Arquitetura do protocolo TCP / IP e suas camadas

Arquitetura do protocolo TCP / IP e suas camadas

A comunicação é o processo de transferência de informações de um lugar para outro. Pode ser a transmissão de chamadas de um dispositivo para outro ou a transferência de arquivos de um computador para outro. As guerras mundiais trouxeram uma evolução tremenda na eletrônica de comunicação. Hoje usamos métodos de comunicação digital em todos os lugares. Com o desenvolvimento da tecnologia, muitos tipos de dispositivos de comunicação estão sendo implementados. Para estabelecer uma comunicação adequada e sem erros entre dispositivos de diferentes tipos e diferentes configurações, todos os dispositivos devem seguir alguns protocolos padrão. Um desses protocolos padrão para comunicação entre diferentes dispositivos é o protocolo TCP / IP.



O que é o protocolo TCP / IP?

Protocolo TCP / IP significa Transmission Control Protocol / Internet Protocol. Foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos na década de 1960. É um modelo conceitual que possui um conjunto de protocolos de comunicação usado para a transferência de informações pela internet e redes de computadores.


Este protocolo nos diz como os dados devem ser endereçados, armazenados, transferidos, codificados e decodificados pelos dispositivos para comunicação ponta a ponta entre os dispositivos. É o protocolo principal do Intenet Protocol Suite. O TCP / IP fornece uma transferência de dados confiável, segura e livre de erros entre aplicativos executados em hosts por meio de uma mídia da Internet.





Muitas aplicações web populares como a World Wide Web, email, etc. usam este protocolo.

Fundamentos do protocolo TCP / IP

TCP / IP é um protocolo em camadas amplamente usado em redes. Para entender o funcionamento do protocolo de rede, vejamos um exemplo de entrega simples.



Para enviar uma entrega de um lugar para outro, certas tarefas estão envolvidas. A princípio, a embalagem deve ser embalada e endereçada. Em seguida, o entregador leva o pacote do remetente para a sala de despacho do correio. Aqui, os pacotes são classificados por endereço e carregados em vans e despachados para um escritório remoto. No escritório remoto, os pacotes são colocados em uma bandeja para o carteiro. Em seguida, o carteiro coleta o pacote e o entrega ao destinatário.


O protocolo de rede, como TCP / IP, também funciona de maneira semelhante ao enviar informações e dados de um dispositivo para outro. Possui quatro camadas que dividem as tarefas de acordo. Eles são a camada de aplicação, a camada de transporte, a camada de rede e a camada de enlace de dados de cima para baixo. Todas essas camadas têm suas funções específicas e se comunicam com as camadas acima e abaixo delas durante a transferência de dados.

Arquitetura de protocolo TCP / IP

É uma pilha de protocolo de quatro camadas. Auxilia na interconexão de dispositivos de rede pela internet. Cada camada contém certos protocolos que ajudam no funcionamento da camada. As quatro camadas do protocolo TCP / IP são Application Layer, Transport Layer, Networking / Internet Layer e Data Link / Physical Layer.

Protocolo de fluxo de dados TCP / IP

Protocolo de fluxo de dados TCP / IP

As camadas de aplicação, apresentação e sessão do modelo OSI são combinadas como a camada de aplicação / processo no protocolo TCP / IP. É a camada superior desta pilha de protocolo. Esta camada controla a interface do usuário e a comunicação nó a nó. Esta camada fornece as funções de interface de rede, internetworking e transporte. Ele envia os dados para a camada de transporte.

A confiabilidade, o controle de fluxo e a correção dos dados enviados pela rede são cuidados pela camada de transporte. O protocolo de datagrama do usuário e o protocolo de controle de transmissão estão presentes na camada de transporte. Após a camada de transporte, o controle é dado à camada Internet.

A camada da Internet também é conhecida como camada de rede. Sua função é mover os pacotes de dados pela Internet até o destino. Os pacotes de dados podem seguir qualquer uma das rotas otimizadas sugeridas por esta camada. O protocolo mais importante - o protocolo IP está presente nesta camada. Este protocolo é responsável por adicionar os endereços IP aos dados, rotear os pacotes, encapsular os dados, formatar.

A última camada na pilha do protocolo TCP / IP é a Camada de Acesso à Rede. É a combinação das camadas física e de enlace de dados do modelo OSI. A transmissão de dados fisicamente em uma rede entre dois dispositivos é controlada por esta camada. O mapeamento dos endereços IP dos dispositivos em endereços físicos também é feito nesta camada.

Suite de protocolo

Um protocolo é um conjunto de regras que informa e direciona como os sistemas devem se comunicar. Um conjunto de protocolos é uma coleção de protocolos projetados para funcionar juntos. O conjunto de protocolos que possui apenas um protocolo é conhecido como protocolo de pilha única. Mas este tipo de protocolo é muito instável e freqüentemente requer a mudança de todo o software do protocolo se alguma mudança for feita no aplicativo.

