04-protocolos de rede

7/29/2019 04-Protocolos de Rede

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Copyright 2007, ESAB Escola Superior Aberta do Brasil1

MDULO DE:

PROTOCOLOS DE REDES

AUTORIA:

Ing. M.Sc./D.Sc. ANIBAL D. A. MIRANDA

Copyright 2008, ESAB Escola Superior Aberta do Brasi l


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Mdulo de: PROTOCOLOS DE REDE

Autoria: Ing. M.Sc./D.Sc. Anibal D. A. Miranda

Primeira edio: 2008

Todos os direitos desta edio reservados

ESAB ESCOLA SUPERIOR ABERTA DO BRASIL LTDA

http://www.esab.edu.brAv. Santa Leopoldina, n 840/07

Bairro Itaparica Vila Velha, ES

CEP: 29102-040

Copyright 2008, ESAB Escola Superior Aberta do Brasil


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ApresentaoFamiliarizar ao aluno com o conceito importantssimo dos protocolos de comunicaes e

como atuam cada um deles nos diferentes nveis impostos pelo modelo de referencia OSI.

Saber identificar o tipo de rede pelos protocolos utilizados para a transferncia de dados.

Objetivo

Proporcionar aos participantes os conceitos de protocolos, em particular dos protocolos

TCP/IP que so o motor da Internet, assim como os fundamentos, modelos e regras de

endereamento IP, tpicos TCP/IP avanados, IPX/SPX, X.25, Frame Relay, ATM, NetBEUI,

PPPoE, SNA, ISDN, ADSL, ATM, SMDS & SONET/SDH.

EmentaProtocolos; organizaes padronizadas; modelo de referncia OSI; Nvel de:aplicao,

apresentao, sesso, transporte, rede, enlace de dados, fsico; modelo de referncia

internet; portas dos protocolos de transportes; funcionamenteo da comunicao TCP/IP;

endereos de IP registrados; sub-redes; pilha de protocolo.


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Sobre o AutorEngenheiro eletrnico especializado nas reas de Teleinformtica e Telecomunicaes.

Mestrado e Doutorado outorgados pelo Instituto Tecnolgico de Aeronutica (ITA) em 1998 e

2004 respectivamente.

A Tese de Mestrado rendeu o Primeiro premio "Comandante Quandt de Telecomunicaes"

na TELEXPO de So Paulo em 1999. Categoria: Trabalhos Tcnicos.

Autor de softwares na rea de engenharia de trfego, principalmente para medir, analisar eemular o comportamento agregado de pacotes IP.

Autor de vrios artigos tcnicos apresentados em importantes congressos a nvel nacional e

internacional.

Boa experincia no estudo, anlise, dimensionamento e implementao de projetos na rea

de Teleinformtica


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SUMRIOUNIDADE 1 .............................................................................................................................. 8

Protocolos ............................................................................................................................. 8UNIDADE 2 ............................................................................................................................ 14

Organizaes Padronizadoras ............................................................................................ 14UNIDADE 3 ............................................................................................................................ 19

Modelo De Referncia OSI ................................................................................................. 19UNIDADE 4 ............................................................................................................................ 23

O Nvel De Aplicao .......................................................................................................... 23UNIDADE 5 ............................................................................................................................ 27

O Nvel De Apresentao .................................................................................................... 27UNIDADE 6 ............................................................................................................................ 29

O Nvel De Sesso .............................................................................................................. 29UNIDADE 7 ............................................................................................................................ 34

O Nvel De Transporte ........................................................................................................ 34UNIDADE 8 ............................................................................................................................ 36

O Nvel De Rede ................................................................................................................. 36UNIDADE 9 ............................................................................................................................ 39

O Nvel De Enlace De Dados .............................................................................................. 39UNIDADE 10 .......................................................................................................................... 46

O Nvel Fsico ...................................................................................................................... 46UNIDADE 11 .......................................................................................................................... 49

Mais Sobre O Modelo OSI .................................................................................................. 49UNIDADE 12 .......................................................................................................................... 53

Modelo De Referncia Internet (DoD) ................................................................................. 53

UNIDADE 13 .......................................................................................................................... 60Protocolos Do Nvel De Aplicao....................................................................................... 60

UNIDADE 14 .......................................................................................................................... 73Protocolos Do Nvel De Transporte: TCP ............................................................................ 73


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UNIDADE 15 .......................................................................................................................... 96Protocolos Do Nvel De Transporte: UDP ........................................................................... 96

UNIDADE 16 ........................................................................................................................ 100Portas Dos Protocolos De Transporte ............................................................................... 100

UNIDADE 17 ........................................................................................................................ 104UNIDADE 18 ........................................................................................................................ 117

Protocolos Do Nvel Internet ............................................................................................. 117UNIDADE 19 ........................................................................................................................ 124

Como Funciona A Comunicao TCP/IP .......................................................................... 124UNIDADE 20 ........................................................................................................................ 128

Formato E Categorias IP Verso 4 (Ipv4) ......................................................................... 128UNIDADE 21 ........................................................................................................................ 140

Endereos IP Registrados ................................................................................................. 140UNIDADE 22 ........................................................................................................................ 144

Criando Sub-Redes ........................................................................................................... 144UNIDADE 23 ........................................................................................................................ 157

IPv6 ................................................................................................................................... 157UNIDADE 24 ........................................................................................................................ 170

Protocolos Do Nvel Fsico ................................................................................................ 170

UNIDADE 25 ........................................................................................................................ 185Protocolos De LAN E WAN ............................................................................................... 185

UNIDADE 26 ........................................................................................................................ 198Asymmetric Digital Subscription Line (ADSL) ................................................................... 198

UNIDADE 27 ........................................................................................................................ 203Asynchronous Transfer Mode (ATM) ................................................................................ 203

UNIDADE 28 ........................................................................................................................ 218Pilha De Protocolos IPX/SPX ............................................................................................ 218

UNIDADE 29 ........................................................................................................................ 235Pilha De Protocolos SNA .................................................................................................. 235

UNIDADE 30 ........................................................................................................................ 241Pilha De Protocolos Appletalk, SMDS & SONET/SDH ...................................................... 241


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GLOSSRIO ........................................................................................................................ 252BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 276


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UNIDADE 1Objetivo: Entender o que significa e qual a importncia dos protocolos de comunicaes.

Protocolos

Introduo

Na rea das redes de computadores, a palavra protocolo encontra-se em todo nvel, isto

porque, praticamente seria impossvel que as redes se comuniquem umas com outras se os

protocolos no existissem, ou seja, a condio necessria e suficiente para que as redes

funcionem da maneira como elas funcionam atualmente a existncia de protocolos de

comunicao.

Um protocolo de comunicao ou protocolo de rede uma especificao de uma serie de

regras que regem a comunicao. Por isso chamamos tambm os protocolos de rede de

protocolos de comunicao. Eles podem ser considerados software que foi desenvolvido de

preferncia utilizando-se um padro ou modelo de referncia; juntos esses protocolos para

comunicao de computadores so organizados em diversas camadas de programas, umas

sobre as outras, englobando, freqentemente, vrios protocolos.

Os diferentes tipos de protocolo executam diferentes tarefas que possibilitam a comunicao:

em conjunto eles formampilhas de protocolo que executam uma funo maior.

Existem diversas pilhas (camadas) ou famlias de protocolos, temos entre as principais as

seguintes:

Open Systems Interconnect (OSI)

Internet stack protocol suit (TCP/IP)

Novell Netware suit protocolo (IPX/SPX)


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Apple Talk

Digital Equipment Corporation (DECnet)

System Network Architecture (SNA)

Os protocolos mais recentes, para comunicao com a Internet, so determinados pela IETF,

e a IEEE ou ISO para outros tipos de protocolos. A ITU-T controla os protocolos de

telecomunicaes, assim como seus formatos. Os princpios da engenharia de sistemas so

aplicados na criao e desenvolvimento dos protocolos de rede.

As organizaes que efetuam o desenvolvimento dos protocolos de rede esto descritas logo

a seguir com seus respectivos sites para consulta; l se encontram disponveis documentos

que descrevem como foram padronizadas determinadas funes ou implementaes para

rede, normalmente tais documentos so chamados de RFC (Request For Comments).

Qualquer proposta de padronizao que submetida passa por um processo antes de virar

uma RFC. Incialmente ela recebe o nome de Draft Proposal, ou algo assim como uma

proposta em rascunho. As propostas so analisadas por um grupo de trabalho conforme a

rea que se referem e se aprovadas por votao, recebe um nmero e se torna uma RFC.

Mesmo assim, vale a pena mencionar que um protocolo para ser utilizado na Internet no

necessariamente precisa se tornar um padro Internet.

As RFCs podem ter os seguintes status:

S = Internet Standard

PS = Proposed Standard

DS = Draft Standard

BCP = Best Current Practices

E = Experimental


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I = Informational

H = Historic

Abaixo segue uma tabela que contm algumas RFCs importantes e a classificao por

STANDARD. O STANDARD o agrupamento das RFC que se referem a um determinado

padro:


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UNIDADE 2Objetivo: Saber quem define os padres utilizados na Internet.

