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Como o Protocolo TCP/IP Funciona - Parte 1


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Como o Protocolo TCP/IP Funciona - Parte 1

Camada Internet

Em redes TCP/IP cada computador é identificado com um endereço virtual único, chamado endereço IP. A camada Internet é responsável por adicionar um cabeçalho ao pacote de dados recebidos da camada de Transporte onde, entre outros dados de controle, será adicionado também o endereço IP de origem e o endereço IP de destino – isto é, o endereço IP do computador que está enviando os dados e o endereço IP do computador que deverá recebê-los.

A placa de rede de cada computador tem um endereço físico. Este endereço está gravado na memória ROM da placa de rede e é chamado endereço MAC. Dessa forma, em uma rede local se o computador A quiser enviar dados para o computador B, ele precisará saber o endereço MAC do computador B. Enquanto que em uma pequena rede local os computadores podem facilmente descobrir o endereço MAC de todos os PCs, esta não é uma tarefa tão simples em uma rede global como a Internet.

Se nenhum esquema de endereçamento virtual for usado, você precisa saber o endereço MAC do computador de destino, o que não é apenas uma tarefa complicada, mas também não ajuda no roteamento dos pacotes, já que este endereço não usa uma estrutura em árvore (em outras palavras, enquanto o endereçamento virtual usado na mesma rede terá endereços seqüenciais, com o endereçamento MAC o computador com o endereço MAC seguinte ao seu pode estar na Rússia).

Roteamento é o caminho que os dados devem usar para chegar ao destino. Quando você solicita dados de um servidor da Internet, por exemplo, este dado passa por vários locais (chamados roteadores) antes de chegar ao seu computador. Se você quiser ver com isto funciona, faça o seguinte: clique no menu Iniciar, Executar e digite Cmd. No prompt de comando digite tracert www.google.com. O resultados será o caminho entre seu computador e o servidor web do Google. Veja como os pacotes de dados passam através de diferentes roteadores antes de chegar ao destino. Cada roteador no meio do caminho é também conhecido como “salto” (“hop”).

Em todas as redes conectadas à Internet existe um dispositivo chamado roteador, que faz a ponte entre os computadores na sua rede local e a Internet. Todo roteador tem uma tabela contendo as redes conhecidas e também uma configuração chamada gateway padrão apontando para outro roteador na Internet. Quando seu computador envia um pacote de dados para a Internet, o roteador conectado à sua rede primeiro verifica se ele conhece o computador de destino – em outras palavras, o roteador verifica se o computador de destino está localizado na mesma rede ou em uma rede que ele conhece a rota. Se ele não conhecer a rota para o computador de destino, ele enviará o pacote para seu gateway padrão, que é outro roteador. Este processo é repetido até que o pacote de dados chegue ao seu destino.

Há vários protocolos que operam na camada Internet: IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet), ICMP (Internet Control Message Protocol, Protocolo de Controle de Mensagens Internet), ARP (Address Resolution Protocol, Protocolo de Resolução de Endereços) e RARP (Reverse Address Resolution Protocol, Protocolo de Resolução de Endereços Reversos). Os pacotes de dados são enviados usando o protocolo IP, e por isso que explicaremos o seu funcionamento.

O IP pega os pacotes de dados recebidos da camada de Transporte (do protocolo TCP se você está transmitindo dados como e-mails ou arquivos) e os divide em datagramas. O datagrama é um pacote que não contém nenhum tipo de confirmação de recebimento (acknowledge), o que significa que o IP não implementa nenhum mecanismo de confirmação de recebimento, isto é, ele é um protocolo não confiável.

Você deve notar que durante a transferência de dados o protocolo TCP será usado acima da camada Internet (ou seja, acima do IP) e o TCP implementa mecanismo de confirmação de recebimento. Portanto apesar de o protocolo IP não verificar se o datagrama chegou ao destino, o protocolo TCP fará esta verificação. A conexão será então confiável, apesar do IP sozinho ser um protocolo não confiável.

Cada datagrama IP pode ter um tamanho máximo de 65.535 bytes, incluindo seu cabeçalho, que pode usar 20 ou 24 bytes, dependendo se um campo chamado “opções” for usado ou não. Dessa forma os datagramas IP podem transportar até 65.515 ou 65.511 bytes de dados. Se o pacote de dados recebidos da camada de Transporte for maior do que 65.515 ou 65.511 bytes, o protocolo IP fragmentará os pacotes em quantos datagramas forem necessários

Na Figura 4 nós ilustramos o datagrama gerado na camada Internet pelo protocolo IP. É interessante notar que o que a camada Internet vê como sendo “dados” é o pacote completo que ela recebe da camada de Transporte, que inclui o cabeçalho TCP ou UDP. Este datagrama será enviado para a camada Interface com a Rede (se estivermos transmitindo) ou pode ter sido recebido da camada Interface com a Rede (se estivermos recebendo dados).

