1. 1) RS-232
Também conhecido por EIA RS-232C ou V.24, o RS-232 é um padrão bastante antigo mas que
continua sendo bem utilizado por sua simplicidade e confiabilidade.
RS é uma abreviação de “Recommended Standard”. Ela relata uma padronização de uma interface
comum para comunicação de dados entre equipamentos, criada no início dos anos 60, por um
comitê
conhecido atualmente como “Electronic Industries Association” (EIA)
O protocolo RS-232 é um conjunto de especificações eléctricas publicado pela EIA - Electronic
Industries Association, e que se destina a promover a comunicação série entre computadores.
Podemos considerá-lo como um conjunto de definições e regras que descrevem o interface físico e
o protocolo de comunicação de dados em comunicações série de relativamente baixa velocidade, e
que são utilizadas normalmente entre computadores e periféricos. Exemplos concretos da
utilização deste protocolo são a comunicação entre PCs, via porta série; a comunicação entre PCs
e e alguns tipos de impressoras ou plotters; a comunicação entre PCs e modems; entre PCs e
telemóveis; entre PCs e PDAs.
No entanto estas aplicações mais "domésticas", estão hoje gradualmente a ser substituídas pela
ligação USB - Universal Serial Bus, descrita no manual de Informática de Manutenção. Assim as
ligações por porta série mantém-se hoje a um nível "mais industrial", concretamente em
programação de autómatos e PLCs, em programação de centrais telefónicas, máquinas industriais
de CNC, etc, etc...
Abaixo exemplo de dois dispositivos são interligados em um sistema básico de comunicação
usando o protocolo RS-232 (definido pela norma EIA232).

2. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS E ELÉCTRICAS DAS LIGAÇÕES RS-232
O protocolo RS-232 (normalmente) define velocidades de comunicação entre 0 a 19200 bits por
segundo, mas já chegou a haver implementações a 119200 bit/s e mesmo 1,6 Mbits por segundo
(pela empresa Sangoma - www.sangoma.com) que apresenta uma série de equipamentos para
comunicações série.
As tensões fornecidas na saída para indicação dos valores lógicos a transmitir são as seguintes:
Valor lógico Valor máximo de tensão Valor mínimo de tensão
1 - 3 V - 15 V
0 + 15 V + 3 V
A impedância de carga típica admissível na linha é de 3 a 7 K ohms.
A característica eléctrica essencial do protocolo RS-232 consiste no facto de os sinais serem
definidos como uma tensão medida em referência ao pino 7, que é a terra.
A tensão dos sinais de saída duma ficha RS-232 variam +15 V e -15 V. Existe uma área proibida
entre - 3 V e + 3 V, que é considerada sempre para absorver tensões de ruído. Existem no entanto
variantes a esta norma que consideram outros valores de área proibida.
Este tipo de interface pressupõe a existência de uma terra comum entre os dispositivos DTE e
DCE. Assume-se claro que os dispositivos DTE e DCE são interligados por um cabo curto numa
mesma sala. Se os cabos forem muito longos, começa a haver problemas com flutuações dos
valores da tensão de terra. O facto de haver terras flutuantes, pode trazer graves consequências
não só à comunicação, mas também aos equipamentos.
Se tivermos um só sinal numa única linha é impossível ser medido com exactidão o nível de ruído.
No entanto se o cabo inteiro fôr monitorado, é possíivel reduzir a influência do ruído externo, mas o
ruído gerado internamente continua a ser muito difícil de monitorar, controlar e reduzir.
Á medida que a velocidade de transmissão (baud rate) aumenta, e o comprimento da linha de
transmissão aumenta, o efeito capacitivo entre os condutores traduz-se num sério efeito de
crosstalk, que pode levar mesmo a que os dados fiquem ilegíveis.
É possível reduzir este efeito, usando cabos com redução do efeito capacitivo. No entanto o
problema mantém-se mesmo a altas frequências. Uma solução é controlar o "slew rate" através de
ligeira alterações nas formas de onda (tornando-a mais arredondada que quadrada), assim
consegue-se reduzir o Crosstalk. No entanto o protocolo RS-232 não apresenta restrições quanto
ao "slew rate".
Na norma inicial que foi definida o baud rate máximo era de 19200 bits/, mas hoje é comum utilizar-
se 56 Kbits/s e até mesmo 119200 bit/s, sem ocorrerem grandes quandtidades de erros de
transmissão.
A limitação inicial de cabos de 15 metros de comprimento que foi imposta, aquando da definição da
1ª norma, hoje já foi ultrapassada e extendida até 25 m, desde que o cabo seja blindado e essa
blindagem ligada à massa. Já foram testados cabos de 25 m a uma velocidade de transmissão de
112 Kbps, sem serem registados problemas, quer em cabo redondo quer "espalmado", com
condutores paralelos e não cableados.