Organizaes Padronizadoras

IETF Internet Engineering Task Force

A Internet Engineering Task Force (IETF) ou a Fora Tarefa de Engenharia da Internet

responsvel pela formao e desenvolvimento de padres para a Internet. Ela aberta e se

utiliza do trabalho voluntrio para funcionar, no tendo uma organizao formal (uma

organizao cardica). Para maiores informaes acesse:

O site oficial da IETF: http://www.ietf.org/

Detalhes de como organizada a IETF: http://www.ietf.org/rfc/rfc3160.txt

IEEE Insti tute Of Electrical And Electronics Engineer

A IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers uma organizao sem fins

lucrativos, estabelecida nos Estados Unidos. Ela a maior em nmero de membros

(profissionais). A IEEE foi formada em 1963 pela fuso do Institute of Radio Engineers (IRE)

e do 'American Institute of Electrical Engineers' (AIEE). A IEEE tem diversos escritrios em

varias partes do mundo. Os seus membros so engenheiros eltricos, estudantes de cincia

da comutao, trabalhadores de telecomunicaes, etc. O objetivo promover a engenharia

eltrica. As suas maiores realizaes se deram no campo da computao ondeestabeleceram diversos padres para software e dispositivos.

Para mais informao sobre o assunto acesse:

O site oficial da IEEE: http://www.ieee.org/


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Detalhes de suas principais padronizaes:

http://info.computer.org/standards/standesc.htm

ITU - International Telecommunication Union

A ITU-T - International Telecommunication Union uma organizao que promove os

padres para telecomunicaes. Antigamente era conhecida como CCITT ou Consultative

Committee for International Telegraphy and Telephony.

Para mais informao acesse:

O site oficial da IEEE: http://www.itu.int/ITU-T

ISO International Standard Organization

ISO International Standard Organization uma organizao no governamental, criada em

1947, estabelecida em Genebra, Sua, uma rede dos institutos de padres nacionais de

aproximadamente 130 pases. O escritrio central em Genebra coordena o sistema e publicaos padres finais.

A misso da ISO promover o desenvolvimento da estandardizao e das atividades com

ela relacionadas no mundo com o objetivo de facilitar a troca de servios e bens, e para

promover a cooperao a nvel intelectual, cientfico, tecnolgico e econmico.

Todos os trabalhos realizados pela ISO resultam em acordos internacionais os quais so

publicados como Standards Internacional. De onde provm o nome ISO? Muitas pessoas

tm reparado na falta de semelhana entre o acrnimo em Ingls da Organizao e a palavra

"ISO". Mas que ISO no um acrnimo. Efetivamente, "ISO" uma palavra, derivada do

grego "isos", que significa "igual", raiz do prefixo "iso", que aparece numa grande quantidade

de termos. De "igual" at "standard" fcil continuar por esta linha de pensamento que foi o

que levou a escolher "ISO" como o nome da Organizao.


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IANA The Internet Assigned Numbers Authority

A IANA, que operada pela ICANN, uma das instituies mais antigas da Internet, e est

em atividade desde a dcada de 70. A IANA a entidade responsvel por coordenar alguns

dos elementos fundamentais que mantm a Internet funcionando normalmente. Embora a

Internet seja conhecida por ser uma rede mundial sem uma coordenao central, existe a

necessidade tcnica de que alguns componentes essenciais da Internet tenham uma

coordenao global e esse o papel de coordenao da IANA.

O site oficial da IANA: http://www.iana.org/

ICANN Internet Corporation For Assigned Names And Numbers

A ICANN responsvel pela coordenao global do sistema de identificadores exclusivos da

Internet, tais como nomes de domnio (.org, .net, .com, .edu, .mil, etc.,) e cdigos de pases

como (.br, .uk, .ch, .at, etc.) e os endereos usados em vrios protocolos da Internet que

ajudam os computadores a se comunicarem pela Internet. A administrao criteriosa e

cuidadosa desses recursos vital para a operao da Internet, de modo que os participantes

globais da ICANN se renem periodicamente para elaborar polticas que garantam acontinuidade da segurana e estabilidade da Internet.

A ICANN uma entidade internacional sem fins lucrativos em benefcio pblico.

O site oficial da ICANN: http://www.icann.org.br/

Modelos De Inter-Redes

Quando as redes surgiram, estas foram desenvolvidas para comunicar equipamentos do

mesmo fabricante o que causava um problema de compatibilidade entre as solues de

diversos fabricantes.


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No final da dcada de 1970, foi criado um modelo de referncia que foi chamado de OSI

(Open Systems Interconnection), este sistema foi desenvolvido pela ISO (International for

Standardization Organization). A proposta desse modelo era conectar diferentes tipos de

redes e sistemas, criando uma referncia para os fabricantes desenvolverem os protocolos ehardware adequadamente.

Pode-se dizer que ajudou bastante e ate que se tem alguma compatibilidade hoje em dia,

mas ainda existem solues proprietrias que seguem padres prprios.

A tendncia dos sistemas operacionais prover suporte para protocolos desenvolvidos

nesse padro e no padro do modelo de referncia TCP/IP.

Todavia a OSI o modelo padro para o desenvolvimento de arquitetura para redes. Nestemodelo de referncia consta tudo o que necessrio para efetuar a comunicao atravs

das mdias de rede, at uma aplicao ou outro computador. O modelo de referncia OSI

separa as funes em camadas ou nveis.

O Enfoque Em Nveis

O modelo de referncia uma espcie de guia para orientar como as comunicaes devem

ocorrer. So agrupadas em nveis (camadas) as diversas funes que devem ser

implementadas. Pode-se dizer que um sistema de comunicao projetado desta forma

desenvolvido comarquitetura de nveis.

Uma analogia seria comparar as camadas como departamentos de uma grande empresa,

cada qual efetua uma tarefa que ajuda o todo a alcanar o seu objetivo. Para que a

comunicao flua de forma coerente so implementados protocolos que so a

implementao dos procedimentos executados por uma camada. Dessa forma no enfoque

em nveis cada camada pode ter um conjunto de protocolos que efetua as tarefas de forma

similar conforme as necessidades da rede ou sistema operacional.


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Esse tipo de desenvolvimento aconselhvel, pois se aproveita dos servios j

implementados em outras camadas; somente necessrio se preocupar com as funes do

nvel especifico e no com as de qualquer outro nvel. Se for necessrio outro protocolo

efetuara o tratamento dos dados para possibilitar a comunicao. Esse processo detratamento chamado de vnculo (binding).

Vantagens Dos Modelos De Referncia

As vantagens de utilizar um modelo de referncia so as seguintes:

Garante a interoperabilidade entre as tecnologias: Diferentes fabricantes podem

integrar diferentes tecnologias, porque existe a padronizao.

Reduo da complexidade: Atravs da decomposio da rede em partes menores e

mais simples.

Padronizao das interfaces: Os componentes de rede so padronizados, permitindo

um suporte e desenvolvimento eficiente.

Facilita e engenharia modular: Possibilita a comunicao entre diferentes tipos dedispositivos e softwares.

Acelera a evoluo/desenvolvimento: Garante que o que foi desenvolvido em uma

camada no afete a outra, mas que se possam aproveitar os servios e funes j

implementadas.

Simplifica o ensino e aprendizagem: Fica mais fcil aprender por partes as funes

das camadas associando palavras chaves funo que desempenham.


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UNIDADE 3Objetivo: Saber a definio e funcionalidades do modelo de referncia de redes OSI.

Modelo De Referncia OSI

Como citado anteriormente ao decorrer das dcadas quantidade de equipamentos e do

tamanho das redes foi aumentando. Porm existia o problema das redes de diversos

fabricantes que no se conversavam entre si, pois foram criadas se utilizando diversos

padres e equipamentos que impossibilitava a conexo entre redes.

Vrias redes, no entanto, foram criadas atravs de implementaes diferentes de hardware e

de software. Como resultado, muitas redes eram incompatveis, e a comunicao entre redes

com diferentes especificaes tornou-se difcil.

Para tratar desse problema, a International Organization for Standardization (ISO) realizou

uma pesquisa sobre vrios esquemas de rede.

A ISO reconheceu a necessidade de se criar um modelo de rede para ajudar osdesenvolvedores a implementar redes que poderiam trabalhar e se comunicar juntas

(interoperabilidade). Esse sistema foi criado no final da dcada de 1970; porm somente em

1984 a ISO lanou o modelo de referncia OSI.

No decorrer desse modulo ser explicado como funciona o modelo de referncia OSI,

citando quais as funes bsicas que acontecem em cada camada deste modelo que a

base para entender como funcionam os protocolos de rede e a comunicao entre

dispositivos.

Podem-se solucionar vrios dos problemas de rede atravs de testes para detectar em que

nvel se encontra a falha de comunicao.


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O modelo de referncia OSI possui sete nveis (ou camadas):

Nvel Aplicao nvel 7 (Application Layer)

Nvel Apresentao nvel 6 (Presentation Layer)

Nvel Sesso nvel 5 (Session Layer)

Nvel Transporte nvel 4 (Transport Layer)

Nvel Rede nvel 3 (Network Layer)

Nvel Enlace - nvel 2 (Data Link Layer)

Nvel Fsico nvel 1 (Physical Layer)

Deve-se lembrar sempre que o modelo OSI no um modelo fsico e sim um conjunto de

orientaes que os desenvolvedores de aplicaes de redes podem usar para criar e

implementar ferramentas de software (e hardware) que sejam executadas em uma rede.