Como mencionamos anteriormente, o cabeçalho adicionado pelo protocolo IP inclui o endereço IP de origem, o endereço IP de destino e várias outras informações de controle.

Protocolo TCP/IP
Figura 4: Datagrama na camada de Internet.

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Comentários de usuários

Respostas recomendadas

Boa noite amigos,

Gostaria de acrescentar algumas informações importantes neste tutorial (TCP/IP - parte 1).

A primeira delas se refere aos protocolos ARP/RARP, os mesmos não estão na camada de rede (3) e sim na camada de enlace (2).

A segunda informação esta relacionada ao trecho: "...em outras palavras, o roteador verifica se o computador de destino está localizado na mesma rede ou em uma rede que ele conhece a rota. Se ele não conhecer a rota para o computador de destino, ele enviará o pacote para seu gateway padrão, que é outro roteador..."

Quando o tráfego é local (mesma rede entre o remetente e o destinatário (verificado pelo sistema operacional a partir dos valores de endereçamento IP e mascara de sub-rede do remetente e destinatário) o pacote não é encaminhado para o roteador (ou default gateway) do remetente, até porque este tipo de trabalho poderia sobrecarregar este componente em uma rede.

Complementando. Quando o pacote for enviado ao roteador, o mesmo checará na sua tabela de rota se existe uma entrada onde seja possível alcançar diretamente a rede onde se encontra o destinatário ou, dependendo da implementação da tabela de roteamento (estática ou dinamica) o roteador possa encontra outra rota atráves de um caminho alternativo. Sua última alternativa é enviar o pacote pela sua rota padrão (0.0.0.0 [rede] - 0.0.0.0 [mascara] - endereço ip do próximo nó - interface utilizada).

Espero ter ajudado

[]'s

Leandro R.

Tópico para a discussão do seguinte artigo publicado no Clube do Hardware:

Como o Protocolo TCP/IP Funciona

https://www.clubedohardware.com.br/artigos/1351

Aqui está um pequeno trecho do artigo:

"O TCP/IP é o protocolo de rede mais usado atualmente. Neste tutorial explicaremos como este protocolo funciona em uma linguagem fácil de entender.

Mas, afinal, o que é um protocolo de rede? Um protocolo é uma linguagem usada para permitir que dois o..."

Comentários são bem-vindos.

Atenciosamente,

Equipe Clube do Hardware

https://www.clubedohardware.com.br

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Olá Amigos

Queria fazer algumas perguntas, espero q alguem possa responder para mim.

Se o end MAC vai em todos datagramas q chegam a camada fisica, porque usar o end ip??

Minha resposta q consegui entender... Um end IP (ex 192.186.12.139) vai seguindo uma ordem, primeiro ele procura o gateway 192(primeira parte do end ip), depois o roteador 186, até chegar ao ip completo 192.186.12.139, isso vai filtrando o numero d computadores conectados e, por consequencia, a tabela de end q ele possa se encontrar, sendo q cada agrupamento do end ip seja processado em uma maquina diferente, responsavel por aquela parte da conexao. enquanto no end mac não se possui uma maneira d ir filtrando o numero d maquinas a se pesquisar???

Se for isso,até quanto pode chegar o numero d um agrupamento do end IP? 255??

Outra coisa, para um computador enviar qq msg, ele precisa do end MAC do recptor, logo, para se comunicar com o gateway ou roteador, ele precisa do end MAC do gateway ou roteador. Como ela sabe o MAC do servidor antes mesmo d se conectar?? ao menos, é claro, se eu digitasse o primeiro end MAC, para a partir dai ele começar todo esse ciclo atras do end ip... mas eu não lembro d ter digitado nenhum end MAC quando estava configurando o meu DS-link....como é possivel ele se conectar então? por broadcast(ou seja lá como se escreve) em toda a internet???

Se alguem poder me ajudar explicando essas coisinhas para acalmar um pouco a minha mente insana, louca pra se meter onde não é chamada, estarei muito grato esperando retorno. obrigado

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