Artigo - Redes de Computadores

REDES DE COMPUTADORES: A importância do modelo TCP/IP na evolução das
redes de computadores
Uilber Castagna¹
Ademar Felipe Fey²
RESUMO:
Apresentar o histórico das primeiras redes de computadores, a implementação do Modelo
TCP/IP e do Modelo OSI, suas principais características e funções bem como a inter-
relação entre os dois modelos.
Palavras-chaves: Redes, modelo OSI e modelo TCP/IP.
INTRODUÇÃO
Na era da globalização e comunicação digital, as pessoas tem a necessidade de se
comunicar continuamente, como por exemplo, as empresas que precisam estar
conectadas com suas filiais para gerenciar informações vendas e produção. Com a
tecnologia de hoje isso tudo ficou muito mais fácil e rápido, mas inicialmente, alguns anos
atrás, quando cada fabricante tinha seu próprio modelo de comunicação isso era muito
mais difícil, pois cada fabricante tinha seu próprio modelo de comunicação, sendo assim,
não era possível ter algum equipamento de marca diferente na mesma rede. Devido a
isso surgiu a necessidade de criar um padrão universal para a troca de informações entre
equipamentos de marcas diferentes, assim foi criado o modelo OSI. No presente trabalho
iremos estudar um pouco sobre as redes de computadores, ter uma base histórica de
como tudo começou e como foi evoluindo perante o passar dos anos, conhecer a
implementação dos modelos OSI da ISO e o TCP/IP, suas camadas, funções e principais
características.
___________________________________
¹ Acadêmico do terceiro semestre do curso superior em Gestão da Tecnologia da
Informação – Ftec – Caxias do Sul/RS
² Professor orientador. Docente da disciplina de Redes de Computadores no Centro
Superior Tecnológico – Ftec – Caxias do Sul/ RS

1 HISTÓRICO DE REDES DE COMPUTADORES
As primeiras redes de computadores foram criadas ainda durante a década de 60,
como uma forma de transferir informações de um computador a outro, na época o meio
mais usado para armazenamento externo de dados e transporte de dados ainda eram os
cartões perfurados, que armazenavam poucas dezenas de caracteres cada. Exemplo
disso é o formato da IBM que permitia armazenar 80 caracteres por cartão.
Em suma, é uma das formas mais lentas, trabalhosas e demoradas de transportar
grandes quantidades de informações que se possa imaginar. Literalmente, são cartões de
cartolina com furos, que representavam os bits um zero armazenado.
De 1669 a 1972 foi criada a Arpanet, o embrião da internet que conhecemos hoje
em dia. Desenvolvida pela agencia americana ARPA (Advanced researsh and Project
Agency – Agencia de pesquisas em projetos avançados), tinha o objetivo de interligar as
bases militares e os departamentos de pesquisa do governo americano. Esta rede teve
seu berço dentro do pentágono e foi batizada com o nome de ARPANet.
A Arpanet foi totalmente financiada pelo governo Norte-Americano durante o
período da guerra fria, este período ficou marcado pelo embate ideológico entre a União
Soviética e os EUA. Com medo de um ataque, os americanos tinham como objetivo
desenvolver uma rede de comunicação que não os deixassem vulneráveis no caso de
algum ataque ao pentágono.
Usando um Backbone que passava por baixo da terra, a ARPANet ligava os
militares e os investigadores sem ter um centro definido ou mesmo uma rota única para
as informações, tornando-se assim quase indestrutível.
Em 1974 surgiu o TCP/IP, que se tornou o protocolo definitivo para o uso da
ARPANet e mais tarde na internet. Uma rede interligando diversas universidades permitiu
o livre trafego de informações levando ao desenvolvimento de recursos que usamos até
hoje, como o email, o FTP, permitindo aos usuários trocar informações, conectar a outros
computadores remotamente e compartilhar arquivos.
2 IMPLEMENTAÇÃO DO MODELO OSI E TCP/IP

