TCP/IPTCP/IPTRANSMISSION CONTROL PROTOCOL

INTERNET PROTOCOL

O legado da distância como o preço fundamental das

comunicações pode muito bem se comprovar como a influência mais significativa a delinear o

próximo meio século. Seus efeitos serão tão penetrantes quanto os da descoberta da

eletricidade.The Economist,

30 de setembro de 1995

Dailson Fernandes

TCP/IP

É um sistema de protocolos - um conjunto de protocolos que dá

suporte à comunicação em rede.

Dailson Fernandes

Redes

• Em seu nível elementar mais elementar, uma rede consiste em dois computadores conectados um ao outro por um cabo para que possam compartilhar dados. Todas as redes, não importa o quanto sejam sofisticadas, derivam desse sistema simples. Se a idéia de dois computadores conectados não parece extraordinária, no passado representou uma grande conquista nas comunicações.

Dailson Fernandes

Cont.

• As Redes surgiram da necessidade de compartilhar dados em tempo hábil. Os computadores pessoais são ferramentas de trabalho ótimas para produzir dados, gráficos e outros tipos de informação, mas não possibilitam que você compartilhe rapidamente os dados que criou.

Dailson Fernandes

Cont.

• Sem uma rede, os documentos devem ser impressos para que outras pessoas possam modificá-los ou utilizá-los. Na melhor das hipóteses, você entrega os arquivos em disquetes para que outras pessoas copiem em seus computadores. Se fizerem modificações no documento, não há como mesclá-las. Isto era, e ainda é, conhecido como trabalhar em ambiente autônomo.

Dailson Fernandes

Ambiente Autônomo

Dailson Fernandes

Cont.

• Se a pessoa mostrada no slide anterior tivesse que conectar seu computador a outros, poderia compartilhar os dados dos outros computadores e as impressoras. Um conjunto de computadores e outros dispositivos conectados juntos chama-se REDE, assim como o conceito de computadores compartilhando os recursos.

Dailson Fernandes

Os computadores que fazem parte de uma rede podem compartilhar:

• Dados

• Mensagens

• Gráficos

• Impressoras

• Aparelhos de fax

• Modems

• Outros recursos de Hardware

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Redes Locais

• As redes começaram pequenas, com até dez computadores conectados a uma impressora. A tecnologia limitou o tamanho da rede, incluindo o número de computadores conectados, assim como a distância física que poderia ser abrangida pela rede.

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Anos 80

• Por exemplo, no início dos anos 80, o método mais popular (comum) de cabeamento possibilitaria cerca de 30 usuários em uma extensão máxima de cabo de pouco mais de 180 metros. Esse tipo de rede deveria estar em um único andar de um prédio ou em uma empresa pequena.

Dailson Fernandes

Atualmente• Atualmente, para empresas muito pequenas, essa

configuração ainda é adequada. Esse tipo de rede, dentro de uma área limitada, chama-se rede local (LAN).

• A medida que o alcance geográfico da rede aumenta com a conexão de usuários em cidades ou estados diferentes, a LAN torna-se uma rede de longa distância (MAN, WAN). O número de usuário agora pode aumentar de Dez para Milhares.

Dailson Fernandes

Podemos então classificar as redes locais em três tipos:

• LAN - Local área Network (Abrangência no espaço físico de um ou mais prédios).

• MAN - Metropolitan área Network (Abrangência no espaço físico de uma cidade).

• WAN - Wide área Network (Abrangência no espaço de vários municípios ou países). REDE REMOTA

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Componentes da rede Local

• Estações de Trabalho (Cliente de Rede)

• Placas e Cabos

• Protocolos

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Por que usar Redes?

• As redes possibilitam que várias pessoas compartilhem tanto dados como periféricos simultaneamente. Se várias pessoas precisam usar uma impressora, todas podem utilizar a impressora disponível na rede.

Dailson Fernandes

Cont.• Antes de existir as redes, as pessoas que

queriam compartilhar informações estavam limitadas a:– Contar as informações uma para outras

(comunicação oral).