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possvel dividir o modelo OSI em dois blocos conforme sua finalidade. O primeiro bloco

define como as aplicaes dentro das estaes finais se comunicam entre si e compreende

as camadas superiores.

Portanto, o primeiro bloco compreende as camadas:

Nvel Aplicao (7): Fornece uma interface com o usurio.

Nvel Apresentao (6): Apresenta os dados e fornece criptografia.

Nvel Sesso (5): Separa os dados de diferentes aplicaes.

O segundo bloco define como os dados so transmitidos de uma ponta outra e

compreende as camadas inferiores:

Nvel Transporte (4): Oferece remessa confivel ou no confivel e realiza correo de

erro antes de transmitir.


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Nvel Rede (3): Oferece endereamento lgico que os roteadores utilizam para

determinar o caminho.

Nvel Enlace (2): Combina pacotes em Bytes e Bytes em quadros, oferece acesso

mdia usando endereo MAC (Media Access Control) e realiza a deteco de erro, no

correo.

Nvel Fsico (1): Move bits entre dispositivos, neste nvel so especificados parmetros

tais como a voltagem dos Inal eltrico enviado, velocidade no fio e a pinagem das

interfaces com os cabos.


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UNIDADE 4Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de Aplicao.

O Nvel De Aplicao

No nvel de Aplicao temos os seguintes servios bsicos: Servios de arquivo, impresso,

mensagem, banco de dados, programas para aplicaes de software e desenvolvimento, etc.

Este nvel aquele que faz de interface com o usurio, ou seja, quando um usurio liga um

computador com este nvel que normalmente ele interage com a mquina. Este nvel de

Aplicao o responsvel direto por identificar se existem recursos suficientes para iniciar a

comunicao com o recurso desejado.

Esse mtodo de acesso normalmente utilizado por aplicaes como o correio eletrnico (e-

mail) e os servios de compartilhamento de arquivo que efetuam transferncias de dados

entre outras tarefas.

Existem outras aplicaes que so utilizadas hoje em dia pelas organizaes com freqnciae que exigem aplicaes inter-redes:

WWW (World Wide Web): o nome que se da a um conjunto de informaes pblicas

disponibilizadas na Internet por meio do protocolo HTTP (Hyper Text Transfer

Protocol). Normalmente utiliza-se um programa (Browser) de interface com o usurio

que permite visualizar documentos HTTP que so acessados na Internet, tais como,

IExplorer, Firefox, Opera, etc.

Gateways de e-mail: Fazem o USO do padro SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

e/ou do X.400 para que sejam providos servios de mensagens.


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Utilitrios de navegao Internet: Incluem aplicaes como mecanismos (motores) de

busca (Google, Yahoo, Altavista, etc.) e tambm aplicaes como o Gopher que

necessitam de acesso a Internet para localizar informaes.

A camada de aplicao dentro do processo de comunicao representada pelo usurio

final para o Modelo OSI. Esta camada faz a converso entre os diversos tipos de terminais,

controles de operao, mapeamentos de memria para os terminais, controle de

transferncia de arquivos, e-mail, seleo da disciplina de dilogo e outras facilidades.

Baseado em pedidos de um usurio da rede, esta camada seleciona os servios a serem

fornecidos por funes das camadas mais baixas. Esta camada deve providenciar todos osservios diretamente relacionados aos usurios. Alguns destes servios so:

Identificao da inteno das partes envolvidas na comunicao e sua disponibilidade

e autenticidade

Estabelecimento de autoridade para comunicar-se

Acordo sobre o mecanismo de privacidade

Determinao da metodologia de alocao de custo

Determinao de recursos adequados para prover uma qualidade de servios

aceitvel

Sincronizao de cooperao para aplicaes

Seleo da disciplina de dilogo

Responsabilidade da recuperao de erros de estabelecimento

Acordo na validao de dados

Transferncia de informaes


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Servios De Divulgao

Faz a divulgao dos servios disponveis aos clientes empregando mtodos ativos e

passivos para divulgar os servios. Sendo que o mtodo ativo consiste em os servidores de

servios os divulgarem ativamente atravs de broadcast. Essa divulgao vlida por um

tempo determinado o que obriga o Broadcast ser atualizado dentro de um tempo

especificado, j que os clientes o removero de suas tabelas de servios,caso isso no

ocorra.

Da mesma forma, os clientes podem transmitir mensagens solicitando servios especficos, e

os servidores respondero com uma lista de servios suportados. E o mtodo passivo, onde

os servios oferecidos encontram-se em um registro central, o qual consultado pelos

clientes, para determinar quais servios esto disponveis e como acess-los.

Mtodos De Uso Dos Servios

Os clientes podem acessar os servios usando trs mtodos: interrupo de chamadas do

sistema operacional, operao remota e cooperao. Na interrupo de chamadas, as

aplicaes no sistema cliente fazem uma chamada de servio ao sistema operacional quedetermina se uma chamada de recursos locais, que so resolvidos pelo sistema

operacional local, ou uma chamada de recursos de rede, onde o sistema operacional envia a

solicitao para o servidor apropriado.

A determinao de quem responde ao pedido de servio do cliente feita pelo

Redirecionador (como mostrado na figura). Quando de uma operao remota, o sistema

operacional da estao cliente faz uma interface direta com a rede, conectando-o a um

servidor. As solicitaes do sistema operacional do cliente aparecem iguais s solicitaesdo sistema do prprio servidor, portanto o servidor no est diretamente informado da

existncia independente dos sistemas clientes.

J no processamento cooperativo, os sistemas operacionais de servidor e cliente so to

avanados que o limite entre eles fica indistinto. Os sistemas operacionais funcionam juntos


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para coordenar o uso dos recursos nos dois respectivos computadores, na verdade os

computadores que participam de um processamento cooperativo, compartilham todos os

seus recursos. Um computador pode iniciar um processo em outro para tirar proveito de

alguns ciclos de processamento livres.

Esta camada trata basicamente dos seguintes processos e mtodos


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UNIDADE 5Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de Apresentao.

O Nvel De Apresentao

No nvel de Apresentao, basicamente so realizados os seguintes processos,

apresentao dos dados, aqui tambm feito o processamento de criptografia, ou seja, este

nvel apresenta os dados ao nvel de aplicao e responsvel pela traduo de dados e

formatao de cdigo.

A funo desta camada interpretar e fazer a manuteno da sintaxe e semntica quando

da execuo de aplicaes remotas, estabelecendo um formato de dados comum entre ns

de comunicao. responsvel por:

Transformao de dados

Formatao de dados

Sintaxe de seleo

A transformao de dados o ato de traduzir os dados entre diferentes formatos. Exemplos

de diferenas entre formatos de dados incluem ordem de bytes (poderia ser lido da esquerda

para a direita, ou vice-versa) e conjunto de caracteres (caracteres ASCII ou conjunto de

caracteres EBCDIC, da IBM), bem como diferenas na representao numrica.

Essencialmente este nvel possui uma serie de protocolos especializados em traduzir os

dados que vem da camada de Aplicao, neste sentido esta camada pode definir como os

dados padres devem ser formatados.


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Na parte grfica que envolve multimdia e imagens podem ser encontrados os seguintes

formatos:

PICT

TIFF Tagged Image File Format

J PEG J oint Photographic Experts Group

MIDI Musical Instrument Digital Interface

MPEG Moving Picture Experts Group

RTF Rich Text Format

QuickTime

A formatao de dados (texto, figuras, arquivos binrios, etc.) serve para que o computador

receptor entenda o que o computador emissor envia. Um bom lembrete para esta camada de

Apresentao a palavra formatos , j que neste nvel que os formatos so definidos para

ser enviados e/ou recebidos das outras mquinas.

Basicamente esta camada trata dos seguintes processos e mtodos:


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UNIDADE 6Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de Sesso.

O Nvel De Sesso

O nvel de Sesso separa os dados das diferentes aplicaes das camadas superiores. A

camada de Sesso tem a funo de iniciar e terminar a comunicao entre dois dispositivos

que querem se comunicar. Ela serve a camada de apresentao que aproveita seus servios

e tambm cuida da sincronia entre os dilogos entre a camada de apresentao de doisdispositivos, coordenando a troca de informaes entre eles.

Oferece recursos para tornar eficiente a transferncia de informaes e tambm poderia

fornecer servios e relatrios de exceo sobre a camada de Sesso, a camada de

Apresentao e a camada de Aplicao. Uma boa sugesto para se lembrar desta camada

a palavra dialogo e conversaes.

Existem alguns protocolos e interfaces no nvel de sesso como:

NFS Network File System

SQL Structured Query Language

RPC Remote Procedure Call

X Window Interface grfica para sistemas UNIX

ASP Apple Talk Session Protocol

DNA SCP Digital Network Architecture Session Control Protocol


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Esta camada gerencia todas as atividades das camadas inferiores. Ela faz isso atravs de

conexes virtuais, que so estabelecidas quando a estao transmissora troca mensagens

com a estao receptora, e diz a ela para iniciar e manter um enlace (link) de comunicao.

similar ao que acontece quando algum se conecta a uma rede. Uma vez feito o login pelousurio, a conexo mantida at o logout, mesmo sem acesso contnuo rede.