Em sua página da internet, TORRES (2007) afirma: “Quando as redes de
computadores surgiram, as soluções eram, na maioria das vezes, proprietárias, isto é,
uma tecnologia só era suportada por seu fabricante. Não havia a possibilidade de se
misturar soluções de fabricantes diferentes. Dessa forma, um mesmo fabricante era
responsável por fabricar praticamente tudo em uma mesma rede”.
Caso houvesse problemas relacionados a preços ou relacionamento entre as
partes, a empresa detentora dos equipamentos não tinha como procurar outra opção. A
única alternativa existente naquela época era a substituição de todo o parque de
hardware e software instalado por equipamentos de outro fabricante. Dessa forma, o
problema não era resolvido, mas contornado, e os prejuízos eram grandes.
A fim de resolver esta situação de incompatibilidade entre fabricantes, na década
de 1970 a ISO (International Organization for Standardization) criou um padrão universal
para troca de informações entre e dentro das redes e também por meio de fronteiras
geográficas. Esse padrão para arquitetura de redes era o Modelo de Referência OSI,
estabelecido em sete camadas, o qual incentivou a padronização de redes de
comunicação e controle de processos distribuídos. O fato de estar desenhado em sete
camadas se dá em virtude de o modelo da IBM, o Modelo de Referência SNA, ter essas
características. A IBM no início das redes era uma das maiores empresas ligadas a essa
área e uma das integrantes do processo de padronização das redes e de criação do
modelo de referência OSI.
Um fato importante a ser considerado quanto ao padrão OSI foi o seu longo tempo
para a sua definição. Durante esse período, o Departamento de Defesa do Governo dos
Estados Unidos da América (DoD – Department of Defense) desenvolveu o Modelo de
Referência TCP/IP com o objetivo principal de manter conectados seus equipamentos
mesmo, que apenas em parte.
Esse padrão ficou conhecido como o Modelo de Referência TCP/IP estabelecido
em quatro camadas. Como alguns fabricantes iniciaram o desenvolvimento de
equipamentos seguindo esse padrão, quando o padrão OSI foi finalizado, muitos
equipamentos já estavam funcionando no Modelo de Referência denominado TCP/IP,
logo, o Modelo de Referência OSI nasceu e não se tornou um padrão da indústria de
rede. As instituições acadêmicas não aceitaram substituir seus equipamentos, pois isto
demandaria um alto custo e muito tempo perdido para treinamento e novas configurações.

2.1 CARACTERÍSTICAS E FUNÇÕES DAS CAMADAS DO MODELO OSI E DO
TCP/IP
Conforme visto no artigo escrito por PINHEIRO (2004), o modelo OSI possui uma
arquitetura de rede formada por camadas ou níveis, interfaces e protocolos. As camadas
são processos implementados por hardware ou software, que se comunica com o
processo correspondente na outra maquina. Cada camada oferece um conjunto de
serviços ao nível superior, usando funções realizadas no próprio nível e serviços
disponíveis nos serviços inferiores.
O modelo de interconexão de sistemas abertos (OSI) possui sete camadas. As
camadas são empilhadas desta forma:
• Aplicativo
• Apresentação
• Sessão
• Transporte
• Rede
• Vínculo de dados
• Físico
2.2 CAMADA FÍSICA
Os protocolos deste nível são os que realizam a codificação/decodificação de
símbolos e caracteres em sinais elétricos no meio físico que fica logo abaixo dessa
camada.
O nível físico tem a função de transmitir uma sequência de bits através de um canal
de comunicação. As funções típicas dos protocolos deste nível são fazer com que um bit
"1" transmitido por uma estação seja entendido pelo receptor como bit "1" e não como bit
"0". Assim, este nível trabalha basicamente com as características mecânicas e elétricas
do meio físico, como por exemplo:
• Número de volts que devem representar os níveis lógicos "1" e "0";
• Velocidade máxima da transmissão;

