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Pilha de Protocolos
Alberto Felipe Friedrichs Barros
Na área das redes, a palavra protocolo encontra-se em todo nível, praticamente seria impossível
que as redes se comuniquem umas com outras se os protocolos não existissem, ou seja, a
condição necessária e suficiente para que as redes funcionem da maneira como elas funcionam
atualmente é a existência de protocolos de comunicação.
Introdução
Um protocolo de rede é uma especificação de uma série de regras que regem a comunicação.
Eles podem ser considerados software que foi desenvolvido de preferência utilizando-se um
padrão ou modelo de referência; juntos esses protocolos são organizados em diversas camadas.
Todos os softwares de redes são baseados em alguma arquitetura de camadas e normalmente a
referência é um grupo de protocolos criado para funcionar em conjunto como uma pilha de
protocolos. O termo "pilha" é utilizado porque os protocolos de uma camada normalmente
interagem somente com os protocolos das camadas imediatamente superior e inferior.
O modelo de pilha traz a vantagem de modularizar naturalmente o software de redes, permitindo
a sua expansão com novos recursos, novas tecnologias ou aperfeiçoamentos sobre a estrutura
existente, de forma gradual. O TCP/IP é uma pilha de protocolos que faz funcionar o que
conhecemos hoje por internet.
o TCP/IP possui 4 camadas, desde as aplicações de rede até o meio físico que carrega os sinais
elétricos até o seu destino:
1. Interface: tem a função de permitir o uso de um meio físico, que conecta os computadores na
rede, e fazer com que as informações enviadas por um computador cheguem ao outro.
2. Identificação: é responsável pela identificação dos computadores na rede. É nessa camada que
se define o número IP de cada máquina da rede.
3. Transporte: realizam o controle no envio das informações dos aplicativos pela rede.
4. Aplicação: são específicos para cada programa. Dessa forma, existe um protocolo para a
conversação entre um servidor web e um navegador web (HTTP). Cada aplicação de rede tem o
seu próprio protocolo de comunicação.
Os protocolos mais recentes, para comunicação com a Internet, são determinados pela IETF,
IEEE ou ISO. Instituições que especificam os padrões que serão implementados e utilizados em
toda a internet. Os documentos que descrevem como foram padronizadas determinadas
funções ou implementações para rede, são chamados de RFC (Request For Comments).
Exemplo: https://tools.ietf.org/html/rfc793
IETF - A Internet Engineering Task Force ou a Força Tarefa de Engenharia da Internet é
responsável pela formação e desenvolvimento de padrões para a Internet. Ela é aberta e se
utiliza do trabalho voluntário para funcionar, não tendo uma organização formal.
https://www.youtube.com/watch?v=SN-EaJIeB-w
Organizações Padronizadoras
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers é uma organização sem fins lucrativos,
estabelecida nos Estados Unidos, é a maior em número de membros profissionais. Fundada em
1963, tem diversos escritórios em varias partes do mundo. Os seus membros são engenheiros
elétricos, estudantes de ciência da comutação, trabalhadores de telecomunicações, etc.
ITU - International Telecommunication Union é um orgão das Nações Unidas que tem como
missão criar regras de padronizções internacionais na área de telecomunicações.
IANA – The Internet Assigned Numbers Authority em português, Autoridade para Atribuição de
Números da Internet é a organização mundial que supervisiona a atribuição global dos números
na Internet - entre os quais estão os números das portas, os endereços IP, sistemas autónomos,
servidores-raiz de números de domínio DNS e outros recursos relativos aos protocolos de Internet.
ICANN – Internet Corporation For Assigned Names And Numbers em português, Corporação da
Internet para Atribuição de Nomes e Números, é uma entidade sem fins lucrativos, subordinada
ao Governo dos Estados Unidos, é responsável pela coordenação global do sistema de
identificadores exclusivos da Internet, tais como nomes de domínio (.org, .net, .com, .edu, .mil,
etc.,) e códigos de países como (.br, .uk, .ch, .at, etc.)
ISO – International Standard Organization é uma organização não governamental, criada em
1947, estabelecida em Genebra, Suíça, é uma rede dos institutos de padrões nacionais de
aproximadamente 130 países. O escritório central em Genebra coordena o sistema e publica os
padrões finais. Entre os tipos de classificações da ISO, encontram-se:
• Normas Técnicas, como por exemplo as da ABNT;
• Classificações, como por exemplo, os códigos de países (BR / BRA / 076 para Brasil)
• Normas de Procedimento, como por exemplo as de gestão da qualidade, ISO 9000.
Ao longo de décadas à quantidade de equipamentos e do tamanho das redes foi aumentando.
