SPX")
3 NetBUI
NetBEUI é um acrônimo para NetBIOS Extended User Interface (Interface de Usuário
Estendida NetBIOS). Ele é uma versão melhorada do protocolo NetBIOS usado por
sistemas operacionais de rede tais como LAN Manager, LAN Server, Windows for
Workgroups, Windows 95 e Windows NT.
A Systek desenvolveu o NetBIOS para a IBM PC Network. NetBEUI foi estendida pela
IBM para seu PC LAN Program e a Microsoft para o MS-NET em 1985. Mais tarde em
1987 a Microsoft e a Novell o estenderam para seus sistemas operacionais de rede LAN
Manager e Netware.
No início e na terminologia da IBM o protocolo foi chamado NetBIOS. NetBEUI tem sido
trocado pelo TCP/IP nas redes modernas.
Ao contrário do TCP/IP, o NetBEUI foi concebido para ser usado apenas em pequenas
redes, e por isso acabou tornando-se um protocolo extremamente simples, que tem um
bom desempenho e não precisa de nenhuma configuração manual, como no TCP/IP.
Em compensação, o NetBEUI pode ser usado em redes de no máximo 255 micros e não
é roteável, ou seja, não é permitido interligar duas redes com ele.
É possível manter o NetBIOS activo junto com o TCI/IP ou outros protocolos, neste caso
os clientes tentarão se comunicar usando todos os protocolos disponíveis.
Apesar de suas limitações, o NetBEUI ainda é bastante usado em pequenas redes, por
ser fácil de instalar e usar, e ser razoavelmente rápido.