Protocolos TCP IP UDP
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O documento fornece uma visão geral dos protocolos de rede TCP/IP e UDP, destacando suas funcionalidades nas camadas de endereçamento e transporte. O TCP é descrito como um protocolo orientado a conexões, que garante a entrega confiável de dados, enquanto o UDP é um protocolo sem conexões, mais simples e rápido, mas sem garantias de entrega. Ambos os protocolos têm papéis distintos na comunicação entre aplicações em diferentes hospedeiros na internet.
Protocolos TCP IP UDP
- 1. Protocolos de Rede TCP / IP e UDP Prof. Esp. André Nobre
- 2. Visão Geral Protocolo IP Camada 3: Redes Protocolo para Endereçamento Protocolo TCP Protocolo para Transporte Protocolo UDP Protocolo para Transporte Camada 4: Transporte
- 3. Protocolos de Rede Protocolo IP Protocolo para Endereçamento Camada 3: Redes
- 4. Protocolo IP O IP permite identificar o Host e sua Rede. “...o protocolo TCP/IP é responsável, isto é, ele foi criado pensando na interligação de diversas redes – onde podemos ter diversos caminhos interligando o transmissor e receptor -, culminando na rede mundial que hoje conhecemos por internet. Por isso, ele utiliza um esquema de endereçamento lógico chamado endereço IP. Em uma rede TCP/IP cada dispositivo em rede necessita usar pelo menos um endereço IP. Esse endereço permite identificar o dispositivo e a rede na qual ele pertence.” (TORRES, PDF, PAG. 86.) Exemplo: 192 . 168 . 2 . 100 Rede Host
- 5. Protocolos de Rede Protocolo TCP Protocolo para Transporte Protocolo UDP Protocolo para Transporte Camada 4: Transporte
- 6. Camada de Transporte TCP e UDP “A Internet tem dois protocolos principais na camada de transporte, um protocolo sem conexões e outro orientado a conexões. O protocolo sem conexões é o UDP. O protocolo orientado a conexões é o TCP.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 399.) Comunicação Lógica provida pela camada de Transporte. “Um protocolo de camada de transporte fornece comunicação lógico entre processos de aplicações que rodam em hospedeiros diferentes. Comunicação Lógica nesse contexto significa que, do ponto de vista de uma aplicação, tudo se passa como se os hospedeiros que rodam os processos estivessem conectados diretamente; na verdade, esses hospedeiros poderão estar em lados opostos do planeta, conectados por numerosos roteadores e uma ampla variedade de tipos de enlace. Processos de aplicações usam a comunicação lógica provida pela camada de transporte para enviar mensagens entre si, livres da preocupação dos detalhes da infraestrutura física utilizada para transportar essas mensagens.” (KUROSE, PDF, PAG. 168.)
- 7. Multiplexação e Demultiplexação (na camada 4) Varias aplicações no mesmo Endereçamento. “No hospedeiro de destino, a camada de transporte recebe segmentos da camada de rede logo abaixo dela e tem a responsabilidade de entregar os dados desses segmentos ao processo de aplicação apropriado que roda no hospedeiro.” Solução para cada aplicação receber seus dados corretamente. “A tarefa de entregar os dados contidos em um segmento da camada de transporte à porta correta é denominada demultiplexação. O trabalho de reunir, no hospedeiro de origem (Cliente), porções de dados provenientes de diferentes portas, encapsular cada porção de dados com informações necessárias de cabeçalho (que mais tarde serão usadas na demultiplexação) para criar segmentos, e passar esses segmentos para a camada de rede é denominada multiplexação.” (KUROSE, PDF, PAG. 172.) Serviços E-mails Internet Acesso Remoto Portas Portas 110 80 3389 110 80 3389 1.0.0.2 3389 1.0.0.1 Transmissão 1.0.0.2 110 1.0.0.2 3389 1.0.0.2 80 Recepção 1.0.0.2 Serviços E-mails Internet Acesso Remoto
- 8. Protocolos de Rede Camada 4: Transporte Protocolo UDP Protocolo para Transporte Sistema DNS Comando PING Programa Look@LAN Protocolo DNS Protocolo ICMP Protocolo SNMP Porta 53 Porta 7 Porta 161/192 Protocolo de Transporte UDP Camada de Aplicação Camada de Transporte
- 9. Protocolo UDP (User Datagram Protocol) Características do UDP “..o UDP e basicamente o IP com um pequeno cabeçalho... O UDP oferece um meio para as aplicações enviarem data gramas IP encapsulados sem que seja necessário estabelecer uma conexão. O UDP transmite segmentos que consistem em um cabeçalho de 8 bytes, seguido pela carga util.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 399.) Não orientado a conexão “Note que, com o UDP, não há apresentação entre as entidades remetente e destinatária da camada de transporte antes de enviar um segmento. Por essa razão, dizemos que o UDP é não orientado a conexão.” (KUROSE, PDF, PAG. 177)
- 10. Protocolo UDP (User Datagram Protocol) Função das Portas “As duas portas servem para identificar os pontos extremos nas maquinas de origem e destino. Quando um pacote UDP chega, sua carga útil e entregue ao processo associado a porta de destino. ... Sem os campos de portas, a camada de transporte não saberia o que fazer com o pacote. Com elas, a camada entrega o segmentos corretamente.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 400.) Serviços E-mails Internet Acesso Remoto Portas Portas 110 80 3389 110 80 3389 1.0.0.2 3389 1.0.0.1 Transmissão 1.0.0.2 110 1.0.0.2 3389 1.0.0.2 80 Recepção 1.0.0.2 Serviços E-mails Internet Acesso Remoto
- 11. Protocolo UDP (User Datagram Protocol) UDP é menos complexo. “Ele não realiza controle de fluxo, controle de erros ou retransmissão apos a recepção de um segmento incorreto. Tudo isso cabe aos processos do usuário. O que ele faz é fornecer uma interface para o protocolo IP com o recurso adicional de demultiplexacao de vários processos que utilizam as portas.” Exemplo “Uma área na qual o UDP é especialmente útil é a de situações cliente/servidor. Com frequência, o cliente envia uma pequena solicitação ao servidor e espera uma pequena resposta de volta. Se a solicitação ou a resposta se perder, o cliente simplesmente chegara ao timeout (tempo esgotado) e tentara de novo. Uma aplicação que utiliza o UDP desse modo é o DNS (Domain Name System). Não é necessária nenhuma configuração antecipada e também nenhum encerramento posterior. Basta enviar duas mensagens pela rede (Solicitação e Resposta).” (TANENBAUM, PDF, PAG. 400.)