– Escrever memorandos

– Colocar a informação em um disquete, levá-lo fisicamente para outro computador e, depois, copiar os dados naquele computador.

Dailson Fernandes

Cont.

• As redes podem reduzir a necessidade de comunicação escrita e tornar disponíveis praticamente todos os tipos de dados para todos os usuários que deles precisarem.

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REDES(Conceito 1)

É uma coleção de computadores ou dispositivos semelhantes ao computador que podem se comunicar por um meio de

transmissão comum.

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REDES (Conceito 2)

Consiste em dois ou mais computadores interligados por qualquer meio, podendo trocar informações entre si. Todas as redes por mais sofisticadas que sejam, derivam deste conceito.

Dailson Fernandes

PROTOCOLO

É um sistema de regras comuns que ajuda a definir o processo

complexo de transferir dados. É como se fosse um “idioma” usado em comum pelos computadores estabelecendo uma “conversa”

mútua.

TCP/IPTCP/IPA ORIGEM DAS REDES

O Que tem em comum:

O Surf do Hawaí com o início das

redes ?

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Onde tudo começou ?

A primeira experiência de redes aconteceu no Hawaí, ficou

conhecida como a rede ALOHA que interligava alguns pontos de uma universidade e o meio usado

foi canais de rádio, um para transmitir, outro para receber.

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ProtocolosProtocolos

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Conceito

• Protocolos são regras e procedimentos para comunicação. Por exemplo, diplomatas de uma país aderem ao protocolo para se orientarem na interação com diplomatas de outros países. A utilização das regras de comunicação aplica-se da mesma maneira no ambiente de computadores.

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Cont.

• Quando diversos computadores estão interligados em rede, as regras e procedimentos técnicos que administram sua comunicação e interação são chamados de protocolos.

Dailson Fernandes

Como os protocolos trabalham?

• Toda a operação técnica de transmissão de dados através da rede precisa ser dividida em etapas sistemáticas distintas. A cada etapa, ocorrem certas ações que não podem ocorrer em nenhuma outra etapa. Cada etapa tem suas próprias regras e procedimentos, ou Protocolos.

• As etapas devem ser realizadas em uma ordem consistente, que seja igual em todos os computadores da rede.

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Tipos de Protocolos

• NetBEUI

• IPX/SPX

• TCP/IP

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NetBEUI

– É um protocolo rápido e eficiente.– As vantagens do NetBEUI são a sua

velocidade de transferência de dados na mídia da rede e sua compatibilidade com todas as redes baseadas em Microsoft.

– A maior desvantagem é que ele se limita ás redes baseadas em Microsoft.

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IPX/SPX

• É o protocolo utilizado para possibilitar a conexão do seu computador com servidores de rede Novell.

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TCP/IP

• Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo Internet ( TCP/IP )

• Tornou-se o protocolo padrão utilizado para interoperabilidade entre muitos tipos diferentes de computadores. Essa interoperabilidade é uma das vantagens principais do TCP/IP.

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Cont.

• Quase todas as redes suportam o TCP/IP como protocolo. O TCP/IP também suporta e é normalmente utilizado como o protocolo de interconexão de rede.

• Devido á sua popularidade, o TCP/IP tornou-se o verdadeiro padrão para interconexão de rede.

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Tipos de Tipos de ServidoresServidores

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Servidores??

• A maior parte das redes possui um servidor dedicado.

• Um servidor dedicado é aquele que funciona apenas como servidor e não é utilizado como estação de trabalho ou cliente.

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Cont.

• Os servidores são “dedicados” porque são otimizados para processar rapidamente as requisições dos clientes da rede e para garantir a segurança dos arquivos e pastas.

• As redes baseadas em servidor tornaram-se o modelo padrão para a comunicação de rede.

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Servidores especializados

• Conforme o tamanho e o tráfego das redes aumentam, mais de um servidor na rede é necessário. A distribuição de tarefas entre vários servidores garante que cada tarefa seja desempenhada da maneira mais eficiente possível.