3. Como Funciona
Como qualquer dispositivo de transmissão serial, os bit são enviados um à um, sequencialmente, e
normalmente com bit menos significante primeiro (LSB). Por ser um protocolo assíncrono isto é,
sem uma linha de relógio (clock), é responsabilidade do transmissor e do receptor efetuarem
controles de tempo para saber quando cada bit inicia e finaliza.
Na sua forma padrão o RS-232 utiliza dois sinais de controle, o RTS (ready to send) e o CTS
(clear to send) para efetuar o controle de fluxo via hardware. Basicamente, quando o transmissor
deseja começar um envio ele sinaliza através do pino RTS. O receptor, ao perceber que o
transmissor deseja enviar algum dado, prepara-se para recebe-lo e seta o pino CTS. Apenas
depois de receber o sinal CTS o transmissor pode começar a transmissão.
Para cada byte existem bit de start e stop; o mais comum é utilizar-se 1 bit de início (start bit) e 1
bit de parada (stop bit), mas é possível encontrar aplicações que utilizam 1,5 ou 2 bit de
início/parada. A figura abaixo mostra como a transmissão de um byte ocorre:
Tendo a velocidade de comunicação ajustada nos dois dispositivos inicialmente, cada um deles
sabe quanto tempo um bit demora para ser transmitido, e é com base nisto que a identificação dos
bit é possível.
No transmissor o envio basicamente resume-se à enviar um bit de início, aguardar um tempo, e
enviar os próximos 8 bit + bit de parada, com o mesmo intervalo de tempo entre eles.
No receptor, após a primeira borda de descida (nível lógico de "1" para "0") (start bit) o receptor
sabe que uma sequencia de mais 8 bit de dados + bit de parada chegará. Ele também conhece a
velocidade de transmissão, então tudo que ele precisa fazer é aguardar o tempo de transmissão
entre cada bit e efetuar a leitura. Após receber o bit de parada, a recepção encerra-se e ele volta à
aguardar o próximo start bit.
Nos microcontroladores modernos todo este trabalho normalmente é efetuado por uma UART
(Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Este periférico encarrega-se de efetuar todo o
controle e apenas gerar interrupções quando um byte é recebido. No entanto, algumas vezes o
microcontrolador utilizado não possui uma UART, ou mesmo ela está sendo utilizada. Nestes casos
é possível implementar uma interface serial através de software, tratando a seqüência de
transmissão e recepção descrita anteriormente.
Na interface RS232 o nível lógico "1" corresponde à uma tensão entre -3V e -12V e o nível lógico
"0" à uma tensão entre 3V e 12V. Valores de tensão entre -3V e +3V são indefinidos e precisam ser
evitados. O estado idle da linha é 1 lógico (-V).
Porém a grande maioria dos periféricos que trabalham com portas seriais não utilizam o padrão
RS232 para níveis elétricos diretamente. Portanto é sempre necessário um circuito de conversão
de nívels TTL/RS232. O circuito integrado mais comum para efetuar esta conversão, de baixo
custo, é o MAX232 que possui alimentação TTL.

4. Grande parte da confiabilidade do padrão deve-se à sua boa imunidade à ruídos, por ter níveis
elétricos diferenciais em suas linhas. Mesmo assim, o padrão RS-232 é destinado à aplicações de
curto alcance. Outras interfaces, como RS-485 são mais recomendadas quando grandes distâncias
são necessárias.
2) RS 485
Ele é chamado normalmente de RS-485, entretanto, seu nome oficial é EIA-485 que reflete o nome
do comitê que naquele tempo foi padronizado. Esse padrão será logo revisado e se tornará a
norma TIA/EIA-485-A.
O padrão RS-485 é baseado na transmissão diferencial de dados que é ideal para transmissão em
altas velocidades, longas distâncias e em ambientes propícios a interferência eletromagnética.
Ele permite a comunicação entre vários elementos participantes em uma mesma rede de dados.
Suas características básicas são:
•Característica multipoint;
• Apenas uma fonte simples de +5V para alimentar os circuitos de transmissão e recepção;
• Transmissão de dados em modo comum com tensões de –7V até +12V.
• Até 32 participantes (cargas);
• Transmissão de dados em até 10 Mbps em uma distância máxima de 12 metros;
• Distância máxima de 1200 metros em 100 Kbps.
As interpretações de suas especificações e as características do padrão variam de fabricante para
fabricante, porém, essas especificações têm que ser seguidas pelos fabricantes dos chips de
implementação do padrão. Podemos citar, por exem-
• Característica multipoint;
• Apenas uma fonte simples de +5V para alimentar os circuitos de transmissão e recepção;
• Transmissão de dados em modo comum com tensões de –7V até +12V.
• Até 32 participantes (cargas);
• Transmissão de dados em até 10 Mbps em uma distância máxima de 12 metros;
• Distância máxima de 1200 metros em 100 Kbps.
As interpretações de suas especificações e as características do padrão variam de fabricante para
fabricante, porém, essas especificações têm que ser seguidas pelos fabricantes dos chips de
implementação do padrão. Podemos citar, por exemplo, a redes Fieldbus que transmitem em RS-
485 em 12 Mbps em 100 metros.
Funcionamento 485
A comunicação RS485 funciona em modo diferencial. Ou seja, a diferença entre as tensões na
linha dirão se o mestre está transmitindo 1 ou 0. A RS485 suporta a comunicação half-duplex e full-
duplex sendo que para a primeira a necessidade da utilização de um cabo par-trançado enquanto
no segundo são necessários dois pares de cabos.
Este tipo de comunicação alcança grandes distâncias de cabo. Podemos chegar até 1200m de
cabo estando a mesma funcionando a 9600 bps. Conforme o baud-rate aumenta, o tamanho do