• Transmissão simplex, half duplex ou full duplex;
• Número de pinos do conector e utilidade de cada um;
• Diâmetro dos condutores.
2.3 CAMADA DE ENLACE DE DADOS
O principal objetivo da camada de enlace é receber/transmitir uma sequência de
bits do/para o nível físico e transformá-los em uma linha que esteja livre de erros de
transmissão, a fim de que essa informação seja utilizada pelo nível de rede. O nível de
enlace está dividido em dois subníveis:
• Subnível superior - controle lógico do enlace (LLC - Logical Link Control) - O
protocolo LLC pode ser usado sobre todos os protocolos IEEE do subnível MAC,
como por exemplo, o IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.4 (Token Bus) e IEEE 802.5
(Token Ring). Ele oculta as diferenças entre os protocolos do subnível MAC. Usa-
se o LLC quando é necessário controle de fluxo ou comunicação confiável;
• Subnível inferior – controle de acesso ao meio (MAC - Medium Access Control)
possui alguns protocolos importantes, como o IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.4
(Token Bus) e IEEE 802.5 (Token Ring). O protocolo de nível superior pode usar
ou não o subnível LLC, dependendo da confiabilidade esperada para esse nível.
2.4 CAMADA DE REDE
A camada de rede tem a função de controlar a operação da rede de um modo
geral. Suas principais funções são o roteamento dos pacotes entre fonte e destino,
mesmo que estes tenham que passar por diversos nós intermediários durante o percurso,
o controle de congestionamento e a contabilização do número de pacotes ou bytes
utilizados pelo usuário, para fins de tarifação.
2.5 CAMADA DE TRANSPORTE
A camada de transporte inclui funções relacionadas com conexões entre a máquina
fonte e máquina destino, segmentando os dados em unidades de tamanho apropriado
para utilização pelo nível de rede, seguindo ou não as orientações do nível de sessão.
O tamanho e a complexidade de um protocolo de transporte dependem do tipo de serviço

pode ser da camada de rede. Para uma camada de rede confiável com capacidade de
circuito virtual, uma camada de transporte mínima é necessária. Se a camada de rede é
não confiável e/ou só oferece suporte a datagramas, o protocolo de transporte deve incluir
detecção de erros abrangente e recuperação.
A camada de transporte fornece:
• Mensagem de segmentação: aceita uma mensagem da camada (sessão) acima
dela, divide a mensagem em unidades menores (se não já pequena o suficiente) e
passa as menores unidades para a camada de rede. Camada de transporte na
estação de destino reagrupa a mensagem.
• Mensagem de confirmação: fornece entrega de mensagens confiável de ponta a
ponta com confirmações.
• Mensagem de controle de tráfego: informa a estação de transmissão para "back-
off" quando nenhum buffer de mensagem está disponível.
• Multiplexação de sessão: multiplexa vários fluxos de mensagem, ou sessões em
um vínculo lógico que controlam as mensagens que pertencem a determinadas
sessões.
2.6 CAMADA DE SESSÃO
A função da camada de sessão é administrar e sincronizar diálogos entre dois
processos de aplicação. Este nível oferece dois tipos principais de diálogo: half duplex e
full duplex.
Uma sessão permite transporte de dados de uma maneira mais refinada que o
nível de transporte em determinadas aplicações. Uma sessão pode ser aberta entre duas
estações a fim de permitir a um usuário se logar em um sistema remoto ou transferir um
arquivo entre essas estações. Os protocolos desse nível tratam de sincronizações
(checkpoints) na transferência de arquivos.
2.7 CAMADA DE APRESENTAÇÃO
A função da camada de apresentação é assegurar que a informação seja
transmitida de tal forma que possa ser entendida e usada pelo receptor. Dessa forma,
este nível pode modificar a sintaxe da mensagem, mas preservando sua semântica. Por
exemplo, uma aplicação pode gerar uma mensagem em ASCII mesmo que a estação