Localizada acima da camada de Transporte e abaixo da camada de Apresentao, propicia a

criao e o gerenciamento de uma ou mais sesses entre as mquinas conectadas.

Ela responsvel por:

Intercmbio de Dados, para troca de dados entre usurios.

Controle de Conversao, determinando quem pode falar e quando.

Sincronizao em Dilogos, possibilitando interrupes e retornos (quando ocorre

algum erro, por exemplo).

Gerenciamento de Atividades, que so unidades lgicas menores independentes em

que so divididas as mensagens do usurio.

Relatrio de Excees, permitindo que problemas sejam relatados.

Intercmbio De Dados

O intercmbio de dados o recurso mais importante da camada de sesso. Ele envolve trs

fases: estabelecimento, utilizao e liberao. O estabelecimento de sesso feito atravs

de um pedido de conexo camada de transporte, e envolve a negociao entre usurios no

que tange aos diversos parmetros da conexo. Alguns destes parmetros so pertinentes conexo de transporte e so simplesmente passados para esta conexo sem qualquer

modificao.

A liberao pode ser feita de duas formas na camada de sesso: de forma abrupta ou

disciplinada. A primeira anloga a desconexo na camada de transporte e uma vez


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emitida, a conexo no recebe mais nenhum dado. Ela utilizada para abortar conexes. A

liberao disciplinada, por sua vez, utiliza um Handshake (protocolo de inicializao)

completo: pedido, indicao, resposta e confirmao. Com isso, esta forma de liberao

pode aceitar mensagens at que uma confirmao seja enviada.

A camada de sesso pode transmitir quatro tipos diferentes de dados, a saber: regulares e

expedidos (anlogos aos tipos da camada de transporte), tipificados e dados de capacidade.

Gerenciamento De Dilogos

O controle de conversao implementado por meio de tokens, ou seja, quem o possui tem

o direito de se comunicar. O token pode ser requerido, porm pode-se adotar uma poltica de

prioridades para permitir uso desigual do token.

Existem muitas situaes em que o software da camada superior est estruturado de forma a

esperar que os usurios se revezem (comunicao Half-duplex). Para tal, foram introduzidos

controles para determinar de quem a vez de transmitir. O gerenciamento de dilogos foi

implementado atravs do uso de tokens de dados. Ao se estabelecer uma sesso, pode ser

utilizado um parmetro que indique o modo (Half-duplex) e um outro parmetro que diga qualdos lados recebe inicialmente o token. Somente o usurio que est com o token pode

transmitir, enviando o token para o outro usurio assim que encerrar sua transmisso.

Sincronizao

A sincronizao utilizada para devolver as entidades na camada de sesso um estado

conhecido. Isso pode ser necessrio no caso de ocorrerem erros ou divergncias. Esteservio pode parecer desnecessrio, uma vez que a camada de transporte cuida dos erros

de comunicao, porm podem ocorrer erros na camada superior.

O texto na camada de sesso pode ser dividido em pginas. Estas pginas podem ser

separadas por pontos de sincronizao. Se ocorrer algum problema possvel reiniciar a


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partir de um ponto de sincronizao anterior (ressincronizao). Quando essa

ressincronizao ocorre, o salvamento de mensagens (e a retransmisso subseqente)

ocorre acima da camada de sesso.

Existem dois tipos de pontos de sincronizao, a saber: principal e secundrio. O ponto de

sincronizao principal delimita as partes logicamente significativas de trabalho, chamadas

unidades de dilogo. Estas unidades podem conter vrios pontos de sincronizao

secundrios. Quando ocorre a ressincronizao retorna-se at o ponto de sincronizao

principal mais recente, ou a um ponto de sincronizao secundrio desde que este no tenha

sido precedido de um ponto principal.

Para a fixao de pontos de sincronizao so utilizados tokens. Existem dois tokens

independentes, para o ponto principal e o secundrio. Estes tokens so distintos entre si e

diferentes tambm dos utilizados para controle de dados na comunicao Half-duplex.

Gerenciamento De Atividades

O gerenciamento de atividades utilizado para permitir que o usurio divida o fluxo de

mensagens em unidades lgicas (atividades). Cada atividade completamente independentede outra subseqente ou anterior. O usurio determina o que deve constituir cada atividade

(e no a camada de sesso). Tudo o que a camada de sesso faz transmitir para o

receptor as indicaes de inicio, finalizao, retomada, interrupo ou descarte de uma

atividade. Porm a camada de sesso no sabe quando as solicitaes de atividades so

feitas e como so as reaes do receptor.

O gerenciamento de atividades a forma principal de se estruturar uma sesso. Para que

no ocorram pedidos simultneos de inicio de atividades, todo gerenciamento controladopor um token (o mesmo token utilizado para pontos de sincronizao principal). Esse token

pode, em principio, ser enviado e solicitado de maneira independente de dados e de tokens

de sincronizao secundrios.


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A ISO concluiu que se um usurio iniciar uma atividade enquanto o outro estiver fazendo

uma sincronizao secundria, podem ocorrer problemas. Para solucionar isso, antes que

uma atividade ou operao de sincronizao seja iniciada a camada de Sesso do usurio

deve reter os tokens de atividade, sincronizao secundria e dados.

Outra questo importante a relao entre as atividades e os pontos de sincronizao. Cada

vez que iniciada uma nova atividade os nmeros de sries dos pontos de sincronizao

so reinicializados e criado um ponto de sincronizao principal. Podem ser criados pontos

de sincronizaes adicionais, secundrios ou no, dentro de atividades. Uma vez que uma

atividade iniciada, se ocorrer uma ressincronizao no possvel retornar para uma

atividade anterior.

Relatrio De Excees

Este servio utilizado para que sejam relatados erros inesperados. Se o usurio tiver algum

problema, ele pode relatar este para seu parceiro explicando o que aconteceu. O relatrio de

excees no se aplica apenas a erros detectados pelo usurio, mas tambm para

problemas internos na camada de sesso ou problemas relatados pelas camadas inferiores.

Porm a deciso da ao que deve ser tomada sempre feita pelo usurio. Basicamente a

camada trata dos seguintes processos e mtodos:


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UNIDADE 7Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de Transporte.

O Nvel De Transporte

O nvel de Transporte oferece servios de remessa (transporte) de mensagens que pode ser

confivel (orientado conexo) ou no confivel (no orientado conexo). Realiza tambm

correo de erro antes de transmitir.

A camada de Transporte efetua a segmentao dos dados das aplicaes do nvel superior

quando esta no processo de envio e efetua a unio ao fluxo de dados e a montagem quando

recebe pacotes da camada de rede. . Ela cuida do transporte de dados fim a fim e estabelece

uma conexo lgica entre os computadores de envio e de destino na rede.

A camada de transporte pode ser considera a diviso entre as camadas inferiores e

superiores, pois efetua o isolamento das camadas superiores que no necessitam dos

detalhes de implementao de como feito o transporte de dados. O tipo de transporte

seguro ou no dizem respeito desta camada. So criados circuitos virtuais (que so

estabelecidos atravs dos servios de comunicao a camada cria e termina esses

circuitos conforme sua necessidade). Existe nessa camada o controle de fluxo de dados, a

deteco e recuperao de erros de transporte. Ao pensar nessa camada pense em

segmento e em transporte confivel e no confivel.

Funcionamento Bsico

A funo bsica da camada de Transporte aceitar dados da camada de sesso, quebr-los

em unidades menores se necessrio, passar estes para a camada de rede e assegurar que

todas as peas (pacotes) chegaro corretamente ao outro extremo. Protocolos de transporte

so empregados para estabelecimento, manuteno e liberao de conexes de transporte


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que representam um caminho duplo (Full-duplex) para os dados entre dois endereos de

transporte. O modelo OSI define trs fases de operao dentro da camada de transporte:

1. Fase de estabelecimento: O objetivo desta fase o estabelecimento de conexes

entre funes de servios das camadas mais altas. A qualidade dos servios de

conexo pode ser negociada durante esta fase

2. Fase de transferncia: Esses servios tm como objetivo a transferncia de dados de

acordo com a qualidade dos servios descritos na fase de estabelecimento.

3. Fase de terminao: Esses servios permitem encerrar uma sesso terminando a

conexo, sendo notificadas ambas as partes

Basicamente a camada trata dos seguintes processos e mtodos:


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UNIDADE 8Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de Rede.

O Nvel De Rede

O nvel de Rede oferece endereamento lgico que os roteadores utilizam para determinar o

melhor caminho possvel at o destino final.

A camada de rede uma camada que cuida dos endereos dos dispositivos de rede (sua

localizao) e da seleo do melhor caminho entre dois sistemas que esto em lugares

diferentes. Para lembrar dessa camada se lembre de caminho ou rota (roteamento e

endereamento). Absolutamente todos os Roteadores de rede atuam neste nvel, algumas

Bridges (Pontes) poderiam atuar tambm neste nvel ou camada.