5. cabo diminui.
Este meio utiliza a estrutura mestre-escravo onde há uma máquina que faz a pergunta e os
escravos respondem de acordo com o frame que chegar estiver com o mesmo endereço ajustado
no escravo.
O cabo de comunicação 485 é composto de dois fios, sendo um destes chamado de A e o outro de
B. Abaixo temos uma tabela que mostra os estados lógicos da linha A e B de acordo com o dado
que o transmissor quiser enviar:
Quando o transmissor (INPUT D) fica em alto, a linha A fica mais positiva que a B e o inverso
ocorre quando o estado inverte. Note que também há uma linha de controle chamada DE e quando
a mesma fica em nível lógico baixo, o barramento fica em alta-impedância.
Para que o receptor identifique um sinal válido, a diferença entre os terminais A e B deve ser maior
que 200 mV. Entre 200mV e –200mV o sinal não é indefinido.
HART
O protocolo de comunicação HART é mundialmente reconhecido como um padrão da indústria
para comunicação de instrumentos de campo inteligentes 4-20mA, microprocessados. O uso dessa
tecnologia vem crescendo rapidamente e hoje virtualmente todos os maiores fabricantes de
instrumentação mundiais oferecem produtos dotados de comunicação HART.
O protocolo HART permite a sobreposição do sinal de comunicação digital aos sinais analógicos de
4-20mA, sem interferência, na mesma fiação. O HART proporciona alguns dos benefícios
apontados pelo fieldbus, mantendo ainda a compatibilidade com a instrumentação analógica e
aproveitando o conhecimento já dominado sobre os sistemas 4-20mA existentes.
Comunicação Analógica + Digital
Há vários anos, a comunicação de campo padrão usada pelos equipamentos de controle de
processos tem sido o sinal analógico de corrente, o miliampére (mA). Na maioria das aplicações,
esse sinal de corrente varia dentro da faixa de 4-20mA proporcionalmente à variável de processo
representada. Virtualmente todos os sistemas de controle de processos de plantas usam esse
padrão internacional para transmitir a informação da variável de processo.
Comunicação Digital + Sinal Analógico Simultâneo

6. O HART usa a tecnologia FSK para codificar a informação digital
de comunicação sobre o sinal de corrente 4 a 20 mA
O protocolo de comunicação de campo HART estende o padrão 4-20mA ao permitir também a
medição de processos de forma mais inteligente que a instrumentação de controle analógica,
proporcionando um salto na evolução do controle de processos. O protocolo HART promove uma
significativa inovação na instrumentação de processos. As características dos instrumentos podem
ser vistas via comunicação digital que são refletidas na denominação do protocolo, HART, que
significa “Highway Addressable Remote Transducer”.
O Protocolo HART possibilita a comunicação digital bidirecional em instrumentos de campo
inteligentes sem interferir no sinal analógico de 4-20mA. Tanto o sinal analógico 4-20mA como o
sinal digital de comunicação HART, podem ser transmitidos simultaneamente na mesma fiação. A
variável primária e a informação do sinal de controle podem ser transmitidos pelo 4- 20mA, se
desejado, enquanto que as medições adicionais, parâmetros de processo, configuração do
instrumento, calibração e as informações de diagnóstico são disponibilizadas na mesma fiação e
ao mesmo tempo. Ao contrário das demais tecnologias de comunicação digitais “abertas” para
instrumentação de processos, o HART é compatível com os sistemas existentes.
Funcionamneto
O Protocolo HART usa o padrão Bell 202, de chaveamento por deslocamentos de frequência (FSK)
para sobrepor os sinais de comunicação digital ao de 4-20mA. Por ser o sinal digital FSK simétrico
em relação ao zero, não existe nível DC associado ao sinal e portanto ele não interfere no sinal de
4-20mA. A lógica “1” é representada por uma frequência de 1200Hz e a lógica “0” é representada
por uma frequência de 2200Hz, como mostrado nas figuras 1 e 2. O sinal HART FSK possibilita a
comunicação digital em duas vias, o que torna possível a transmissão e recepção de informações
adicionais, além da normal que é a variável de processo em instrumentos de campo inteligentes. O
protocolo HART se propaga há uma taxa de 1200 bits por segundo, sem interromper o sinal 4-
20mA e permite uma aplicação tipo “mestre” possibilitando duas ou mais atualizações por segundo
vindas de um único instrumento de campo.
O HART sobrepõe o sinal de comunicação digital ao sinal de
corrente 4 a 20 mA

