Protocolos

Depois de uma aplicaçãop interagir com a camada superior (Application) através do interface Sockets ou NetBIOS, no sentido de, por exemplo, aceder a determinada informação num servidor, essa camada processará e gerará informação, que posteriormente será convergida para a camada inferior, designada por transporte que, por seu turno, fará o mesmo, até que a informação seja injectada na rede e o processo decorrer de modo inverso no destinatário.

Tipos de protocolos

Anterior á análise dos protocolos que promovem a constituição da família TCP/IP, não é de mais acrescentar que prima uma classificação que os distingue entre connection-oriented e connectionless.

Connection-oriented

Estes protocolos obrigam ao estabelecimento de uma sessão entre os computadores que convergem na comunicação. Aquele que, por sua vez, recebe tem por obrigação informar o emissor sobre os pacotes de informação que lhes chega, mantendo deste modo, um diálogo, que transforma a comunicação numa comunicação mais fiável, embora penalizando a taxa de transferência, reduzida pelo peso criado pela informação de controlo, que constitui uma sobrecarga relativamente aos dados a transmitir. A esta sobrecarga dá-se o nome de overhead.

Connectionless

Neste caso, o overhead apresenta-se mais reduzido, na medida, em que não só os pacotes de informação são mais simples, como ainda por cima não há que trocar informação sobre a correcta chegada dos dados. Numa perspectiva mais profunda, salienta-se que este tipo de protocolos funcionam no perssuposto de que, se a informação alcançar o seu destino, reconhecerá sucesso.

Transmission Control Protocol (TCP)

Aqui é reconhecido um protocolo connection-oriented, cujo papel funciona ao nível da camada Transport, é como que empacotar a informação transmitida pela camada superior, juntando cada pacote enviado alguma informação que permitirá controlar o tráfego entre emissor e receptor.
A informação que é adicionada contém a identificação de cada pacote emitido, que será usada pelo receptor assim que este os for recebendo. Aquando desta situação, é plausível a devolução ao emissor de mensagens avisando que os pacotes dos dados chegaram, que serão usadas para que o emissor tome conhecimento da correcta chegada ou da necessidade de reenviar os pacotes x, y, z, etc.. Os pacotes de informação germinados pelo receptor no sentido de informar sobre o status dos pacotes que alcançam o destino alvo, chamam-se acknowledgments, igualmente conhecidos por ACKs.
Faz parte do conteúdo do pacote TCP a informação sobre os ports usados pelo emissor e pelo receptor dos dados contidos na sua secção de dados. Não são incluídas, porém, as informações relativas ao endereço dos hosts envolvidos, visto que essa informação estará contida nos pacotes IP, dentro dos quais serão encapsulados os pacotes TCP ou UDP, depois de enviados para a camada inferior, Internet.
O overhead de acordo com este protocolo, está associado, não só com a maior complexidade e tamanho dos pacotes de informação, mas também com a possibilidade de a informação poder ter de ser sujeita a múltiplas transmissões.

User Datagram Protocol (UDP)

O software que recorre à comunicação via rede pode usar TCP ou UDP. Em termos íntegros da funcionalidade, o resultado obtido com a utilização do UDP ou do TCP é de igual modo verificado, a partir do momento em que se afere a correcta chegada da informação ao host ou hosts de destino.
Este protocolo é, por sua vez, utilizado entre outras coisas, para executar difusões de mensagens, denominadas por broadcasts, que podem possuir os mais diversos fins.
O facto de o UDP ser um um protocolo connectionless, não implica necessariamente que este não permita fazer uma troca fiável de informação entre hosts. Isso pode ser concretizado, contudo não graças a este protocolo, tal como surge com o TCP, sendo, ao invés, conseguido por meio de processamento feito ao nível das aplicações que o utilizam.
Aquando da correcta troca de informação ao usar o UDP afere-se uma maior rapidez do que a mesma troca alcançada via TCP, visto denotarem-se duas circunstâncias sustentáveis, que são: 1) o pacote UDP é muito mais simples, contendo apenas os dados, os ports de origem e destino, bem como informação de paridade. Tal não se realiza com o TCP que, por seu turno, contém muito mais informação no header dos seus pacotes; 2) o UDP não estabelece uma sessão entre cliente e servidor, nem as máquinas que o utilizam se informam mutuamente sobre os pacotes que vão chegando. Logo, aqui está implicado o facto que se visa por não ocorrerem retransmissões de dados até estes chegarem ao destino.