Existem dois tipos de pacotes que so utilizados nesse nvel de rede:

Pacotes de Dados: So os responsveis de transportar os dados dos usurios entre

os diferentes tipos de redes (inter-rede). Por exemplo, protocolos sensveis aroteamento tais como o IP e IPX.

Pacotes de Atualizao de Rotas: So os responsveis para atualizar a informao

dos roteadores, atravs do anuncio e manuteno de tabelas de rotas.

Entre os protocolos que fazem manuteno de tabelas de roteamento assim como informam

da disponibilidade da mesma temos o RIP (v1 e v2), o EIGRP e o OSPF.


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Funcionamento Bsico

Estabelece uma conexo lgica entre dois pontos, cuidando do trfego e roteamentos dos

dados da rede. Roteamento o processo de escolha do caminho pelo qual iremos enviar os

datagramas, este processo pode ser dividido em:

Roteamento Direto: comunicao entre dois computadores alocados em uma mesma

rede fsica ou rede de rea local (LAN).

Roteamento Indireto: conexo entre dois computadores alocados em redes distintas.

Neste caso, necessrio o uso de roteadores Gateways para efetuar o

encaminhamento dos datagramas (blocos de dados) rede destino. Este tipo de

roteamento tpico em redes de rea estendida (WAN).

O algoritmo de roteamento IP utiliza tabelas de roteamento que contm endereos de

possveis destinos e a maneira de alcan-los, alocadas em computadores e Gateways.

Temos ento uma rede de comutao por mensagens com inteligncia de roteamento

descentralizada.

A camada de Rede tambm controla o congestionamento das sub-redes, ou seja, evita os

gargalos quando muitos pacotes esto presentes na sub-rede ao mesmo tempo. Outros

problemas so inerentes a esta camada tais como pacotes que no chegam ao destino

devido ao tamanho, incompatibilidade de endereos em redes distintas, protocolos

diferentes, etc.

Esta camada ocultar da camada de transporte qualquer conhecimento a respeito dos

sistemas de trnsito (retransmisses), roteamento e tecnologia utilizada no meio de

comunicao (fibra ptica, comutao de pacotes, satlites, redes locais, etc.)


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UNIDADE 9Objetivo: Saber as funcionalidades da camada de enlace de dados.

O Nvel De Enlace De Dados

O nvel de Enlace combina pacotes em bytes e bytes em quadros. Oferece acesso mdia

usando endereo MAC. Realiza a deteco de erro, no correo.

A camada de enlace (data link) oferece a transmisso fsica dos dados e cuida da notificao

de erro, topologia de rede e controle de fluxo. Ela cuida do trnsito seguro dos dados e

garante que as mensagens sejam entregues ao dispositivo correto em uma rede; isto feito

atravs do uso dos endereos de hardware (endereamento fsico).

Esta camada de enlace providencia maneiras funcionais e procedimentos para

estabelecimento, manuteno e liberao de enlace de dados entre as entidades da rede. Os

objetivos so providenciar a transmisso de dados para a camada de rede e detectar, e

possivelmente corrigir, erros que possam ocorrer no meio fsico. As caractersticas funcionais

desta camada so:

Conexo dos enlaces, ativao e desativao. Estas funes incluem o uso de

facilidades multiponto fsico para suportar conexes em funes da camada de rede.

Mapeamento de unidades de dados para a camada de rede dentro das unidades do

protocolo de enlace para transmisso.

Multiplexao de um enlace de comunicao para vrias conexes fsicas.

Delimitao de unidades de transmisso para protocolos de comunicao.

Deteco, notificao e recuperao de erros.

Identificao e troca de parmetros entre duas partes no enlace.


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Funcionamento Bsico

A principal tarefa da camada de enlace de dados pegar uma estrutura de transmisso

primria e transform-la em uma linha que aparenta estar, para a camada de rede, livre de

erros de transmisso no detectados. Ela cumpre esta tarefa fazendo com que o emissor

quebre os dados de entrada em quadros de dados (tipicamente algumas centenas ou uns

poucos milhares de bytes), transmita os quadros seqencialmente e processe os quadros de

reconhecimento enviados de volta pelo recebedor.

Desde que a camada fsica simplesmente aceita e transmite uma seqncia de bits sem

qualquer relao de significado ou estrutura, tarefa da camada de enlace criar e

reconhecer limites de quadros. Isto pode ser conseguido pelo acrscimo de padres de bit

especiais ao comeo e fim do quadro. Se estes padres de bit podem acidentalmente ocorrer

nos dados, um cuidado especial deve ser tomado para se estar certo de que estes padres

no so interpretados incorretamente como delimitadores de quadros. Um rudo na linha

pode destruir um quadro completamente. Neste caso, o software da camada de enlace na

mquina de origem pode retransmitir o quadro. Entretanto, transmisses mltiplas do mesmo

quadro introduzem a possibilidade de quadros duplicados. Um quadro duplicado poderia ser

enviado se o quadro de reconhecimento indo do receptor para o emissor fosse perdido.

Esta camada deve resolver os problemas causados pela danificao, perda e quadros

duplicados. A camada de enlace pode oferecer diversas classes de servio diferentes para a

camada de rede, cada um com uma qualidade e preo diferente.

Uma outra questo que surge na camada de enlace (e na maioria das camadas mais altas)

como manter um transmissor rpido inundando com dados um receptor lento. Alguns

mecanismos de regulamentao de trfico devem ser empregados para que o transmissor

saiba quanto de espao de buffer o receptor tem no momento. Freqentemente, estaregulagem de fluxo e a recuperao de erro so integradas. Se a linha pode ser usada para

transmitir dados nas duas direes (modo Full-duplex), isto introduz uma nova complicao

que o software da camada de enlace deve lidar. O problema que o trfego dos quadros de


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reconhecimento de A para B compete com o uso da linha com trfego de quadros de dado

de B para A. Uma soluo inteligente, conhecida como Piggyback, tem sido formulada.

Ao pensar na camada de enlace de dados pense em frames (quadros) e em acesso

camada fsica que faz uso dos meios fsicos, tais como, cabos, fibras, radioenlace, etc.

Redes broadcast tm uma questo adicional na camada de ligao: como controlar o acesso

no canal compartilhado. Uma subcamada especial da camada de enlace, a subcamada de

acesso ao meio, lida com o problema.

O IEEE iniciou em Fevereiro de 1980 (02/80) o projeto conhecido como 802 que definiu uma

srie de normas para as camadas Fsica e Enlace do modelo de referncia OSI. Sendo a

camada de Enlace de dados subdividida em duas subcamadas:

1. LLC (Logical Link Control)

2. MAC (Medium Access Control)

Nesse projeto, os padres diferem na camada fsica e na subcamada MAC, mas so

compatveis na subcamada LLC. As definies deste projeto foram aceitas pelos demaisorganismos de padronizao, dentre eles a ISO (sob nome ISO 8802).

O projeto foi dividido nos seguintes grupos:

802.1: Definio do gerenciamento de redes e generalidades;

802.2: Descrio da subcamada LLC da camada de Enlace;

802.3: Descrio da subcamada MAC e camada Fsica para redes com topologia em

barramento e mtodo de acesso ao meio baseado em CSMA/CD;

802.4: Descrio da subcamada MAC e camada Fsica para as redes com topologia

em barramento e mtodo de acesso ao meio baseado em token-passing (Token-

Bus);


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802.5: Descrio da subcamada MAC e camada Fsica para as redes com topologia

em anel e mtodo de acesso ao meio baseado em token-passing (Token-Ring);

802.6: Descrio da subcamada MAC e camada Fsica para as redes metropolitanas

(MAN).

802.11: Descrio da subcamada MAC para as redes LAN sem fio (Wireless LAN).

802.12: Descrio da subcamada MAC para redes do tipo Demand Priority.

A Norma IEEE 802.3

O padro IEEE 802.3 para uma LAN com CSMA/CD persistente a sua origem vem do

sistema ALOHA, posto em funcionamento em 1971 para comunicao entre os

computadores dos 7 campi (em 4 ilhas) da Universidade do Hava. A comunicao era feita

por ondas de rdio. Mais tarde a deteco de portadora foi adicionada, e a Xerox construiu

um sistema CSMA/CD de 2.94 Mbps para conectar at 100 estaes de trabalho pessoais

em um cabo de at 1 Km de extenso. O sistema foi chamado de Ethernet como referncia

ao ter luminescente, atravs do qual se pensou, em certa poca, que se propagavam as

radiaes eletromagnticas.

A Ethernet da Xerox foi to bem sucedida que a Xerox, a DEC e a Intel redigiram um padro

para uma Ethernet de 10 Mbps (Ethernet verso 2). Esse padro formou a base do IEEE

802.3.

O padro 802.3 difere da especificao Ethernet no fato de descrever toda uma famlia de

sistemas CSMA/CD persistentes, rodando a velocidades de 1 a 10 Mbps e sob diversos

meios fsicos (do par-tranado fibra ptica, passando pelo cabo coaxial), enquanto aEthernet s o faz para 10 Mbps e com meio fsico tipo cabo coaxial de 50 ohms. Outra

diferena est na Ethernet especificar os servios das camadas 1 e 2 do modelo de

referncia OSI, enquanto a norma IEEE 802.3 especifica a camada fsica (nvel 1) e


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subcamada MAC do nvel 2 sem definir o protocolo da subcamada LLC do nvel 2 (definida

separadamente pela IEEE 802.2).