7. Flexibilidade de Aplicação
O HART é um protocolo do tipo mestre/escravo, o que significa que um instrumento de campo
(escravo) somente “responde” quando “perguntado” por um mestre. Dois mestres (primário e
secundário) podem se comunicar com um instrumento escravo em uma rede HART. Os mestres
secundários, como os terminais portáteis de configuração, podem ser conectados normalmente em
qualquer ponto da rede e se comunicar com os instrumentos de campo sem provocar distúrbios na
comunicação com o mestre primário. O mestre primário é tipicamente um SDCD (Sistema Digital
de Controle Distribuído), um CLP (Controlador Lógico Programável), um controle central baseado
em computador ou um sistema de monitoração. Uma instalação típica com dois mestres é
mostrada na figura 3.
- O Protocolo HART permite que dois equipamentos Mestres acessem
informação de um mesmo equipamento de campo (escravo)
O Protocolo HART pode ser usado de diversas maneiras para trocar informações de/para
instrumentos de campo inteligentes à controles centrais ou equipamentos de monitoração. A
comunicação mestre/escravo digital, simultânea com o sinal analógico de 4-20mA é a mais comum.
Este modo, permite que a informação digital proveniente do instrumento escravo seja atualizada
duas vezes por segundo no mestre. O sinal de 4-20mA é contínuo e carrega a variável primária
para controle.
Exemplo de Aplicação
A flexibilidade do Protocolo HART é evidente no diagrama de controle da Figura 4. Essa aplicação
inovadora usa a capacidade inerente ao Protocolo HARTde transmitir tanto sinais 4-20mA
analógicos como sinais digitais de comunicação simultaneamente pela mesma fiação. Nessa
aplicação, o transmissor HART tem um algorítimo interno de controle PID. O instrumento é
configurado de modo que o loop de corrente 4-20mA seja proporcional à saída de controle PID,
executado no instrumento (e não à variável medida, como por exemplo, a pressão, como na
maioria das aplicações de instrumentos de campo). Uma vez que o loop de corrente é controlado

8. pela saída de controle do PID, este é utilizado para alimentar diretamente o posicionador da válvula
de controle.
A malha de controle é executada inteiramente no campo, entre o transmissor (com PID) e a
válvula. A ação de controle é contínua como no sistema tradicional; o sinal analógico de 4-20mA
comanda a válvula. Através da comunicação digital HART o operador pode mudar o set-point da
malha de controle e ler a variável primária ou a saída para o posicionador da válvula. Uma
economia substancial pode ser obtida através dessa inovadora arquitetura de controle.
Alguns equipamentos HART incluem controlador PID em seus
algoritmos, implementando uma solução de controle com boa relação custo-benefício.
PROTOCOLO Modbus
Modbus é um protocolo de comunicação de dados utilizado em sistemas de
automação industrial. Criado na década de 1970 pela Modicon. É um dos mais antigos
protocolos utilizados em redes de Controladores lógicos programáveis (PLC) para
aquisição de sinais de instrumentos e comandar actuadores. A Modicon (atualmente parte
do grupo Schneider Electric) colocou as especificações e normas que definem o Modbus
em domínio público. Por esta razão é utilizado em milhares de equipamentos existentes e
é uma das soluções de rede mais baratas a serem utilizadas em Automação Industrial.
1. Modicon, hoje Schneider Electric, introduziu o protocolo Modbus no mercado
em 1979. A Schneider ajudou no desenvolvimento de uma organização de usuários e
desenvolvedores independentes chamada Modbus–IDA.
2. Modbus-IDA é uma organização com fins não lucrativos agrupando usuários e
fornecedores de dispositivos de automação que visam adoção do pacote de protocolos
Modbus e a evolução da arquitetura de endereçamento para sistemas de automação
distribuídos em vários segmentos de mercado.