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Servidores de Arquivos e Impressão

• Os servidores de arquivo e impressão gerenciam o acesso do usuário e a utilização dos recursos de arquivos e impressora.

• Os servidores de arquivos e impressão destinam-se ao armazenamento de arquivos e de dados.

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Servidores de Aplicativos

• Com um servidor de arquivo e impressão, os dados ou o arquivo são carregados para o computador que fez a requisição. Com um servidor de aplicativo, o bando de dados fica no servidor e apenas os resultados requeridos são carregados no computador que fez a requisição.

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Servidores de Correio

• Os servidores de correio gerenciam mensagens entre os usuários da rede.

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Servidores de Fax

• Os servidores de Fax gerenciam o tráfego de fax para dentro e para fora da rede, compartilhando uma o mais placas de fax modem.

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Servidores de Comunicação

• Os servidores de comunicação manipulam o fluxo de dados e as mensagens de correio eletrônico entre a própria rede do servidor e outras redes

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Peer To Peer (Ponto a Ponto)

• Em uma rede par-a-par, não existem servidores dedicados ou hierarquia entre os computadores. Todos os computadores são iguais e, portanto chamados pares.

• Normalmente cada computador funciona tanto como cliente quanto como servidor, e nenhum deles é designado para ser um administrador responsável por toda rede.

• O usuário determina quais os dados são compartilhados.

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Topologias

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Topologias de Rede

• Topologias de rede define a forma como as estações (Computadores) estão fisicamente distribuída

• A topologia física é a descrição da rota utilizada pelos cabos da rede para interligar os nós.

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Topologia em Estrela

• Na topologia de estrela, os computadores são conectados por segmentos de cabo a um componente centralizado chamado Hub.

• Os sinais são transmitidos a partir do computador que está enviando através do hub até os computadores na rede.

• Esta topologia iniciou-se nos primórdios da computação, com os computadores conectados a um computador centralizado.

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Topologia em Estrela

• Caracterizada por apresentar, a figura de um ponto centralizador , o responsável pelo roteamento das informações.

• Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto, tendo que passar obrigatoriamente pelo computador servidor.

• Todos os ponto desta rede participam do processo centralização de informações assim como de distribuição de trabalhos.

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Topologia em Estrela

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Topologia em Anel

• A topologia de anel conecta os computadores em um único círculo de cabos. Não há extremidades terminadas. Os sinais viajam pela volta em uma direção e passam através de cada computador. Ao contrário da topologia de barramento passiva, cada computador atua como um repetidor para amplificar o sinal e enviá-lo para o seguinte. Como o sinal passa através de todos os computadores, a falha em um computador pode ter impacto sobre toda rede.

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Topologia em Anel

• Elimina a figura de um ponto centralizador , o responsável pelo roteamento das informações.

• Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto a outro da rede até alcançar o ponto destinatário.

• Todos os ponto desta rede participam do processo de transmissão de uma informação.

• Se houver a quebra de um dos pontos a rede é interrompida.

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Topologia em Anel

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Topologia em Barra

• A topologia de barramento também é conhecida como barramento linear. Este é o método mais simples e comum de conectar os computadores em rede. Consiste em um único cabo, chamado tronco (e também backbone ou segmento), que conecta todos os computadores da rede em uma linha única.

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Topologia em Barra• Permite o maior número de terminais ligados a

rede, e todos os terminais são ligados a um cabo principal.

• Deste modo uma informação poderá ser enviada para um terminal ou para todos simultaneamente.

• Os pontos da rede não participam do processo de transmissão de dados.

• Este tipo de topologia é bastante utilizados em grandes sistemas de teleprocessamento.

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Topologia em Barra

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Cabeamentos

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Cabo Coaxial

• Em certa época, cabo coaxial era o tipo de cabeamento de rede mais amplamente utilizado.

• É composto de um condutor interno circundando por um material isolante e por uma malha de brindagem. Devido às suas características, suporta taxas de transmissão mais altas, alcançando tipicamente 10 megabits por segundo em distância de ordem de 1KM. O cabo coaxial tem uma imunidade a ruído bem melhor que o par traçado, mas seu custo é mais elevado. adapta-se a qualquer topologia.