Vale ressaltar que ambos os padres (Ethernet II e IEEE 802.3) podem coexistir em uma

mesma LAN, mas cuidados especiais devem ser tomados para que a mesma funcione

corretamente. Os formatos dos quadros (Frames) Ethernet e da IEEE 802.3 so mostrados

na figura onde o tamanho dos campos est expresso em Bytes.

Ambos os quadros comeam com um padro alternado de uns e zeros chamado de

prembulo (Preamble). Este informa s estaes receptoras que um quadro est

comeando. A seguir vem um byte denominado delimitador de incio de quadro (start-of-

frame, SOF). Este Byte termina com 2 bits 1 consecutivos que servem para sincronizar a

parte de recepo de frame de todas as estaes da LAN.

A prxima informao do frame so os campos de endereo de destino e de origem (ambosde 6 bytes de comprimento). Estes endereos fsicos esto contidos nas placas de rede e

so nicos. O endereo de origem sempre um endereo unicast (n nico), enquanto o

endereo de destino pode ser unicast, multicast (grupo) ou broadcast (a todos os ns).


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Nos quadros Ethernet, o campo de 2 bytes seguinte ao endereo de origem o campo Type.

Este campo especifica o protocolo de nvel superior a receber o dado aps o processamento

de que o quadro Ethernet seja completado. J nos quadros IEEE 802.3, estes dois Bytes

correspondem ao campo Length, que indica o nmero de bytes que vem aps este campo eque precede o campo Frame Check Sequence (FCS).

Seguido ao campo Type/Lenght vem o dado do frame. Depois do processamento das

camadas fsicas e de enlace, este dado eventualmente enviado a um protocolo de camada

superior. No caso da Ethernet, este protocolo identificado no campo Type. No caso da

IEEE 802.3, o protocolo deve ser definido dentro do campo de dado. Se o dado no quadro

no for insuficiente para preencher o mnimo de 64 Bytes (somados do endereo de destino

at o campo FCS), alguns Bytes de preenchimento so inseridos para garantir este nmeromnimo de Bytes. Depois do campo de dados vem o campo FCS de 4 bytes de comprimento.

Este contm o valor de verificao de redundncia cclica (Cyclic Redundancy Check, CRC).

O CRC criado pelo dispositivo transmissor e recalculado pelo dispositivo receptor para

verificar por danos aos dados que podem ter ocorrido ao frame na transmisso. As Bridges

(pontes) e os Switchs atuam neste nvel. Basicamente a camada de enlace possui as

seguintes subcamadas as quais tratam dos seguintes processos e mtodos.

Subcamada 802.2 (LLC)

Esta subcamada conhecida como de controle de enlace lgico LLC (Logical Link Control).

a subcamada mais alta do nvel de enlace (que em si a camada 2, bem acima da camada

fsica) no modelo OSI de sete camadas. Esta camada fornece mecanismos de multiplexao

e controle de fluxo que torna possvel para os vrios protocolos de rede (IP, IPX) conviverem

dentro de uma rede multiponto e serem transportados pelo mesmo meio da rede.

O LLC especifica os mecanismos para endereamento de estaes conectadas ao meio e

para controlar a troca de dados entre os vrios usurios da rede. A operao e formato deste

padro so baseados no protocolo HDLC (High-level Data Link Control).


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Subcamada 802.3 (MAC)

Esta a camada propriamente de Cliente MAC (Mdium Access Control), isto , de controle

de acesso ao meio.

Antes de dar continuidades aos seus estudos fundamental que voc acesse sua

SALA DE AULA e faa a Atividade 1 no link ATIVIDADES.


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UNIDADE 10Objetivo: Saber as funcionalidades da camada fsica.

O Nvel Fsico

O nvel Fsico pode movimentar os bits de informao entre os dispositivos da rede,

especifica as caractersticas fsicas do sinal na rede, por exemplo, nvel de voltagem dos bits

transferidos, assim como a velocidade no fio e a pinagem dos cabos, por exemplo, DB-9 (9

pinos para a porta serial), ou o barramento da placa de rede.

A camada fsica define as especificaes eltricas, mecnicas, funcionais e de

procedimentos para ativar, manter e desativar o link fsico entre sistemas finais. Basicamente

a funo da camada fsica transmitir dados, definindo as especificaes eltricas entre a

fonte e o destino conforme a especificao i.e. RS-232.

Esta camada a responsvel de prover as caractersticas fsicas, eltricas, funcionais e

procedimentos para ativar, manter e desativar conexes entre duas partes. Ela est ligada

diretamente transmisso de bits primrios por um canal de comunicao.

Tarefas Bsicas

As tarefas de planejamento desta camada devem garantir que quando um lado envia um bit

1, este seja recebido do outro lado como um bit 1, no como um bit 0. Algumas perguntas

tpicas so: quantos volts deveriam ser usados para se representar um 1 e quantos para um

0; quantos microssegundos um bit deve durar; se a transmisso deve proceder em ambas as

direes; como a conexo inicial estabelecida entre as partes e como ela desfeita quando

os dois lados tiverem terminado; quantos pinos o conector de rede dever ter e qual a

funcionalidade de cada um desses pinos.


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As tarefas de planejamento aqui se envolvem amplamente com interfaces mecnicas,

eltricas, e de procedimento, e com o mediador de transmisso fsica, que fica abaixo da

camada fsica.

Esta camada a nica que possui acesso fsico ao meio de transmisso da rede devendo,

portanto, se preocupar com fatores como as especificaes eltricas, mecnicas, funcionais

e procedurais da interface fsica entre o equipamento e o meio de transmisso, ou seja, a

camada fsica tem como funo bsica a adaptao do sinal ao meio de transmisso.

Podemos relacionar abaixo, as principais caractersticas inerentes camada fsica:

Mecnicas: propriedades fsicas da interface com o meio fsico de transmisso,

incluindo, por exemplo, o tipo de conector utilizado.

Eltricas: se relacionam com a representao de um bit em termos de, por exemplo,

nvel de tenso utilizado e taxa de transmisso de bits.

Funcionais: definem as funes a serem implementadas por esta interface;

Procedurais: especificam a seqncia de eventos trocados durante a transmisso deuma srie de bits atravs do meio de transmisso

A camada fsica possui ainda as seguintes funes:

Estabelecimento/encerramento de conexes: ativa e desativa conexes fsicas

mediante solicitao a entidades da camada de enlace

Transferncia de dados: a unidade de transmisso utilizada o bit. O nvel fsico tem

como funo transmitir os bits na mesma ordem em que chegam da camada de

enlace (no computador de origem) e entreg-los camada de enlace na mesma

ordem que chegaram (no computador de destino)


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Gerenciamento das conexes: gerncia da qualidade de servio das conexes

fsicas estabelecidas. Deve monitorar taxa de erros, disponibilidade de servio, taxa

de transmisso, atrasos do fluxo de bits, etc.

Ao pensar na camada fsica pense em bits, em sinais eltricos e meios de comunicao

(cabos, fibras, radioenlace, etc.). Os repetidores e Hubs atuam neste nvel / camada. Os

padres de nvel fsico utilizados so, por exemplo, Ethernet (IEEE 802.3), Token-Ring (IEEE

802.5), X.21, X.21 bis, V.24, V.28, RS-232C, I.430, I.431, etc.



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UNIDADE 11Objetivo: Entender o que mais o modelo OSI tem-nos a oferecer.

Mais Sobre O Modelo OSI

Sabe-se que as camadas do modelo OSI so 7 e cada camada (da mquina A) se comunica

com a do mesmo nvel (na mquina B), esse tipo de comunicao conhecida como Peer

Communication, ou seja, algo assim como comunicao entre pares de protocolos. Por

exemplo, os protocolos da camada de rede (da mquina A) se comunicaro (nica eexclusivamente) com os protocolos da camada de rede da mquina B, os de transporte com

os de transporte, os de sesso com os de sesso e assim por diante.


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Cada camada efetua um grupo de tarefas especificas. Mas o modelo de referncia OSI um

padro, as camadas no executam nenhuma funo. As implementaes em software ou

hardware que executam as funes associadas a uma camada da OSI (pode ser um Driver

de rede).

As camadas geram pedidos (informao, dados) que so adicionados a um cabealho que

contem as solicitaes ou informaes da camada em questo. Esses dados atravessam as

camadas, por exemplo, da camada 7 para a 1 e da ele vai para a mdia de transmisso

(cabo, fibra, radioenlace, etc) e sobem da camada 1 para a 7. Em cada camada os dados

vo experimentando algo, isto , vai sendo adicionado (se os dados estiverem descendo) ou

removido (se os dados estiverem subindo) partes do cabealho assim como tambm vo

realizando-se funes da camada em que esta passando.

Esses cabealhos adicionam informaes extras; essas informaes so indispensveis para

que cada camada de aplicao consiga comunicar-se com a outra.


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Como as camadas superiores utilizam das funcionalidades das camadas inferiores, isso se

chama de pilha.