Para tornar o uso do protocolo mais flexível, a pilha de protocolos em camadas foi proposta. Esse tipo de pilha de protocolo consiste em protocolos organizados em níveis diferentes, com cada nível executando uma determinada tarefa. Cada nível pode se comunicar com os níveis acima e abaixo deles. Aqui, a tarefa ou o funcionamento de um nível ou camada pode ser alterado ou modificado sem afetar outras camadas.

TCP / IP é um conjunto de protocolos de 4 camadas. Leva o modelo OSI como sua estrutura conceitual. Este conjunto consiste em vários protocolos organizados em quatro níveis. Seu nome vem de seus dois protocolos mais populares - o protocolo de controle de transmissão e o protocolo da Internet.

Os protocolos presentes na camada de aplicativo

HTTP - Protocolo de Transferência de Hipertexto. Este protocolo permite ao usuário acessar os dados pela rede mundial de computadores. Ele pode ser usado no ambiente de hipertexto e enviar dados na forma de textos simples, áudio e vídeo.

SNMP - Protocolo de gerenciamento de rede simples, que gerencia dispositivos pela internet.

SMTP - Protocolo de transferência de correio único. Este protocolo gerencia o envio e recebimento de e-mails

DNS - Sistema de nomes de domínio, ele mapeia os nomes de host para o endereço IP do host que está conectado à Internet.

TELNET - Rede Terminal, para estabelecer a conexão entre o computador local e o computador remoto.

FTP - Protocolo de transferência de arquivos, usado para a transmissão de arquivos de um computador para outro.

Os protocolos presentes na camada de transporte

UDP - Protocolo UserDatagram. Ele informa ao usuário sobre a presença de erro. Este protocolo fornece transmissão de dados ponta a ponta. A um pacote de dados, este protocolo adiciona 8 bytes de cabeçalho. O cabeçalho consiste em quatro campos - endereço da porta de origem de 16 bits, endereço da porta de destino de 16 bits, um campo de 16 bits para indicar o comprimento total e um campo de checksum de 16 bits.

O endereço da porta de origem fornece o endereço do programa aplicativo que criou a mensagem. O endereço da porta de destino é o endereço do aplicativo de destino para o qual os dados devem ser transmitidos. O campo de comprimento total fornece informações sobre o número total de bytes presentes no datagrama. As informações presentes no campo de checksum são usadas para detecção de erros.

TCP - Protocolo de Controle de Transmissão. Este protocolo está ativo durante a transmissão de dados. É de um circuito virtual entre o emissor e o receptor. No lado do remetente, o protocolo divide os dados na forma de pequenas unidades chamadas segmentos. Cada segmento está associado a um número de sequência que ajuda a reordenar os segmentos da mensagem original.

Na extremidade do receptor, o TCP coleta todos os segmentos e os reordena de acordo com seus números de sequência. Sempre que um erro é detectado pelo protocolo, ele retransmite o segmento. Depois de garantir que todos os segmentos sejam transmitidos e confirmados e a transmissão seja concluída, o protocolo descarta o circuito virtual.

Protocolos presentes na camada da Internet

Protocolo IP - este é o protocolo mais significativo do conjunto de protocolos TCP / IP. Para identificar o dispositivo na Internet e estabelecer o roteamento entre redes, esse protocolo implementa endereços de host lógicos chamados de endereços IP para cada dispositivo de host. Este protocolo aceita os dados da camada de transporte e garante a transmissão segura de dados de um dispositivo para outro.

Ele converte os segmentos de dados em datagramas IP. Se o tamanho do datagrama for maior do que o limite fornecido pela próxima camada - a camada de enlace, o protocolo IP fragmenta o datagrama em pequenas partes para que possam ser transmitidos facilmente pela rede local. Na extremidade receptora, esses segmentos são reorganizados para formar a mensagem original. Os roteadores são usados ​​para enviar os dados entre dispositivos conectados por meio de uma rede distante.

ARP - Protocolo de Resolução de Endereço. Este protocolo encontra os endereços físicos dos endereços IP. Os dispositivos remetentes que desejam saber o endereço físico do dispositivo receptor enviam uma solicitação ARP pela rede. Todos os dispositivos presentes nas redes recebem este pedido, processam-no e o destinatário reconhece o endereço IP presente no pedido e envia o seu endereço físico através da resposta ARP.

Assim, todos esses protocolos juntos formam o conjunto de protocolos TCP / IP. Os aplicativos escolherão o tipo de protocolo a ser usado em cada camada com base nas funções fornecidas pelos protocolos. Este conjunto de protocolos pode ser facilmente modificado e é compatível com todos os tipos de hardware e sistemas operacionais. Ele foi originalmente projetado para o sistema operacional UNIX.

Roteadores e switches são exemplos de dispositivos de rede usados ​​para transmissão de dados entre dispositivos conectados pela Internet. Como o protocolo TCP / IP toma o modelo OSI como referência, quais camadas do Modelo OSI são combinados como camada de aplicativo do protocolo TCP / IP?