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Cabo de Par Trançado

• É constituído de dois fios enrolados em espiral. As taxas de transmissão neste tipo de meio podem chegar a até alguns poucos megabits por segundo, dependendo da distância entre os extremos, técnica de transmissão e qualidade do cabo. O par traçado é bastante susceptível a ruídos e interferência, mas é o meio que tem menor custo por comprimento. A ligação de nós é extremamente simples, reduzindo ainda mais o custo da utilização.

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Fibra Óptica

• Uma fibra óptica consiste de um filamento de silícia, através do qual é transmitido um sinal luminoso que transporta a informação, de forma codificada.

• A fibra óptica é imune à interferência eletromagnética.• O cabo de fibra óptica é apropriado para transmissão

de dados a grande velocidade e alta capacidade, devido a ausência de atenuação e à pureza do sinal.

• É o mais caro de todos, atinge taxas de quase centenas de gibabits por segundo, transmitindo dados, voz e imagem.

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Paternidade da Rede Leonard Kleinrock e Vinton Cerf disputam a paternidade da rede. A

diferença é de apenas 48 dias a favor de Vinton. Outro ponto forte

a favor de Vinton é a criação do protocolo TCP/IP que faz que

computadores de qualquer plataforma se comuniquem sem

problemas.

TCP/IPTCP/IPAS PRIMÍCIAS

Dailson Fernandes

A HISTÓRIA DO TCP/IP:

Nos dias atuais, a rede TCP representa a síntese dos

desenvolvimentos que começaram nos anos 60 e subseqüente

revolucionaram o mundo da computação. Tanto na Internet

como na Rede Local.

Dailson Fernandes

A HISTÓRIA DO TCP/IP:

Surgiu no final da década de 60 com a finalidade de se tornar um

protocolo que fizessem os computadores do Dep. de defesa dos Eua se conversarem. Nesta época as redes eram pequenas e

patenteadas.

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A HISTÓRIA DO TCP/IP:

O objetivo era ter uma rede descentralizada. Daí surgiu a ARPA

(Advanced Research Projects Agency). Foi justamente a ARPA que deu início ao TCP/IP. Mais

tarde a ARPA se tornaria o que se conhece hoje por INTERNET.

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

Em 1957 o governo americano cria a ARPA em resposta a ex-U.S.R.R. em ter lançado o Sputnik: O primeiro satélite artificial da terra.

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

Em 1961, Leonard Kleinrock lança o Information Flow in Large

Communication Nets, um documento que apresentou uma nova técnica de transferência de informações entre computadores. Essa técnica é a base de tecnologia de redes até os dias de

hoje.

Dailson Fernandes

HISTÓRIA DO TCP/IP:

Em 1966, Larwance G. Roberts elabora um documento que viria a

ser o esboço da ARPANET, a princípio uma rede de pacotes

ligando centros de pesquisas. Esta ligação se concretizou em 1969

interligando os principais centros e universidades da época.

Dailson Fernandes

HISTÓRIA DO TCP/IP:

Nesta época foram usados linhas dedicadas de 56 Kbps e sinais de rádio e este foi o ponto de partida

para a Internet.

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

Em 1970 Vinton Cerf liderou uma equipe que elaborou um protocolo de comunicação para a ARPANET

(que até então usava o limitado NCP - Network Control Protocol). O ápice desta pesquisa foi o TCP.

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A HISTÓRIA DO TCP/IP:

Já nesta época surgiu dois conceitos importantes que nos

perduram até hoje:

•Verificação de nó final

•Roteamento Dinâmico

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

Em 1975 o TCP começou a ser usado. Esta experiência mostrou a

necessidade de dividir as funções delegadas a esse protocolo em dois

grupos: O controle de fluxo e a conectividade entre os equipamentos.

O TCP continuou com a primeira parte e para cuidar da segunda parte

foi criado o IP.

