Protocolo TCP/IP, como funciona e quais as suas camadas?

Protocolo TCP/IP, actualmente é o protocolo mais usado em redes locais. Isso deve-se basicamente à popularização da Internet, a rede mundial de computadores, já que esse protocolo foi criado para ser usado na Internet.

Uma das grandes vantagens do protocolo TCP/IP em relação a outros protocolos existentes é que ele é roteável, isto é, foi criado pensado em grandes redes e de longa distância, onde pode haver vários caminhos para o pacote atingir o computador receptor.

Outro facto que tornou o protocolo TCP/IP popular é que ele possui uma arquitectura aberta e qualquer fabricante pode adoptar a sua própria versão do protocolo TCP/IP, no seu sistema operacional, sem a necessidade de pagamento de direitos de autor. Com isso, todos os fabricantes de sistemas operacionais acabaram por adotar o protocolo TCP/IP, transformando-o em um protocolo universal, possibilitando que todos os sistemas possam comunicar entre si sem dificuldade.

Na figura seguinte, pode ver a arquitectura do TCP/IP, como é possível verificar é um protocolo de quatro camadas.

protocolo TCP/IP

Conheça as quatro camadas do protocolo TCP/IP:

Camada de Aplicação – Esta camada faz a comunicação entre os aplicativos e o protocolo de transporte. Existem vários protocolos que operam na camada de aplicação. Os mais conhecidos são o HTTP, SMTP, FTP, SNMP, DNS e o Telnet.

Quando um programa cliente de e-mail quer descarregar os e-mails que estão armazenados no servidor de e-mail, ele irá efectuar esse pedido para a camada de aplicação do TCP/IP, onde é atendido pelo protocolo SMTP. Quando você entra num endereço www no seu browser para visualizar uma página da internet, o seu browser irá comunicar com a camada de aplicação do TCP/IP, onde é atendido pelo protocolo HTTP. E assim por diante.

A camada de aplicação comunica-se com a camada de transporte através de uma porta. As portas são numeradas e as aplicações padrão usam sempre uma mesma porta. Por exemplo, o protocolo SMTP utiliza sempre a porta 25, o protocolo HTTP utiliza sempre a porta 80 e o FTP as portas 20 (para a transmissão de dados) e a 21 (para transmissão de informações de controle).

O uso de um número de porta permite ao protocolo de transporte (tipicamente o TCP) saber qual é o tipo de conteúdo do pacote de dados (por exemplo, saber que o dado que ele está a transportar é um e-mail) e no receptor, saber para qual protocolo de aplicação ele deverá entregar o pacote de dados, já que, como estamos a ver, existem inúmeros. Assim ao receber um pacote destinado à porta 25, o protocolo TCP irá entregá-lo ao protocolo que estiver conectado a esta porta, tipicamente o SMTP, que por sua vez entregará o dado à aplicação que o solicitou (o cliente de e-mail).

Camada de Transporte – Esta camada é responsável por captar os dados enviados pela camada de aplicação e transformá-los em pacotes, a serem repassados para a camada de Internet.

No protocolo TCP/IP a camada de transporte utiliza um esquema de multiplexação, onde é possível transmitir simultaneamente dados das mais diferentes aplicações. Na verdade, ocorre o conceito de intercalamento de pacotes; vários programas poderão estar a comunicar com a rede ao mesmo tempo, mas os pacotes gerados serão enviados à rede de forma intercalada, não sendo preciso terminar um tipo de aplicação de rede para então começar outra. Isso é possível graças ao uso do conceito de portas, explicado na camada de aplicação, já que dentro do pacote há a informação da porta de origem e de destino do dado.

Nesta camada operam dois protocolos: o TCP (Transmission Control Protocol) e o UDP (User Datagram Protocol). Ao contrário do TCP, este segundo protocolo não verifica se o dado chegou ou não ao destino. Por esse motivo, o protocolo mais usado na transmissão de dados é o TCP, enquanto que o UDP é tipicamente usado na transmissão de informações de controle.

Na recepção de dados, a camada de transporte capta os pacotes passados pela camada Internet e trata de colocá-los em ordem e verificar se todos chegaram correctamente. Além disso, o protocolo IP, que é o protocolo mais conhecido da camada de Internet, não verifica se o pacote de dados enviado chegou ou não ao destino; é o protocolo de transporte (o TCP) que, ao remontar a ordem dos pacotes recebidos, verifica se está a faltar algum, pedindo, então, uma retransmissão do pacote que não chegou.

Camada de Internet – Há vários protocolos que podem operar nesta camada: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), ARP (Address Resolution Protocol) e RARP (Reverse Address Resolution Protocol).

Na transmissão de um dado de programa, o pacote de dados recebidos da camada TCP é dividido em pacotes chamados datagramas. Os datagramas são enviados para a camada de interface com a rede, onde são transmitidos pelo cabeamento da rede através de quadros. Esta camada não verifica se os datagramas chegaram ao destino, isto é feito pelo TCP.

Esta camada é responsável pelo roteamento de pacotes, isto é, adiciona ao datagrama informações sobre o caminho que ele deverá percorrer.

Camada de Interface com a Rede – Esta camada é responsável por enviar o datagrama recebido pela camada de Internet em forma de um quadro através da rede.

Tem como principal função, a interface do modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, etc.) e transmitir os datagramas pelo meio físico, tem a função de encontrar o caminho mais curto e confiável.

Como funciona o protocolo TCP/IP?

O protocolo TCP/IP é um conjunto de protocolos que trabalham em equipa para proporcionar garantia de entrega nos serviços de rede de computadores.
Um protocolo é como um tradutor, ou seja, ele garante que cada camada (parte responsável por algum serviço) consiga se comunicar com sua camada inferior ou superior.

As camadas mais altas situam-se mais perto do utilizador (camada de aplicação), lidam com dados mais superficiais e confiam nos protocolos das camadas mais baixas para traduzir dados em um formato que pode eventualmente ser transmitido fisicamente.

protocolo TCP/IP

Funcionamento do protocolo TCP/IP

Como complemento do artigo e para ter outra perspectiva do protocolo TCP/IP e suas camadas poderá também consultar a wikipédia.

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