Porém existia o problema das redes de diversos fabricantes que não se conversavam entre si,
pois foram criadas se utilizando diversos padrões e equipamentos que impossibilitava a conexão
entre redes. Várias redes, no entanto, foram criadas através de implementações diferentes de
hardware e de software. Como resultado, muitas redes eram incompatíveis, e a comunicação
entre redes com diferentes especificações tornou-se difícil.
x
O Modelo de Inter-Redes
No final da década de 1970, foi criado um modelo de referência que foi chamado de OSI (Open
Systems Interconnection), este sistema foi desenvolvido pela ISO (International for
Standardization Organization). A proposta desse modelo era conectar diferentes tipos de redes e
sistemas, criando uma referência para os fabricantes desenvolverem os protocolos e hardware
• Redes de computadores são sistemas complexos;
– Decomposição dos sistemas em elementos realizáveis;
• Organizadas como uma série de camadas
– Permite a divisão de um problema grande e complexo;
– Cada camada realiza um serviço;
– Utiliza serviços da camada inferior.
• Protocolo
– Conjunto de regras necessárias à comunicação.
• Arquitetura de Rede
– Conjunto de camadas e protocolos.
O modelo de referência é uma espécie de guia para orientar como as comunicações devem
ocorrer. São agrupadas em níveis (camadas) as diversas funções que devem ser implementadas.
Pode-se dizer que um sistema de comunicação é projetado desta forma é desenvolvido com
arquitetura de níveis.
O Enfoque em níveis
Uma analogia seria comparar as camadas como departamentos de uma grande empresa, cada
qual efetua uma tarefa que ajuda o todo a alcançar o seu objetivo. Para que a comunicação ocorra
são implementados protocolos que são a implementação dos procedimentos executados por uma
camada. Analogia com o processo de viagem.
Camadas: Cada camada implementa um serviço
– Realizando ações dentro da própria camada
– Usando os serviços de uma camada imediatamente inferior
Esse tipo de desenvolvimento é aconselhável, pois se aproveita dos serviços já implementados
em outras camadas; somente é necessário se preocupar com as funções do nível especifico e
não com as de qualquer outro nível.
Serviços
- O que uma camada oferece a seus usuários;
Protocolo
- Regras que governam a comunicação entre camadas;
Modelo
- Uma solução para o problema de comunicação;
- Modelos são estruturados em camadas;
Arquitetura
- A implementação de um modelo;
- Definição dos protocolos de cada camada;
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- Acelera a evolução;
- Redução da complexidade;
- Garante a interoperabilidade;
- Padronização das interfaces;
- Simplifica o ensino e aprendizagem;
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Pilha de protocolos

  • 1. Pilha de Protocolos Alberto Felipe Friedrichs Barros
  • 2. Na área das redes, a palavra protocolo encontra-se em todo nível, praticamente seria impossível que as redes se comuniquem umas com outras se os protocolos não existissem, ou seja, a condição necessária e suficiente para que as redes funcionem da maneira como elas funcionam atualmente é a existência de protocolos de comunicação. Introdução
  • 3. Um protocolo de rede é uma especificação de uma série de regras que regem a comunicação. Eles podem ser considerados software que foi desenvolvido de preferência utilizando-se um padrão ou modelo de referência; juntos esses protocolos são organizados em diversas camadas.
  • 4. Todos os softwares de redes são baseados em alguma arquitetura de camadas e normalmente a referência é um grupo de protocolos criado para funcionar em conjunto como uma pilha de protocolos. O termo "pilha" é utilizado porque os protocolos de uma camada normalmente interagem somente com os protocolos das camadas imediatamente superior e inferior.
  • 5. O modelo de pilha traz a vantagem de modularizar naturalmente o software de redes, permitindo a sua expansão com novos recursos, novas tecnologias ou aperfeiçoamentos sobre a estrutura existente, de forma gradual. O TCP/IP é uma pilha de protocolos que faz funcionar o que conhecemos hoje por internet.
  • 6. o TCP/IP possui 4 camadas, desde as aplicações de rede até o meio físico que carrega os sinais elétricos até o seu destino: 1. Interface: tem a função de permitir o uso de um meio físico, que conecta os computadores na rede, e fazer com que as informações enviadas por um computador cheguem ao outro. 2. Identificação: é responsável pela identificação dos computadores na rede. É nessa camada que se define o número IP de cada máquina da rede. 3. Transporte: realizam o controle no envio das informações dos aplicativos pela rede. 4. Aplicação: são específicos para cada programa. Dessa forma, existe um protocolo para a conversação entre um servidor web e um navegador web (HTTP). Cada aplicação de rede tem o seu próprio protocolo de comunicação.
