A arquitetura TCP/IP

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TCP/IP é o nome que se dá a toda a família de protocolos utilizados pela Internet. Esta família de protocolos foi desenvolvida pela DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) no DoD (Departamento de Defensa dos Estados Unidos).
Este conjunto de protocolos foi desenvolvido para permitir aos computadores compartilharem recursos numa rede. Toda a família de protocolos inclue um conjunto de padrões que especificam os detalhes de como comunicar computadores, assim como também convenções para interconectar redes e rotear o tráfego.
Oficialmente esta família de protocolos é chamada, Protocolo Internet TCP/IP, comumente referenciada só como TCP/IP, devido a seus dois protocolos mais importantes (TCP: Transport Control Protocol e IP: Internet Protocol).

um pouco de história…

Nos anos 60, o principal setor estratégico americano, Department of Defense – DoD se interessou em um protocolo que estava sendo
desenvolvido/utilizado pelas universidades para interligação dos seus sistemas computacionais e que utilizava a tecnologia de chaveamento de pacotes. O interesse do DoD estava no desejo de manter a comunicação entre os diversos sistemas espalhados pelo mundo, no caso de um desastre nuclear. O problema maior estava na compatibilidade entre os sistemas computacionais de diferentes fabricantes que possuíam diferentes sistemas operacionais, topologias e protocolos. A integração e compartilhamento dos dados passou a ser um problema de difícil resolução.
Foi atribuído assim à Advanced Research Projects Agency – ARPA a tarefa de encontrar uma solução para este problema de tratar com diferentes equipamentos e diferentes características computacionais. Foi feita então uma aliança entre universidades e fabricantes para o desenvolvimento de padrões de comunicação. Esta aliança especificou e construiu uma rede de teste de quatro nós, chamada ARPANET, e que acabou sendo a origem da Internet hoje.
No final dos anos 70, esta rede inicial evoluiu, teve seu protocolo principal desenvolvido e transformado na base para o TCP/IP (Transmition Control Protocol / Internet Protocol). A aceitação mundial do conjunto de protocolos TCP/IP deveu-se principalmente a versão UNIX de Berkeley que além de incluir estes protocolos, colocava-os em uma situação de domínio público, onde qualquer organização, através de sua equipe técnica poderia modificá-los e assim garantir seu desenvolvimento.

A arquitetura TCP/IP visualiza a rede de computadores em quatro camadas:

Interface de rede

Esta camada, com o menor nível de abstração na arquitetura TCP/IP, usa padrões para conexão à rede física, seja esta local (Ethernet-CSMA/CD, Token Ring, FDDI, ATM) ou de longa distância (HDLC, X.25, ATM).
Como a camada interface de rede opera com endereços físicos, protocolos de conversão entre endereços físicos e lógicos são definidos. São estes o ARP (Address Resolution Protocol) e o RARP (Reverse ARP).

Inter-redes
Esta camada estabelece os protocolos para transporte não-confiável de mensagens (IP – Internet Protocol), para controle da comunicação e informe de erros (ICMP – Internet Control Message Protocol) e para roteamento de mensagens (EGP – Exterior Gateway Protocol, RIP – Routing Information Protocol).
Endereços para comunicação entre máquinas (host-to-host) são lógicos (endereços IP), já usando o nível adicional de abstração oferecido pela camada inferior.
Na versão mais usual do protocolo (IPv4), endereços IP ocupam 32 bits e são divididos em cinco classes. As classes A, B e C têm seus endereços estruturados em um prefixo de identificação de classe (binários 0, 10 e 110, respectivamente), identificador de subrede (7, 14 e 21 bits) e identificador de host. A classe D (prefixo 1110) é utilizada para multicast, enquanto que endereços da classe E (11110) são reservados para uso futuro.
Usualmente, endereços IP são representados por um conjunto de quatro de valores decimais correspondente aos quatro grupos de 8 bits do endereço. Nessa forma de representação, endereços iniciados por valores entre 0 e 127 são da classe A; entre 128 e 191, classe B; entre 192 e 223, classe C; entre 224 e 239, classe D; e entre 240 e 247, classe E.

classes

Existe também uma forma de representação simbólica de endereços IP baseada em nomes de domínios que são partições da rede Internet organizados hierarquicamente em estruturas de domínios e sub-domínios.
O mapeamento entre endereços IP representados simbolicamente e numericamente é realizado por servidores de nome distribuídos pela Internet, conhecido por Sistemas de Nomes de Domínio ou DNS.

Transporte
Esta camada estabelece protocolos para transporte confiável de dados por conexão (TCP/IP – Transfer Control Protocol/IP) e para transporte de datagramas, sem conexão (UDP – User Datagram Protocol).
Em termos de endereçamento, esta camada introduz o conceito de porta, um nível de endereço adicional que identifica a aplicação na máquina. Um endereço completo nesse nível é estabelecido por um par (host, port).

Aplicação

Esta camada, de maior nível de abstração, define o conjunto de serviços manipulados por usuários.
Os serviços definidos utilizam a arquitetura de distribuição cliente-servidor. Os servidores são processos que oferecem o serviço e estabelecem um endereço (host,port) para sua disponibilização. Os clientes devem entrar em contato com o servidor nesse endereço para requisitar o serviço.
Algumas portas de serviços TCP/IP já são pré-definidas, sendo denominadas de portas notáveis tais como:
Eco (retornar o mesmo que for enviado): porta 7 – echo
Transferência de arquivos: porta 21 – ftp
Terminal virtual: porta 23 – telnet
Correio eletrônico: porta 25 – smtp
arqt

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