Portanto, uma pilha de protocolos um grupo hierrquico de protocolos que funciona de

forma conjunta geralmente em um nico computador. Os bits que constituem o conjunto de

um pacote de dados assumem, dependendo da camada, os seguintes nomes:

Na camada Fsica temos os Bits propriamente ditos.

Na camada de Enlace de Ddaos temos os Quadros (ou Frames) Ethernet.

Na camada de Rede temos os Pacotes IP.

Na camada de Transporte temos os Segmentos (datagramas TCP ou UDP).

Na camada de Aplicao temos as Mensagens enviadas/recebidas pelo usurio.

Observao: A descrio de cada camada em detalhes engloba uma serie de aspectos

tcnicos que poderia consumir um tempo de leitura imenso e gerar at uma leitura

redundante do que j foi visto (o modelo OSI muito complexo se explicado em detalhe e

pode deixar ao leitor uma sensao no muita agradvel).

Ento sero indicados Links com material extra, caso se opte por um aprofundamento no

assunto estudado.


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Uma boa idia ou opo para se direcionar a carreira profissional obter algumacertificao de rede. Isso alm de melhorar o reconhecimento profissional por parte

do empregador pode trazer novos conhecimentos e ate gerar um aumento no

salrio.

O, porm da certificao ter que efetuar a renovao periodicamente; para a rea

de redes e protocolos interessante ter uma certificao CISCO, como a CCNA ou

alguma de nvel superior como o CCNP.

Materiais de estudo desse tipo certamente podem ajudar a compreender e

possibilitar a configurao de equipamentos como roteadores e Switches que so

muito interessantes de se lidar. Assim como outros tipos de dispositivos.


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UNIDADE 12Objetivo: Entender a pilha de protocolos TCP/IP da Internet.

Modelo De Referncia Internet (DoD)

A arquitetura TCP/IP surgiu por causa do Departamento de Defesa do governo dos Estados

Unidos da Amrica (DoD - Department of Defense), com objetivo principal de manter

conectados mesmo que, apenas em parte, rgos do governo e universidades.

A ARPANet (Advanced Research Projects Agency Network) foi a primeira rede operacional

de computadores baseada na tcnica de comutao de pacotes, e pode ser considerada a

rede precursora da Internet atual. Nasceu com o objetivo de conectar as bases militares e os

departamentos de pesquisa do governo americano.

A ARPANet surgiu como uma rede que permaneceria intacta caso um dos servidores

perdesse a conexo, e para isso, ela necessitava de protocolos que assegurassem tais

funcionalidades trazendo confiabilidade, flexibilidade e que fosse fcil de implementar. Foi

desenvolvida ento, na Universidade de Berkeley na Califrnia, a arquitetura TCP/IP.


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O modelo TCP/IP, quando comparado com o modelo OSI, possui duas camadas que se

formam a partir da fuso de algumas camadas deste ltimo, elas so:

1. A camada de Aplicao do TCP/IP = s camadas de Aplicao + Apresentao +

Sesso do modelo de referncia OSI.

2. A camada Fsica do TCP/IP = Data Link (Enlace de Dados) + Fsica do modelo OSI.


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Veja na ilustrao abaixo esta comparao:

A figura abaixo ilustra o modelo TCP/IP com suas camadas, e alguns dos seus vrios

protocolos junto com a sua ligao fsica.


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A seguir, temos uma breve, porm completa explicao de cada uma dessas camadas do

modelo TCP/IP.

O Nvel De Aplicao

formada pelos protocolos utilizados pelas diversas aplicaes do modelo TCP/IP. Esta

camada no possui um padro comum. O padro estabelecido por cada aplicao. Isto , o

FTP possui seu prprio protocolo, assim como o TELNET, SMTP, POP3, DNS, PING,

BOOTP, TFTP, HTTP, Traceroute, SNMP, etc.

O Nvel De Transporte

Camada fim-a-fim, isto , uma entidade desta camada s se comunica com a sua entidade-

par no computador destinatrio. nesta camada que se faz o controle da conversao entre

as aplicaes intercomunicadas da rede. Dois protocolos aqui so usados: o TCP e o UDP.

O TCP orientado conexo e o UDP no. Por tal motivo, usual visualizar o protocolo

TCP como sendo mais confivel do que o UDP devido a que precisa de confirmao, por

parte do receptor, antes de fazer o envio dos pacotes de dados. O acesso das aplicaes

camada de transporte feito atravs de portas que recebem um nmero inteiro para cada

tipo de aplicao.

O Nvel De Rede (ou Internet Protocol IP)

Essa camada a primeira normalizada do modelo. Tambm conhecida como camada

Internet, responsvel pelo endereamento, roteamento e controle de envio e recepo. Ela

no orientada conexo, se comunica atravs de datagramas. Esta camada realiza a

comunicao entre mquinas vizinhas atravs do protocolo IP. Para identificar cada mquina

e a prpria rede onde estas esto situadas, definido um identificador, chamado de

endereo IP, que independente de outras formas de endereamento que possam existir


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nos nveis inferiores. No caso de existir endereamento nos nveis inferiores realizado um

mapeamento para possibilitar a converso de um endereo IP num endereo deste nvel.

Os protocolos existentes nesta camada de Rede so:

Protocolo de transpor te de dados: IP - Internet Protocol

Protocolo de controle e erro: ICMP - Internet Control Message Protocol

Protocolo de controle de grupo de endereos: IGMP - Internet Group Management

Protocol.

Protocolos de controle de informaes de roteamento : RIP (Routing Information

Protocol), OSPF (Open Shortest Path First) e BGP (Border Gateway Protocol) e IGP

(Interior Gateway Protocol).

O protocolo IP realiza a funo mais importante desta camada que a prpria comunicao

Internet (entre redes). Para isto ele realiza a funo de roteamento que consiste no


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transporte de mensagens entre as diversas redes e na deciso de qual rota uma mensagem

deve seguir atravs da estrutura de rede para chegar ao destino.

O Nvel De Interface Com A Rede

Camada de abstrao de hardware tem como principal funo interface do modelo TCP/IP

com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, PPP

e SLIP). Por causa da grande variedade de tecnologias de rede, ela no normalizada pelo

modelo, o que prov a possibilidade de interconexo e interoperao de redes heterogneas.

Cada servio corresponde a um protocolo especfico. No caso de e-mails, este servio

atendido pelo protocolo SMTP, que, ao ser feita uma solicitao de e-mail (envio ourecebimento) ao TCP/IP, este atendido pelo SMTP. No caso do WWW, usado para

visualizao de pginas, o protocolo usado o HTTP. Existem ainda inmeros outros.

Portanto, podemos concluir que o TCP/IP representa um conjunto de protocolos de rede

projetado e desenvolvido entre as dcadas de 60 e 70 (inicialmente) como um projeto do

Departamento de Defesa dos EUA, e com o objetivo de interconectar redes de computadores


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de universidades e sedes militares do governo americano. Nas ltimas dcadas foi bastante

aprimorado e tornou-se um padro de facto, ganhou muita popularidade com o crescimento

da rede mundial de computadores, basicamente o TCP/IP o motor da Internet.


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UNIDADE 13Objetivo: Compreender para que servem os protocolos de Aplicao.

Protocolos Do Nvel De Aplicao

Telnet Network Virtual Terminal Protocol

O Telnet um protocolo cliente-servidor de comunicaes usado para permitir a

comunicao entre computadores ligados numa rede (exemplos: rede local / LAN, Internet),

baseado em TCP. Basicamente este protocolo permite fazer a emulao de terminal, isto ,

ele possibilita ao usurio emular o terminal de uma mquina remota; atravs do cliente pode

acessar os recursos do servidor de Telnet.

Antes de existirem os famosos chats em IRC (Internet Relay Chat) o Telnet j permitia este

tipo de servios. Os terminais que so emulados so do tipo texto e se pode acessar uma

espcie de console do servidor atravs desse protocolo e de seu cliente. Um bom uso para

se verificar o e-mail.

Porm para acesso a console de servidores com segurana melhor fazer uso de outro tipo

de recurso como o SSh (Secure Shell) cujo contedo encriptado antes de ser enviado. A

senha que enviada ao servidor pode ser capturada em muitos casos com o modo de rede

promiscuo e com o uso de um analisador de rede.

O uso do protocolo Telnet tem sido desaconselhado, medida que os administradores de

sistemas vo tendo maiores preocupaes de segurana, uma vez que todas as

comunicaes entre o cliente e o servidor podem ser vistas, j que so em texto plano(ASCII), incluindo a senha.


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FTP File Transfer Protocol

Este protocolo possibilita a transferncia de arquivos entre duas mquinas. Como o Telnet,

alm de um protocolo ele tambm um programa que empregado pelos usurios para

efetuar as transferncias de arquivo manualmente se necessrio.

Pode-se utiliz-lo em conjunto com o Telnet para se obter a autenticao e a conexo de

modo transparente ao servidor, aps a autenticao eles pode providenciar a transferncia

de arquivos. comum o uso do usurio anonymous com a senha idntica ou ento um

endereo de e-mail como senha.