Internet Protocol (IP)

Não obstante todos os protocolos que estão envolvidos no pacote TCP/IP dependerem uns dos outros, em constante harmonia na sua funcionalidade, mas desempenhando cada um deles o papel que lhes é entregue, o IP distingue-se talvez como o de capital importância entre todos, visto tratar-se daquele que realmente permite a identificação das máquinas envolvidas e, para mais, é responsável pela informação em que o TCP/IP e baseia para encaminhar e entregar os pacotes de informação no destino correcto, por meio de redes que, tal como a Internet, são encaradas como um emaranhado de computadores, routers, cablagens, sistemas telefónicos, etc..
A essência do que circula na rede são os pacotes IP, que por meio de um processo denominado por encapsulation levam dentro pacotes TCP ou UDP, processados pela camada superior. Exteriormente aos pacotes IP só persistem mesmo os frames ethernet que, por seu turno, desempenham o transporte em redes Ethernet, contudo esses são objecto de um tratamento invisível, fazeado pelas placas de rede com a ajuda dos respectivos drivers.
Tendo sempre em linha de conta, as arquitecturas de rede usadas, os pacotes IP têm permissão para serem transportados por outros tipos de invólucro de informação, tais como as células nas redes ATM ou os tokens nas redes Token Ring. Independentemente da rede que esteje a usufruir TCP/IP, os pacotes transportados entre computodores são sempre considerados pacotes IP. Dentro destes existe uma área denominada por header, cuja contém a informação de controlo, bem como outra designada por data, ou dados, que contém um outro pacote, TCP ou UDP, por seu turno constituído igualmente por áreas header e data.
Por sua vez, o header de um pacote IP acalenta, entre outras informações, a indicação concreta do remetente e do destinatário sob a forma de endereços IP, com excepção dos broadcasts, que são dirigidos a todas as máquinas.
Sustentada esta informação, os meios envolvidos no encaminhamento de pacotes IP através da rede, na sua maioria routers, desviam os pacotes no sentido dos destinatários. A este processo de encaminhamentoté à entrega dos pacotes é dado o nome de routing.
No decorrer do processo em que o router recebe os pacotes IP que chegam aos terminais, por meio das redes Ethernet, FDDI, Frame Relay, ou outro, em que vai despachando os pacotes de acordo com as informações que dispõe, oriundas de outros computadores, routers, ou simplesmente fornecidas pelos administradores de sistema.
O papel que os routers desempenham incide no processo de abrir os frames Ethernet e ler o seu conteúdo, que será um pacote IP se o protocolo utilizado na rede for o TCP/IP. O frame, por conseguinte, sustenta a sua existência pela informação que indica o tipo de conteúdo. Posterior ao acessom do conteúdo do header IP, o router poderá decidir que medidas são necessárias a tomar. Visando este motivo é plausível a afirmação de que um router trabalha ao nível da camada Network do modelo OSI, designada por Internet no modelo simplificado.
Tem capital importância uma parte pertencente ao pacote IP, a informação TTL, ou time to live, que consiste num número que indica o tempo que o pacote pode circular na rede até se considerar perdido. Este número, por sua vez, é decrementado em 1 de cada vez que passa por um router.
Como nota breve, poderei recorrer à informação visada pelo facto de não existeiram redes concebidas sob a tutela da perfeição, logo, um erro numa rede TCP7IP poderia traduzir-se em pacotes que deambulariam eternamente. Por conseguinte, com o processo de controlo de tempo de vida, supra citado, os pacotes perdidos são automaticamente eliminados.
É de alguma relevância a compreensão de que, embora sejam os pacotes IP que incluem a informação que permite fazer o encaminhamento até ao destino, não é, porém, com base na informação neles contida que se processa a verificação da chegada da informação, todavia, é com base na informação que o header dos pacotes TCP encerram que, posteriormente o IP pode estar a transportar. É sob a tutela da camada Transport (que gera e recebe pacotes TCP e UDP) que se dá esse tipo de controlo, desde que o protocolo utilizado seja o TCP.

Internet Control Message Protocol (ICMP)

Aqui está destinado um papel associado ao controlo de fluxo dos pacotes enviados e recebidos, criação de estatísticas pormenorizadas sobre o protocolo IP, bem como o TCP, UDP e ao próprio ICMP e, geração de informação sobre erros ocorridos.
Também lhe é atribuída a função, em face de certas operações, informar sobre o tempo de chegada da informação ou sobre a incapacidade de comunicar com um determinado host, toda esta informação produzida denota-se na execução do comando ping que permite-nos testar a fiabilidade da comunicação com um host, todavia a dita informação é-nos também fornecida quando existe comunicação usando TCP/IP, contudo ressalva-se que somente na presença da execução de comandos de consulta, como netstat ou do ping é que nos são dados os resultados estatísticos obtidos. O comando ping produz uma mensagem ICMP denominada por echo request que, por seu turno, ao aferir-se o alcance do destino, desencadeará uma resposta sob a forma de um echo reply. Se, noutra ocasião, não for gerada a mensagem que resultou da execução do comando anterior, resultará (devido à inexistência de resposta) request timed out.
Este é igualmente concebido para os computadores e routers trocarem informação sobre o seu funcionamento ou mesmo para trocarem mensagens de controlo, não descurando da informação relativa à escolha de caminhos até ao destino e controlo do fluxo de informação. Um router permite, portanto, detectar um caminho alternativo entre o emissor e o receptor e enviar uma mensagem ao emissor, utilizando ICMP, com o intuito de informar que existe um caminho mais acessível através do qual este poderá dirigir os pacotes IP. A este tipo de informação designamos por ICMP redirect message. Outra possibilidade em termos de comandos que usam o ICMP reside no tracert, que orienta-nos para a verificação do caminho seguido pelos pacotes IP até ao alcance do destino dos mesmos.