interlocutora utilize outra forma de codificação (como EBCDIC). A tradução entre os dois
formatos é feita neste nível.
2.8 CAMADA DE APLICATIVO
Camada de aplicativo serve como a janela para usuários e processos de aplicativos
acessarem os serviços de rede. Essa camada contém uma variedade de funções
normalmente necessárias:
• Redirecionamento de recursos de compartilhamento e dispositivo
• Acesso remoto a arquivos
• Acesso remoto de impressora
• Comunicação entre processos
• Gerenciamento de rede
• Serviços de diretório
• Eletrônica de mensagens (como email)
• Rede virtuais terminais
3 MODELO TCP/IP
O modelo de referência TCP/IP foi desenvolvido pela Universidade da Califórnia
em Berkeley, sob contrato para o Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD),
para permitir que equipamentos localizados em diversas partes do mundo, utilizando
diferentes computadores, sistemas operacionais, conexões e cabeamentos, pudessem se
comunicar. Assim se tornou o conjunto de protocolos padrão das redes locais e remotas,
suplantando conjuntos de protocolos bancados por pesos pesados da indústria, como a
IBM (SNA), Microsoft (NetBIOS/NetBEUI) e Novell (IPX/SPX). O grande motivo de todo
este sucesso foi justamente o fato do TCP/IP não ter nenhuma grande empresa
associada ao seu desenvolvimento isto, possibilitou a sua implementação e utilização por
diversas aplicações em praticamente todos os tipos de hardware e sistemas operacionais
existentes.
Os pacotes de dados são transmitidos independentemente do hardware e
software utilizados. O TCP define como é feita a divisão dos dados em pacotes para

serem transmitidos à rede e como esses pacotes devem ser remontados no seu destino.
O IP é responsável pela manipulação do endereçamento de cada pacote, garantindo que
eles cheguem ao destino correto.
O modelo TCP/IP foi criado em quatro camadas: as camadas de aplicação,
transporte, Internet ou Inter-rede e rede. O TCP/IP, na verdade, não é apenas um, mas a
união de diversos protocolos, baseado numa arquitetura cliente/servidor considerada
quase perfeita, possibilitando o acesso simultâneo de diversos sistemas operacionais
(Macintosh, Unix, Win32, Linux...) na mesma rede.
3.1 A CAMADA DE REDE
Abaixo da camada Internet, encontra-se a camada de Rede, sendo esta um grande
vácuo. O modelo de referência TCP/IP não especifica muito bem o que acontece aqui,
exceto o fato de que o host tem de se conectar a rede utilizando algum protocolo para que
seja possível enviar pacotes IP.
3.2 A CAMADA DE INTERNET
As necessidades levantadas no modelo TCP/IP levaram à escolha de uma de
comutação de pacotes baseada em uma camada de interligação de redes sem
conexões. Essa camada também conhecida como camada inter-redes, integra toda a
arquitetura. Sua tarefa é permitir que os hosts injetem pacotes em qualquer rede e
garantir que eles trafegarão independentemente do destino
(talvez em uma rede diferente).
3.3 A CAMADA DE TRANSPORTE
Esta localizada acima da camada inter-redes e tem a finalidade de permitir que as
entidades pares de hosts de origem e destino mantenham uma conversação, exatamente
como acontece na camada de Transporte do modelo OSI. Dois protocolos fim a fim foram
definidos aqui, o TCP (Transmission Control Protocol – Protocolo de Controle de
Transmissão) e o UPD (User Datagram Protocol – Protocolo de Datagrama do Usuário).
3.4 A CAMADA DE APLICAÇÃO