Porm os direitos so limitados nesse caso; pode-se consultar o contedo de diretrios,

assim como efetuar a exibio de contedos e copia de arquivos. Porm no possvelexecutar programas remotamente.

TFTP Trivial File Transfer Protocol

Esse protocolo uma verso reduzida / simplificada do protocolo FTP, recomendvel evitar

o seu uso. Somente seu uso justificado quando feita a primeira carga do sistema

operacional de Switches e roteadores. Aps efetuar essa operao recomendvel

desabilitar esse tipo de servio, pois certos vrus poderiam se aproveitar desse tipo de

recurso para se propagar e isso pode ter resultados catastrficos. Usar o TFTP tem varias

desvantagens sobre o FTP, por exemplo: no se pode utilizar autenticao, no possvel

fazer a listagem de diretrios ou arquivos, no seguro, somente utilizado para enviar e

receber arquivos, mas sem garantia alguma.

SMTP Simple Mail Transfer Protocol

Este protocolo possibilita a transferncia de mensagens de e-mails. Ele utiliza um mtodo de

Spool (fila) para efetuar o envio de mensagens. Ele fica consultando o meio de


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armazenamento que pode ser um disco rgido e efetuando atravs de software a entrega das

mensagens de correio eletrnico aos destinatrios.

LPD Line Printer Daemon

Este protocolo utilizado para compartilhamento de impressoras. Ele trabalha em conjunto

com o programa LPR (Line Printer), isso possibilita se enviar um trabalho para o Spool (fila) e

efetuar a impresso atravs de uma impressora que esteja conectada por meio de TCP/IP.

XWin X Window

Este protocolo utilizado para efetuar o compartilhamento da parte grfica (GUI Graphical

User Interface) de um servidor para o cliente. Atravs de um emulador de X-Win possvel,

por exemplo, acessar a parte grfica do servidor Linux em uma estao Windows NT.

SNMP Simple Network Management Protocol

O SNMP utilizado para efetuar o controle de informaes de rede, ele faz a coleta e a

manipulao de dados de dispositivos de rede. Geralmente isso feito periodicamente,

fornecendo o status dos dispositivos. Ele pode ser um timo meio de se obter informaes

sobre a rede para gerenciar de forma saudvel ou pode ser um transtorno caso algum mal

intencionado utilize os dados para obter informaes sobre dispositivos. Ele tem um

funcionamento de guarda que quando ocorre um evento, dispara uma Trap (alerta) para a

estao de gerenciamento de rede.


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DNS Domain Name Service

O DNS define um esquema de gerenciamento de nomes, hierrquico e distribudo. Ele define

a sintaxe dos nomes usados na Internet, regras para delegao de autoridade na definio

de nomes, um BD distribudo que associa nomes a atributos (entre eles o endereo IP) e um

algoritmo distribudo que utilizado para mapear nomes em endereos.

Nas RFCs 882, 883 e 973 esta definido o DNS. Como mais fcil para os usurios digitar

endereos em vez de nmeros IP de 32 bits (que so utilizados no sentido de abrir uma

conexo ou enviar um datagrama IP), o BD do DNS permite que as aplicaes traduzam

esse endereo para que a aplicao consiga localizar a maquina correta com a qual se

comunicar. Existem servidores que mantm essa lista de nomes e endereos em um BD e

que esto conectadas Internet.

Esse tipo de informao armazenado em um sistema de domnios (Domain System).

utilizada uma serie de servidores interconectados, ao invs de um nico servidor centralizado

(para garantir sua disponibilidade). Essa pratica tambm facilita a insero de entradas no

BD, pois se fosse centralizada em uma nica instituio no haveria agilidade bastante para

se efetuar todas as atualizaes a nvel global.

Os servidores em conjunto formam uma espcie de arvore que contem todos os domnios da

estrutura institucional. Os nomes tm uma estrutura e nomeao similar conforme sua

finalidade e localidade.

Um exemplo tpico pode ser o motor de busca: www.google.com.br. Para poder encontrar o

nmero IP associado a este nome pode-se passar por uma serie de servidores (at 4

servidores de nomes podem ser contatados). A primeira coisa que ser consultada atravs

do servidor central onde se localiza o servidor br. Esse servidor responsvel pelo

gerenciamento dos nomes das instituies/empresas brasileiras conectadas Internet.


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O servidor raiz traz como resultado da pesquisa o endereo IP de vrios servidores de nome

para o nvel br (pode existir mais que um servidor de nomes em cada nvel, para garantir a

disponibilidade quando um deles para de funcionar). Ao se chegar a um servidor do nvel br

feita a consulta que devolve o endereo IP do servidor com. Com esse endereo de servidor

com e possvel solicitar que ele informe o endereo da maquina Google. O resultado final da

busca e o endereo Internet correspondente ao nome google.com.br Cada um dos nveis

percorridos e referenciado como sendo um domnio.

O nome completo google.com.br e um nome de domnio FQDN (Fully Qualified Domain

Name). Na maioria das vezes no necessrio ter acesso a todos os domnios de um nome

para encontrar o endereo correspondente, alguns dos servidores de nome possuem

informaes sobre mais de um nvel de domnio agiliza e elimina uma ou mais consultas.

Alem disso as ultimas consultas so armazenadas em cache e assim resolver a consulta em

nvel local. Isso agiliza o mapeamento de nomes em endereos, uma vez que elimina a

necessidade de implementar em todas as aplicaes que fazem uso do DNS, o algoritmo de


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busca na arvore de domnios descrito anteriormente. O DNS no se limita somente a manter

e gerenciar endereos Internet.

Cada nome de domnio e um no em um BD, que pode conter registros definindo varias

propriedades. So admitidos apelidos para as maquinas (um alias ou nome alternativo) para

o no. Pode-se utilizar o DNS para guardar dados sobre usurios, listas de distribuio ou

outros objetos.

O DNS vital para o sistema de correio eletrnico. No DNS esto definidos registros que

identificam o servidor de e-mail que manipula as correspondncias relativas a um dado

nome, identificado onde o usurio recebe suas correspondncias. O DNS tambm pode

definir listas para distribuio de correspondncias.

DHCP Dynamic Host Configuration Protocol

O DHCP fornece aos protocolos TCP/IP, as informaes iniciais de configurao da mquina

tais como endereo IP, mscara de sub-rede, roteadores default, rotas, servidores de Boot,

servidores de nome e diversas outras informaes. Este protocolo pode ser utilizado pra

efetuar a administrao centralizada de mquinas TCP/IP. O BOOTP (Bootstrap Protocol) o protocolo mais antigo e o DHCP (Dynamic Host Control Protocol) est aos poucos o

substituindo. O DHCP mais complexo e mais verstil e vem sendo usado para simplificar a

administrao de endereos e outros parmetros de configurao de grandes instalaes de

mquinas TCP/IP. O DHCP consegue efetuar a configurao automtica de estaes, sem

necessidade de criao de uma tabela de configurao para cada mquina (que

necessria no caso do BOOTP). O DHCP usa trs mtodos de fornecimento distinto para os

endereos:

Emprstimo (leasing) de endereo aleatrio por tempo limitado: Se escolhe um endereo IP

de um range e se fornece ao cliente por um tempo pr-determinado.

Emprstimo de endereo aleatrio por tempo infinito: O servidor atribui um endereo do

range ao cliente na primeira vez que este cliente contatar o servidor. Nas demais vezes se


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consultam o MAC do cliente e se fornece o mesmo endereo a este cliente, mesmo que as

duas mquinas sejam desligadas e ligadas. Este mtodo simplifica a atribuio de endereos

para uma quantidade grande de mquinas.

Emprstimo de endereo fixo: Nesse tipo de fornecimento existe a associao explcita entre

o endereo IP e o endereo MAC da mquina origem, estipulado em uma tabela de

configurao.

O servidor DHCP poder responder tanto s solicitaes BOOTP, quanto DHCP, pois ambas

possuem o mesmo formato. A mensagem DHCP possui o formato abaixo:


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A mensagem DHCP possui 8 tipos de comandos, que esto em uma opo especial de

OPTIONS; a de cdigo 53, associado a um dos comandos abaixo:

DHCP DISCOVER Uma solicitao de resposta enviada a um servidor pelo cliente.


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DHCP OFFER Uma oferta de IP do servidor para o cliente. O cliente pode receber

vrias ofertas de diferentes servidores DHCP.

DHCP REQUEST uma requisio de um endereo especfico do servidor. Um

broadcast gerado apesar de ser endereado a um nico servidor para que os

demais saibam da escolha.

DHCP DECLINE Comunica que a oferta contm parmetros incorretos (Erro).

DHCP ACK Mensagem de OK do servidor sobre a atribuio do endereo para a

requisio do cliente.

DHCP NAK - Servidor rejeita o fornecimento do endereo previamente oferecido, issoocorre por erro ou por demora do cliente a requisitar o endereo solicitado.

DHCP RELEASE - Cliente libera o endereo IP utilizado. Difcil de se ver na prtica,

pois geralmente o cliente desligado sem liberar o endereo. Esse endereo volta ao

conjunto de endereos disponveis no servidor devido ao estouro do tempo de leasing.

DHCP INFORM - Cliente que j possui endereo IP pode requisitar outras informaes

de co

04-protocolos de rede

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