Address Resolution Protocol (ARP)

Tendo em conta que, uma rede Ethernet não identifica computadores com base no endereço IP usado pelo TCP/IP, porém, com base num endereço assinalado por MAC address ou physical address, que permite ser facilmente consultado por meio da execução do comando ipconfig/all. Ou seja, para que uma placa de rede decida transmitir o conteúdo dos frames Ethernet à camada superior do modelo Internet, para que, deste modo, se proceda ao seu processamento, é crucial que o campo destinado à identificação do destino, dentro do frame, seja igual ao endereço MAC da placa.
Visto que no TCP/IP verifica-se o uso de endereços IP no processo de identificação dos hosts, quando numa rede local é necessário estabelecer a comunicação entre dois hosts, é importante possuir o conhecimento do endereço MAC do destinatário, que será indicado no header (cabeçalho) dos frames Ethernet que lhe são destinados. O papel do ARP é conceder o endereço MAC em função de um endereço IP fornecido.
O processamento do frame só é visível no computador cujo MAC address da placa de rede coincide com o endereço especificado no frame, ou quando são passados frames que estão destinados a outras máquinas, designados por broadcasts. Remetemo-nos deste modo, para as mensagens que inspiram o objectivo de comunicar algo a todas as máquinas, como o início da eleição de um master browser, ou uma solicitação a todas as máquinas. Aliás, a requisição de um endereço MAC através do ARP é concretizada sob a forma de um broadcast tendo, à partida em consideração o desconhecimento do destinatário que, por conseguinte remete-nos para o questionário a todos os hosts.
Existe uma tabela designada por arp cache onde são identificáveis as equivalências entre endereços IP e endereços MAC, à medida que estas vão sendo descortinadas. Posteriormente à obtenção do MAC address correspondente a um endereço IP, este é aplicado em todos os frames Ethernet destinados ao host com este endereço.

Point to Point (PPP)

Este é utilizado com o serviço RAS para manter a ligação ponto a ponto, estabelecendo a união entre duas redes ou dois computadores através de um modem, adaptador ISDN ou com routers. Concentra a capacidade nativa de proceder à autenticação do utilizador que faz o acesso, por meio da encriptação. É suportado pelo Windows NT, como cliente ou servidor. Utilizado no acesso aos servidores dos ISP.

Serial Line Internet Protocol (SLIP)

Demonstra semelhanças com o PPP, todavia, é encarado como um protocolo um tanto ou quanto ultrapassado, devido à falta de segurança, dado que não suporta autenticação segura. As redes Microsoft não suportam o serviço de servidor SLIP, apenas permitindo a ligação como cliente a um servidor que o suporte.

Point to Point Tunneling Protocol (PPTP)

Oferece-nos a permissão de podermos estabelecer ligações a servidores de modo bem mais seguro, que perfaz, desde aí, o aproveitamento de um ligação já existente. Permite, igualmente a criação de Virtual Private Networks por meio ta Internet ou de outras redes públicas.
Não obstante a dependência deste do TCP/IP, é possível que se concretize a comunicação utilizando outros protocolos, através da utilização de um método de encapsulamento.Tem de ser manualmente instalado, posterior à instalação do serviço RAS.
A instalação do protocolo em questão determina-se na definição de um determinado número de virtual devices, que se comportam como modems virtuais, através dos quais são realizadas as ligações de acesso remoto a outras redes, de forma quase que instantânea. A troca de informação está sempre sob a tutela da segurança, mesmo quando se verifica o uso desta através de redes públicas como a Internet, como resultado da utilização da encriptação.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)

Usualmente utilizado em mail servers, permite-nos proceder à troca de correio electrónico dos utilizadores com mail box no servidor e também entre servidores SMTP. Em conjunto com o POP3, reside no facto de ser um dos protocolos usados para troca de e-mail através da Internet.

Post Office Protocol (POP3)

Pemite a um cliente, geralmente correndo um programa de manipulação de correio electrónico, manipular as mensagens que lhe são destinadas e estão depositadas num mail box num servidor SMTP que, também suporta POP3.Pode ser utilizado via telnet tal como o SMTP.

Simple Network Management Protocol (SNMP)

O SNMP é um protocolo que tolera a especificação de uma série de computadores e eventos que serão expostos para o controlo por parte do sistema.
Os computadores e devices de redes, tais como routers, hubs, switches, ou outros, desde que suportem SNMP, executam o envio de informação, quanto ao seu comportamento, para um computador designado por SNMP manager, consentindo assim a gerância à distância das diversas componentes envolvidas na rede informática.