9. 3. Modbus-IDA fornece a infra estrutura para obter e compartilha informação
sobre os protocolos, suas aplicações e a certificação dos dispositivos visando simplificar
a implementação pelos usuários.
TIPOS DE PROTOCOLO
1. O MODBUS TCP/IP é usado para comunicação entre sistemas de supervisão e controladores
lógicos programáveis. O protocolo Modbus é encapsulado no protocolo TCP/IP e transmitido
através de redes padrão ethernet com controle de acesso ao meio por CSMA/CD.
2. O MODBUS PLUS é usado para comunicação entre si de controladores lógicos
programáveis, módulos de E/S, chaves de partida eletrônica de motores, interfaces homem máquina
etc. O meio físico é o RS-485 com taxas de transmissão de 1 Mbps, controle de acesso ao meio por
HDLC (High Level Data Link Control ).
3. O MODBUS PADRÃO é usado para comunicação dos CLPs com os dispositivos de entrada
e saída de dados, instrumentos eletrônicos inteligentes (IEDs) como relés de proteção, controladores
de processo, atuadores de válvulas, transdutores de energia e etc. o meio fís ico é o RS-232 ou RS-
485 em conjunto com o protocolo mestre-escravo.
Características
O modbus utiliza o RS-232, RS-485 ou Ethernet como meios físicos. O mecanismo de controle
de acesso é do tipo mestre-escravo ou Cliente-Servidor. A estação mestre (geralmente um PLC) envia
mensagens solicitando dos escravos que enviem os dados lidos pela instrumentação ou envia sinais a
serem escritos nas saídas para o controle dos atuadores. O protocolo possui comandos para envio de
dados discretos (entradas e saídas digitais) ou numéricos (entradas e saídas analógicas).
1. Algumas características do protocolo Modbus são fixas, como o formato da mensagem,
funções disponíveis e tratamento de erros de comunicação

10. 2. Outras características são selecionáveis como o meio de transmissão, velocidade, timeout,
bits de parada e paridade e o modo de transmissão (RTU os ASCII).
3. A seleção do modo de transmissão define como os dados serão codificados.
Exemplo: Transmissão do endereço
RTU: 0011 1011
ASCII: 3 = 33h B = 42h
0011 0011 0100 0010
Nos protocolos MODBUS Plus e TCP/IP as mensagens são colocadas em frames, não sendo
necessário a definição do modo de transmissão, usando sempre o modo RTU.
5. O modo ASCII permite intervalos de tempo de até um segundo entre os caracteres sem
provocar erros, mas sua mensagem típica tem um tamanho duas vezes maior que a mensagem
equivalente usando o modo RTU.
6. O modo RTU transmite a informação com um menor número de bits, mas a mensagem deve
ter todos os seus caracteres enviados em uma seqüência contínua.
7. O modo RTU também é chamado de ModBus-B ou Modbus Binario e é o modo preferencial.
Todo dispositivo em uma rede Modbus deve ter a sua memória dividida em
registradores de 16 bits numerados conforme o modelo apresentado.
A divisão é baseada na estrutura de memória de um CLP:
• Saídas discretas para os atuadores ON-OFF utilizam um bit. Cada
registrador comporta 16 saídas.
• Entradas discretas para os sensores ON-OFF utilizam um bit. Cada
registrador comporta 16 entradas.
• Entradas analógicas utilizam registradores de 16 bits para os valores
obtidos por conversores A/D a partir dos sinais dos sensores
analógicos.
• Registradores de Memória com 16 bits para os valores utilizados
internamente no CLP.
A identificação dos comandos (funções) de leitura e escrita são diferentes de
acordo com o tipo de dado a ser lido ou escrito.
• A função 1 efetua a leitura do estado das saídas discretas.
• A função 5 efetua a escrita de uma única saída discreta.

11. • A função 15 efetua a escrita de múltiplas saídas discretas.
• A função 2 efetua a leitura do estado das entradas discretas.
• A função 4 efetua a leitura dos valores das entradas analógicas.
• A função 3 efetua a leitura dos valores dos registradores de memória.
• A função 6 efetua a escrita de um valor em um registrador de
memória.
• A função 16 efetua a escrita de múltiplos valores em registradores de
memória.
Funcionamento Modbus
O Mestre solicita uma leitura dos registradores 40108 a 40110 do elemento escravo 06.
A mensagem especifica o endereço inicial como 0107(006Bh)
SOLICITAÇÃO
Nome do Campo Exemplo(HEX) ASCII RTU
Cabeçalho : Nenhum
Endereço 06 0 6 0000 0110
Código da Função 03 0 3 0000 0011
End. Inicial HI 00 0 0 0000 0000
End. Inicial LO 6B 6 B 0110 1011
Nº Registros HI 00 0 0 0000 0000
Nº Registros LO 03 0 3 0000 0011
Verificação de Erro LRC (2) CRC(2)
Trailer LR CF Nenhum
Total de Bytes 17 8
1. O primeiro registrador é o “40001”, mas é endereçado como “0”.
Portanto se precisamos da informação do endereço “40108”, devemo s
endereça-lo como “107”, que transformado em hexadecimal será “6B”.
2. Os registradores utilizam 16 bits para codificar a informação. E stes 16
bits são enviados em dois bytes separados (HIGH BYTE e LOW BYTE).
O escravo repete o código da função indicando uma resposta normal.
A quantidade de bytes especifica quantos itens estão sendo retornados.
RESPOSTA
Nome do Campo Exemplo(HEX) ASCII RTU
Cabeçalho : Nenhum
Endereço 06 0 6 0000 0110
Código da Função 03 0 3 0000 0011
Quantidade bytes 06 0 6 0000 0110
Dado HI 02 0 2 0000 0010
Dado LO 2B 2 B 0010 1011
Dado HI 00 0 0 0000 0000
Dado LO 00 0 0 0000 0000
Dado HI 00 0 0 0000 0000
Dado LO 63 6 3 0110 0011
Verificação de Erro LRC (2) CRC(2)
Trailer CR LF Nenhum
Total de Bytes 23 11
1. O valor 63h é enviado como um byte no modo RTU (0110 0011).