Acima da camada de transporte, encontramos a camada de aplicação, ela contém
protocolos de níveis mais altos. Dentre eles estão vários protocolos como Telnet, SSH,
FTP, DHCP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, e o HTTP dentre muitos outros.
O modelo TCP/IP não tem as camadas de sessão e apresentação. A experiência com o
modelo OSI demonstrou que são pouco usadas na maioria das aplicações.
4 INTER-RELAÇÃO DO MODELO OSI COM O MODELO TCP/IP
Os modelos de referência OSI e TCP/IP têm muito em comum. Os dois se baseiam
no conceito de uma pilha de protocolos independentes. Além disso, algumas camadas
têm praticamente as mesmas funções. Por exemplo, em ambos os modelos estão
presente as camadas que englobam até a camada de transporte para oferecer um serviço
de transporte fim a fim independente da rede e processos que desejem se comunicar.
Essas camadas formam o provedor de transporte. Mais uma vez, em ambos os modelos,
as camadas acima da camada de transporte são usuárias, orientadas a aplicações do
serviço de transporte.
Apesar dessas semelhanças fundamentais, os dois modelos também têm muitas
diferenças. É importante notar que estamos comparando os modelos de referência, e não
as pilhas de protocolos correspondentes.
O modelo OSI tem três conceitos fundamentais: serviços, interfaces e protocolos.
Provavelmente, a maior contribuição do modelo OSI seja tornar explícita a distinção entre
esses três conceitos. Cada camada executa alguns serviços para a camada acima dela. A
definição do serviço informa o que a camada faz, e não a forma como as entidades acima
dela o acessam ou como a camada funciona. Essa definição estabelece a semântica da
camada.
Originalmente, o modelo TCP/IP não distinguia com clareza a diferença entre
serviço, interface e protocolo, embora as pessoas tenham tentado adaptá-lo ao modelo
OSI. Por exemplo, os únicos serviços reais oferecidos pela camada inter-redes são SEND
IP PACKET (enviar pacote IP) e RECEIVE IP PACKET (receber pacote IP). Por essa
razão, os protocolos do modelo OSI são mais bem encapsulados que os do modelo
TCP/IP e podem ser substituídos com relativa facilidade, conforme as mudanças da
tecnologia. Um dos principais objetivos das diversas camadas de protocolos é permitir a
implementação dessas alterações.

CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através deste artigo podemos compreender um pouco mais sobre as redes de
computadores, desde o seu começo até os dias atuais. Temos dois modelos principais, o
OSI e o TCP/IP, ambos divididos em camadas para facilidade na compreensão de
funcionamento, sendo possível localizar erros de uma forma muito mais rápida. Cada
camada possui uma função específica, porem para o funcionamento pleno do modelo é
essencial que o modelo esteja com todas as camadas em funcionamento pleno.
O Modelo OSI da ISO foi implementado como padrão universal para troca de
informações entre e dentro das redes. Esse padrão para arquitetura de Redes incentivou
a padronização de redes de comunicação e controle de processos distribuídos, devido a
inconsciência e a impossibilidade de troca de informação devido as peças serem de
fabricantes diferentes.
REFERÊNCIAS
MORIMOTO, CARLOS E. Historia das redes. Disponível em
<http://www.hardware.com.br/tutoriais/historia-redes/> Não paginado. Acesso em: 15 abril
de 2012.
PINHEIRO, J. M. S. O Modelo OSI. Projeto de redes. Disponível em
<http://www.projetoderedes.com.br/artigos/artigo_modelo_osi.php> Acesso em: 15 de
Abril de 2012
TORRES, G.; LIMA, C. Como o protocolo TCP/IP funciona. Clube do Hardware.
Disponível em <http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1351> Acesso em: 15 de abril
de 2012.
TORRES, G.; LIMA, C. Modelo de referencia OSI para protocolos de rede. Clube do
Hardware. Disponível em <http://www.clubedohardware.com.br/artigos/1349/1> Acesso
em: 15 de abril de 2012.
WIKIPEDIA. Arpanet. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/ARPANET> Acesso em:
15 abril de 2012
.

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