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

A partir de então (1975) que o padrão começou a ser chamado de

TCP/IP. Mas a ARPANET continuava usando dois protocolos: o TCP/IP e o NCP. Somente depois

de 1º de janeiro de1983 que o TCP/IP passou a ser único e o NCP

caiu em desuso.

Dailson Fernandes

HISTÓRIA DO TCP/IP:

Justamente no ano de 1983 que ocorreu a divisão da ARPANET. Uma parte continuou com as suas funções militares - MILNET. A outra parte

começou a ser acessada pelas universidades, graças a

implementação do TCP/IP ao BSD Unix. Esta outra parte pública foi

chamada de Internet.

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HISTÓRIA DO TCP/IP:

O grande “bum” desta rede foi em 1990 quando deixou de ser

acadêmica para ser comercial e o grande marco foi a criação do primeiro browser em 1993 por

Marc Andressen.

TCP/IPTCP/IPO ADVENTO DA INTERNET

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HISTÓRIA DA INTERNET:

Desenvolvida pela ARPA (Advanced Research and

Projects Agency) em 69 com o objetivo de conectar os

departamentos de pesquisa. Esta rede foi batizada como

ARPANET.

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SURGIMENTO:

A ARPANET foi criada em plena guerra fria para evitar

que a URSS pudesse quebrar a única rede que existia na época que ligava os centros militares

ao Pentágono.

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SURGIMENTO:

A estratégia foi criar um Backbone enterrado menos vulnerável a um provável

ataque russo.

Dailson Fernandes

SURGIMENTO:

Na década de 70 foi criado o TCP/IP, desenvolvido no

sistema UNIX, que possibilitou a conexão de várias

universidades à ARPANET

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SURGIMENTO:

Em 1990 a ARPANET foi extinta pelo seu desuso.

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A INTERNET NO BRASIL:

Só em 1991 a RNP (Rede Nacional de Pesquisa) foi

criada subordinada ao Ministério de Ciência e

Tecnologia), mas somente ligando algumas universidades.

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A INTERNET NO BRASIL:

Somente em 1994 a Embratel lança o serviço experimental a

fim de conhecer melhor a Internet.

Dailson Fernandes

A INTERNET NO BRASIL:

Em 1995 é que foi possível, pela iniciativa dos Ministério das

Comunicações e Ministério de Ciência e Tecnologia a abertura

ao setor privado da Internet para exploração comercial da

população brasileira.

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WWW:

Wide World Web, hoje o grande atrativo da internet.

Criado em 1989 por Tim Berners Lee com o propósito de reunir multimídia e hipertexto

em um só local.

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WWW:

Se popularizou em 1993 quando Marc Andreessen criou

o primeiro BROWSER, o Mosaic, que o distribuiu de graça. Na primeira remessa mais de 400.000 downloads

foram feitos.

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WWW:

Em 1993 foi descoberto por Jim Clark, com quem fundou a

NETSCAPE, que chegou a deter mais de 90% do mercado de browsers. Hoje a Microsoft

domina este mercado como INTERNET EXPLORER.

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WWW:

Obs:

Toda a WWW roda sobre o protocolo HTTP (Hyper Text

Transfer Protocol).

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WWW:

A Linguagem utilizada na construção de páginas na

WWW é a HTML (Hyper Text Mark up Language).

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INTRANET

Nos meados da década de 90 surgiu um novo conceito: A INTRANET.

Que seria um necessidade das empresas de terem um Internet

dentro da empresa para divulgar suas normas, produtos e últimas

notícias. Inclusive integrar os funcionários através do email.

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EXTRANET

Mais nova ainda do que a Intranet é a EXTRANET. É uma

necessidade de uma instituição de publicar parte (ou toda) da sua INTRANET para o mundo, ou

seja, a INTERNET.

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CARACTERÍSTICAS

•Endereçamento Lógico

•Roteamento

•Serviço de Nome

•Verificação de erro e controle de fluxo

•Suporte a aplicação

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ROTEAMENTO

Capacidade do TCP/IP de escolher a rota de um pacote, escolhendo o

menor número de hops possível até o destino. Obs: a tabela de roteamento é baseada em

endereços lógicos.