12. 2. O mesmo valor enviado no modo ASCII necessita de dois bytes, mas
são contabilizados como apenas um.
6 (011 0110) e 3 (011 0011).
3. As respostas indicam:
Registro 40108: 02 2Bh = 555
Registro 40109: 00 00h = 0
Registro 40110: 00 63h = 99
O TCP/ IP
É um conjunto de protocolos – uma pilha de protocolos, como ele é mais chamado. Seu
nome, por exemplo, já faz referência a dois protocolos diferentes, o TCP (Transmission
Control Protocol, Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol,
Protocolo de Internet). Existem muitos outros protocolos que compõem a pilha TCP/IP,
como o FTP, o HTTP, o SMTP e o UDP.
As principais características do protocolo TCP são as seguintes:
 TCP permite entregar ordenadamente os datagramas provenientes do protocolo IP
 TCP permite verificar a onda de dados para evitar uma saturação da rede
 TCP permite formatar os dados em segmentos de comprimento variável a fim de os
"entregar" ao protocolo IP
 TCP permite multiplexar os dados, quer dizer, fazer circular simultaneamente
informações que provêm de fontes (aplicações, por exemplo) distintas numa mesma
linha
 TCP permite, por último, o começo e o fim de uma comunicação de maneira
educada.
A arquitetura do TCP/IP pode ser vista na Figura 1.
Figura 1: Arquitetura do TCP/IP.

13. O TCP/IP tem quatro camadas. Os programas se comunicam com a camada de Aplicação.
Na camada de Aplicação contém os protocolos de aplicação tais como o SMTP (para e-
mail), o FTP (para a transferência de arquivos) e o HTTP (para navegação web). Cada tipo
de programa se comunica com um protocolo de aplicação diferente, dependendo da
finalidade do programa.
Após processar a requisição do programa, o protocolo na camada de Aplicação se
comunicará com um outro protocolo na camada de Transporte, normalmente o TCP. Esta
camada é responsável por pegar os dados enviados pela camada superior, dividi-los em
pacotes e enviá-los para a camada imediatamente inferior, a camada Internet. Além disso,
durante a recepção dos dados, esta camada é responsável por colocar os pacotes recebidos
da rede em ordem (já que eles podem chegar fora de ordem) e também verificam se o
conteúdo dos pacotes está intacto.
Na camada Internet temos o IP (Internet Protocol, Protocolo Internet), que pega os pacotes
recebidos da camada de Transporte e adiciona informações de endereçamento virtual, isto é,
adiciona o endereço do computador que está enviando os dados e o endereço do
computador que receberá os dados. Esses endereços virtuais são chamados endereços IP.
Em seguida os pacotes são enviados para a camada imediatamente inferior, a camada
Interface com a Rede. Nesta camada os pacotes são chamados datagramas.
A camada Interface com a Rede receberá os pacotes enviados pela camada Internet e os enviará para
a rede (ou receberá os dados da rede, caso o computador esteja recebendo dados). O que está dentro
desta camada dependerá do tipo de rede que seu computador estiver usando. Atualmente
praticamente todos os computadores utilizam um tipo de rede chamado Ethernet (que está
disponível em diferentes velocidades; as redes sem fio também são redes Ethernet) e, portanto, você
deve encontrar na camada Interface com a Rede as camadas do Ethernet, que são Controle do Link
Lógico (LLC), Controle de Acesso ao Meio (MAC) e Física, listadas de cima para baixo. Os
pacotes transmitidos pela rede
. Camadas do Protocolo TCP/IP
Camada Aplicação
Engloba as aplicações standard da rede (Telnet, SMTP, FTP,…)
Camada situada no topo das camadas do protocolo.
Assegura a interface com as aplicações. É o nível mais próximo do usuário.
Exemplos de aplicativos: FTP, navegadores(browser).
Protocolos pertencentes a esta camada: FTP, TFTP, SNMP, HTTP, DNS, RIP, NFS, SMTP,
POP3, Gopher etc.
Nesta camada são usados os aplicativos para acessarem os recursos da rede.
Esta camada não possui um padrão comum, cada aplicação tem um padrão para acessar os
recursos.
A camada converte as diferenças em um padrão comum para acesso, pois não existe um
padrão que defina como deve ser estruturada uma aplicação.
Transferência de arquivos
Nesta camada rodam o proxy, os gateways, ids, ips, antivírus, etc.
Define como os dados são formatados.
A camada garante que os dados são devidamente empacotados antes de serem repassados