  • 7. Os protocolos mais recentes, para comunicação com a Internet, são determinados pela IETF, IEEE ou ISO. Instituições que especificam os padrões que serão implementados e utilizados em toda a internet. Os documentos que descrevem como foram padronizadas determinadas funções ou implementações para rede, são chamados de RFC (Request For Comments). Exemplo: https://tools.ietf.org/html/rfc793
  • 8. IETF - A Internet Engineering Task Force ou a Força Tarefa de Engenharia da Internet é responsável pela formação e desenvolvimento de padrões para a Internet. Ela é aberta e se utiliza do trabalho voluntário para funcionar, não tendo uma organização formal. https://www.youtube.com/watch?v=SN-EaJIeB-w Organizações Padronizadoras
  • 9. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers é uma organização sem fins lucrativos, estabelecida nos Estados Unidos, é a maior em número de membros profissionais. Fundada em 1963, tem diversos escritórios em varias partes do mundo. Os seus membros são engenheiros elétricos, estudantes de ciência da comutação, trabalhadores de telecomunicações, etc. ITU - International Telecommunication Union é um orgão das Nações Unidas que tem como missão criar regras de padronizções internacionais na área de telecomunicações.
  • 10. IANA – The Internet Assigned Numbers Authority em português, Autoridade para Atribuição de Números da Internet é a organização mundial que supervisiona a atribuição global dos números na Internet - entre os quais estão os números das portas, os endereços IP, sistemas autónomos, servidores-raiz de números de domínio DNS e outros recursos relativos aos protocolos de Internet. ICANN – Internet Corporation For Assigned Names And Numbers em português, Corporação da Internet para Atribuição de Nomes e Números, é uma entidade sem fins lucrativos, subordinada ao Governo dos Estados Unidos, é responsável pela coordenação global do sistema de identificadores exclusivos da Internet, tais como nomes de domínio (.org, .net, .com, .edu, .mil, etc.,) e códigos de países como (.br, .uk, .ch, .at, etc.)
  • 11. ISO – International Standard Organization é uma organização não governamental, criada em 1947, estabelecida em Genebra, Suíça, é uma rede dos institutos de padrões nacionais de aproximadamente 130 países. O escritório central em Genebra coordena o sistema e publica os padrões finais. Entre os tipos de classificações da ISO, encontram-se: • Normas Técnicas, como por exemplo as da ABNT; • Classificações, como por exemplo, os códigos de países (BR / BRA / 076 para Brasil) • Normas de Procedimento, como por exemplo as de gestão da qualidade, ISO 9000.
  • 12. Ao longo de décadas à quantidade de equipamentos e do tamanho das redes foi aumentando. Porém existia o problema das redes de diversos fabricantes que não se conversavam entre si, pois foram criadas se utilizando diversos padrões e equipamentos que impossibilitava a conexão entre redes. Várias redes, no entanto, foram criadas através de implementações diferentes de hardware e de software. Como resultado, muitas redes eram incompatíveis, e a comunicação entre redes com diferentes especificações tornou-se difícil. x O Modelo de Inter-Redes
  • 13. No final da década de 1970, foi criado um modelo de referência que foi chamado de OSI (Open Systems Interconnection), este sistema foi desenvolvido pela ISO (International for Standardization Organization). A proposta desse modelo era conectar diferentes tipos de redes e sistemas, criando uma referência para os fabricantes desenvolverem os protocolos e hardware
  • 14. • Redes de computadores são sistemas complexos; – Decomposição dos sistemas em elementos realizáveis; • Organizadas como uma série de camadas – Permite a divisão de um problema grande e complexo; – Cada camada realiza um serviço; – Utiliza serviços da camada inferior. • Protocolo – Conjunto de regras necessárias à comunicação. • Arquitetura de Rede – Conjunto de camadas e protocolos.
  • 15. O modelo de referência é uma espécie de guia para orientar como as comunicações devem ocorrer. São agrupadas em níveis (camadas) as diversas funções que devem ser implementadas. Pode-se dizer que um sistema de comunicação é projetado desta forma é desenvolvido com arquitetura de níveis. O Enfoque em níveis
  • 16. Uma analogia seria comparar as camadas como departamentos de uma grande empresa, cada qual efetua uma tarefa que ajuda o todo a alcançar o seu objetivo. Para que a comunicação ocorra são implementados protocolos que são a implementação dos procedimentos executados por uma camada. Analogia com o processo de viagem.
  • 17. Camadas: Cada camada implementa um serviço – Realizando ações dentro da própria camada – Usando os serviços de uma camada imediatamente inferior
  • 18. Esse tipo de desenvolvimento é aconselhável, pois se aproveita dos serviços já implementados em outras camadas; somente é necessário se preocupar com as funções do nível especifico e não com as de qualquer outro nível.
  • 19. Serviços - O que uma camada oferece a seus usuários; Protocolo - Regras que governam a comunicação entre camadas; Modelo - Uma solução para o problema de comunicação; - Modelos são estruturados em camadas; Arquitetura - A implementação de um modelo; - Definição dos protocolos de cada camada;
  • 20. Vantagens - Acelera a evolução; - Redução da complexidade; - Garante a interoperabilidade; - Padronização das interfaces; - Simplifica o ensino e aprendizagem;
  • 21. Funções - Criptografia; - Multiplexação; - Compactação; - Controle de erro; - Controle de fluxo; - Estabelecimento de conexão; - Segmentação e remontagem;