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SERVIÇO DE NOME

Serviço do TCP/IP de relacionar um nome comum a um número de

IP. Exemplo o endereço www.elogica.com.br na verdade é o

200.238.249.2

Este serviço é chamado de DNS (Domain Name Service)

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VERIFICAÇÃO DE ERROS E CONTROLE DE FLUXOCapacidade do TCP/IP de garantir

a integridade dos dados que trafegam pela rede. Os recursos incluem verificação de erros (os

dados que saem são os mesmos que chegam) e a confirmação de recebimento bem sucedido

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SUPORTE A APLICAÇÕES

O TCP/IP oferece suporte as aplicações que acessam o protocolo para ter acesso a rede. Este acesso é

feito através de canais lógicos chamados de portas. Cada porta

possui um número que é usado para identificá-la. Exemplo: Porta do

HTTP: 80.

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SUPORTE A APLICAÇÕES

Exemplos:

FTP - Transferência de Arquivos

LPR - Impressão

PING - Configuração e diagnóstico

ROUTE - Config. e diagnóstico

TELNET - Acesso Remoto

TRACEROUTE - Config. e diag.

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COMO FUNCIONA:

Antes de começarmos a entrar nas entranhas do protocolo TCP/IP é bom

recordarmos as funções de um protocolo:

•Dividir mensagens em pedaços gerenciáveis.

•Realizar interface com entre a aplicação e o NIC

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COMO FUNCIONA:

•Fazer o endereçamento

•Fazer o roteamento

•Realizar a verificação de erros

•Realizar o controle de fluxo

•Iniciar e finalizar uma conexão

•Aceitar dados físicos de uma aplicação e passá-los a rede.

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VISÃO GERAL:

A prática de descrever sistemas de protocolo em termo de suas camadas é bastante difundida e quase universal. O sistema de camadas oferece insights

do sistema de protocolos, e é impossível descrever o TCP/IP sem

primeiro apresentar sua arquitetura em camadas

Dailson Fernandes

VISÃO GERAL:

Embora cada protocolo tenha um papel a desempenhar, a maior parte da

funcionalidade do conjunto TCP/IP pode ser descrita em termos de apenas

alguns de seus protocolos mais importantes.

Dailson Fernandes

VISÃO GERAL:As vezes é útil visualizar esses protocolos importantes em segundo plano contra a

tela de fundo do sistema de camadas descrito anteriormente.

A figura a seguir descreve o sistema básico de redes do protocolo TCP/IP.

Naturalmente existem outros protocolos e serviços no pacote completo, mas a figura

mostra a maior parte do que está acontecendo.

Dailson Fernandes

Dailson Fernandes

PACOTES DE DADOSA partir de agora veremos o papel de cada camada do TCP/IP quando se

trata de dados. A medida que os pacotes passam pela pilha, cada

camada anexa uma informação em forma de um cabeçalho. O pacote

contendo cabeçalho e dados é reempacotado cada vez que passa para

uma camada inferior

Dailson Fernandes

PACOTES DE DADOS

Este processo ocorre ao inverso, quando um pacote chega a um

computador de destino.

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

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PACOTES DE DADOS

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PACOTES DE DADOS•O pacote de dados criado na camada de Aplicação é chamado de Mensagem.•O pacote criado na camada Transporte, que encapsula a mensagem TCP da camada de Aplicação é chamado de segmento, se vier do protocolo TCP da camada Trasporte.

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PACOTES DE DADOS•O pacote de dados na camada Internet, que encapsula o segmento da camada Transporte, é chamado datagrama.•O pacote de dados na camada de Rede, que encapsula e pode subdividir o datagrama é chamado de frame. Esse frame é então transformado em um fluxo de bits na sub-camada mais inferior da camada de Rede.

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PACOTES COM TCP

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

MENSAGEM

SEGMENTO

DATAGRAMA

FRAME 0100101