14. para a camada de transporte.
Lida com a representação, codificação e controle dos dialogos.
Define como as sessões são iniciadas e terminadas.
Esta camada mostra as mensagens na forma que o usuário entenda.
Esta camada contém os protocolos de alto nível.
Os serviços desta camada ficam por conta dos aplicativos.
Esta camada usa os serviços das camadas inferiores.
Cada protocolo possui o seu modo de estabelecer as requisições. Depois de codificado é
passado para a próxima camada. Cada protocolo codifica ao seu modo a informação para
esta ser passada para a camada de transporte. Assim você deve estudar o funcionamento de
cada protocolo e como eles funcionam nesta camada.
Camada de Transporte
Esta camada é responsável por pegar os dados enviados pela camada de aplicação e
transformá-los em pacotes, a serem repassados para a camada de Internet.
É responsável pelo endereçamento, roteamento dos pacotes, controle de envio e recepção
(erros, bufferização, fragmentação, seqüência, reconhecimento, etc.), etc.
Provê a comunicação entre as aplicações, chamadas de fim a fim, isto é, uma entidade desta
camada só se comunica com a sua entidade-par do host destinatário.. O serviço é confiável,
tendo controle de erro e seqüência com mecanismos de identificação dos processos de
origem e de destino recebendo dados da camada de aplicação e os dividindo em unidades
menores, com o endereço de destino para a camada de rede (IP). Orientado a conexão
(ponto a ponto), e pode controlar o fluxo de informações.
A camada de transporte utiliza dois protocolos: o TCP e o UDP. O primeiro é orientado à
conexão e o segundo é não orientado à conexão . Ambos os protocolos podem servir a mais
de uma aplicação simultaneamente.
O acesso das aplicações à camada de transporte é feito através de portas que recebem um
número inteiro para cada tipo de aplicação, podendo também tais portas serem criadas ao
passo em que novas necessidades vão surgindo com o desenvolvimento de novas
aplicações.
A maneira como a camada de transporte transmite dados das várias aplicações simultâneas
é por intermédio da multiplexação, onde várias mensagens são repassadas para a camada de
rede (especificamente ao protocolo IP) que se encarregará de empacotá-las e mandar para
uma ou mais interface de rede. Chegando ao destinatário o protocolo IP repassa para a
camada de transporte que demultiplexa para as portas (aplicações) específicas.
Principais funções :
Transferência de dados: Através de mensagens de tamanho variável em full-duplex;
Transferência de dados urgentes: Informações de controle, por exemplo;
Estabelecimento e liberação de conexão: Antes e depois das transferências de dados,
através de um mecanismo chamado three-way-handshake;
Multiplexação
As mensagens de cada aplicação simultânea são multiplexadas para repasse ao IP. Ao
chegar ao destino, o TCP demultiplexa as mensagens para as aplicações destinatárias;
Segmentação
Quando o tamanho do pacote IP não suporta o tamanho do dado a ser transmitido, o TCP
segmenta (mantendo a ordem) para posterior remontagem na máquina destinatária;

15. Controle do fluxo
Através de um sistema de bufferização denominada janela deslizante, o TCP envia uma
série de pacotes sem aguardar o reconhecimento de cada um deles. Na medida em que
recebe o reconhecimento de cada bloco enviado, atualiza o buffer (caso reconhecimento
positivo) ou reenvia (caso reconhecimento negativo ou não reconhecimento após um
timeout);
Controle de erros
Além da numeração dos segmentos transmitidos, vai junto com o header uma soma
verificadora dos dados transmitidos (checksum), assim o destinatário verifica a soma com o
cálculo dos dados recebidos).
Precedência e segurança
Os níveis de segurança e precedência são utilizados para tratamento de dados durante a
transmissão.
UDP (User Datagram Protocol)
O UDP é um protocolo mais rápido do que o TCP, pelo fato de não verificar o
reconhecimento das mensagens enviadas. Por este mesmo motivo, não é confiável como o
TCP.
O protocolo é não-orientado à conexão, e não provê muitas funções: não controla o fluxo
podendo os datagramas chegarem fora de seqüência ou até mesmo não chegarem ao
destinatário. Opcionalmente pode conter um campo checksum, sendo que os datagramas
que não conferem este campo ao chegarem no destino, são descartados, cabendo à
aplicação recuperá-lo.
Camada de Rede
A camada de rede trata da comunicação entre máquinas.
Fornece funções necessárias para interconectar redes e gateways formando um sistema
coerente .
É responsável pela entrega de dados desde a origem até o destino final.
Contém os protocolos IP e ICMP, e os protocolos de roteamento.
Efetua também o mapeamento de endereços (ARP) .
Esta aceita uma requisição de envio de pacote, vinda da camada de transporte, com a
identificação da máquina para onde o pacote deve ser transmitido. Encapsula o pacote em
um datagrama IP, preenche o cabeçalho do datagrama, usa um algoritmo de roteamento
para determinar se o datagrama deve ser entregue diretamente, ou enviado para um
gateway. Finalmente, o datagrama é passado para a interface de rede apropriada, para que
este possa ser transmitido.
A camada de rede é a primeira (normatizada) do modelo. Dentre os protocolos da Camada
de Rede, destaca-se inicialmente o IP (Internet Protocol), além do ARP, ICMP, RARP e dos
protocolos de roteamento (RIP ,IGP, OSPF, Hello, EGP e GGP). A camada de rede é uma
camada não orientada à conexão, portanto se comunica através de datagramas.
Camada de Interface de Rede ou Física
É a primeira camada.
Também chamada camada de abstração de hardware, tem como função principal a interface
do modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token

16. Ring, Frame Relay, sistema de conexão ponto-a-ponto SLIP,etc.) e transmitir os datagramas
pelo meio físico, sinais físicos, tem a função de encontrar o caminho mais curto e confiável.
Como há uma grande variedade de tecnologias de rede, que utilizam diferentes velocidades,
protocolos, meios transmissão, etc. , esta camada não é normatizada pelo modelo, o que
provê uma das grandes virtudes do modelo TCP/IP: a possibilidade de interconexão e inter-
operação de redes heterogêneas.
Esta camada lida com os meios de comunicação, corresponde ao nível de hardware, ou
meio físico, que trata dos sinais eletrônicos, conector, pinagem, níveis de tensão, dimensões
físicas, características mecânicas e elétricas etc. Os protocolos da camada física enviam e
recebem dados em forma de pacotes, que contém um endereço de origem, os dados
propriamente ditos e um endereço de destino. Os datagramas já foram construídos pela
camada de redes.
É responsável pelo endereçamento e tradução de nomes e endereços lógicos em endereços
físicos. Ela determina a rota que os dados seguirão do computador de origem até o de
destino. Tal rota dependerá das condições da rede, prioridade do serviço e outros fatores.
Também gerencia o tráfego e taxas de velocidade nos canais de comunicação. Outra função
que pode ter é o agrupamento de pequenos pacotes em um único para transmissão pela rede
(ou a subdivisão de pacotes grandes). No destino os dados são recompostos no seu formato
original.
Ela estabelece e encerra as conexões.
Notificação e correção de falhas.
Podem ser guiados, através de cabos.
Podem ser não guiados, sem fio: rádio, microondas.
Pode usar o sinal analógico ou digital.
Permite a transmissão de mais de um sinal em um mesmo meio físico.
Esta camada não define protocolos, mas diz como usar os protocolos já existentes.
Mapea os endereços lógicos em físicos, ou seja, transforma os endereços lógicos em físicos.
Os bits são codificados por Manchester Enconding ou Differencial Manchester Enconding
Pode ser considerada uma das mais importantes, pois permitem que os dados cheguem ao
destino da forma mais eficiente possível. O protocolo IP situa-se nessa camada.
Três funções importantes:
determinação do caminho: rota seguida por pacotes da origem ao destino. Algoritmos de
roteamento.
comutação: mover pacotes dentro do roteador da entrada à saída apropriada.

17. estabelecimento da chamada: algumas arquiteturas de rede requerem determinar o caminho
antes de enviar os dados.
Mais Características:
- Tradução de endereços
- Conversão de endereços IP em endereços físicos
- Encapsulamento
- Transporte de datagramas IP em quadros da rede física
- Multi-Tecnologia
- Suporte a diversas tecnologias de redes
- Ethernet - Frame Relay - Token Ring - ATM
- FDDI - Linhas Seriais - X.25
- Nível de interface de rede
- Aceita datagramas IP para transmissão sobre uma rede específica
- Encapsulamento de datagramas IP em quadros da rede
- Geralmente implementado através de Device Drivers
- Permite a implantação de TCP/IP sobre qualquer hardware de rede ou subsistema de
comunicação
- Aceita datagramas IP para transmissão sobre uma rede específica
- Encapsulamento de datagramas IP em quadros da rede
- Geralmente implementado através de Device Drivers
- Permite a implantação de TCP/IP sobre qualquer hardware de rede ou subsistema de
comunicação
- Converte os pacotes em frames compatíveis com o tipo de rede que está sendo utilizada.
Alguns protocolos nesta utilizados nesta camada são:
Protocolos com estrutura de rede própria: X.25, Frame-Relay e ATM
Protocolos de Enlace OSI: PPP, Ethernet, Token-Ring, FDDI, HDLC, Slip, etc.
Protocolos de nível físico: V.24, X.21
Protocolos de barramento de alta velocidade: SCSI, HIPPI
Protocolo de mapeamento de Endereços: ARP