- 12. Protocolos de Rede Protocolo TCP Protocolo para Transporte Programa de e-mail Navegação na WEB Programa de FTP Protocolo POP3 Protocolo HTTP Protocolo FTP Porta 110 Porta 80 Porta 20/21 Protocolo de Transporte TCP Camada 4: Transporte Camada de Aplicação Camada de Transporte
- 13. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) Proposta do TCP é ser uma solução confiável em um ambiente não confiavél. “O TCP (Transmission Control Protocol) foi projetado especificamente para oferecer um fluxo de bytes fim a fim confiável em uma inter-rede não confiável. Uma inter-rede é diferente de uma única rede porque suas diversas partes podem ter topologias, larguras de banda, retardos, tamanhos de pacote e outros parâmetros completamente diferentes. O TCP foi projetado para se adaptar dinamicamente as propriedades da inter-rede e ser robusto diante dos muitos tipos de falhas que podem ocorrer.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 405.) Objetivo ao estabelecer uma transmissão confiável.: “Com um canal confiável, nenhum dos dados transferidos é corrompido (Trocado de 0 para 1 ou vice-versa) nem perdido, e todos são entregues na ordem em que foram enviados. Este é exatamente o modelo de serviço oferecido pelo TCP às aplicações de Internet que recorrem a ele.” (KUROSE, PDF, PAG. 181.)
- 14. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) TCP e IP “Cada maquina compatível com o TCP tem uma entidade de transporte TCP, que pode ser um procedimento de biblioteca (DLL), um processo do usuário (Software) ou parte do núcleo (Kernel). em todos os casos, ele gerencia fluxos e interfaces TCP para a camada IP. Responsabilidades do TCP A camada IP não oferece qualquer garantia de que os datagramas serão entregues da forma apropriada; portanto, cabe ao TCP administrar os timers e retransmiti-los sempre que necessário. Os datagramas também podem chegar fora de ordem; o TCP também terá de reorganiza-los em mensagens na sequencia correta. Resumindo, o TCP deve fornecer a confiabilidade que a maioria dos usuários desejam, mas que o IP não oferece.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 405.) Orientado a conexão “Dizemos que o TCP é orientado a conexão porque, antes que um processo de aplicação possa começar a enviar dados a outro, os dois processos precisam primeiramente se „apresentar‟ – isto é, devem enviar alguns segmentos preliminares da conexão TCP, ambos os lados da conexão iniciarão muitas “variáveis de estado” associadas com a conexão TCP.” (KUROSE, PDF, PAG. 202.)
- 15. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) A ‘Conexão’ TCP não se compara a um Circuito Virtual “A „conexão‟ TCP não é um circuito TDM ou FDM fim-a-fim, como acontece em uma rede de comutação de circuitos. Tampouco é um circuito virtual, pois o estado de conexão reside inteiramente nos dois sistema finais. Como o protocolo TCP roda somente nos sistemas finais, e não nos elementos intermediários da rede (roteadores e comutadores da camada de enlace), os elementos intermediários não mantêm estado de conexão TCP. Na verdade, os roteadores intermediários são completamente alheios às conexões TCP; eles enxergam datagramas, e não conexões.” (KUROSE, PDF, PAG. 203.) TCP TCP Router Router Router RIP Router Router
- 16. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) Full-duplex e Unicast “Uma conexão TCP provê um serviço full-duplex: se houver uma conexão TCP entre o processo A em um hospedeiro e o processo B em outro hospedeiro, então os dados da camada de aplicação poderão fluir de A para B ao mesmo tempo em que os dados da camada de aplicação fluem de B para A. A conexão TCP é sempre ponto a ponto (Unicast), isto é, entre um único remetente e um único destinatário. O chamado „multicast‟ – a transferência de dados de um remetente para vários destinatários em uma única operação de envio – não é possível com o TCP. Com o TCP, dois hospedeiros é bom; três é demais!.” (KUROSE, PDF, PAG. 203.) TCP TCP Router Router A Router RIP Router Router B
- 17. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) Segmento TCP “As entidades transmissoras e receptoras do TCP trocam dados na forma de segmentos (pacotes). Um segmento TCP consiste em um cabeçalho fixo de 20 bytes, seguido do espaço necessário para os dados (carga útil). O software TCP decide qual deve ser o tamanho dos segmentos.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 407.)
- 18. Protocolo TCP (Transmission Control Protocol) Tamanho de um segmento “ Dois fatores restringem o tamanho do segmento. Primeiro, cada segmento, incluindo o cabeçalho do TCP, deve caber na carga útil do IP, que é de 65.515 bytes. Em Segundo lugar, cada rede tem uma unidade máxima de transferência, ou MTU (Maximum Transfer Unit) e cada segmento deve caber na MTU. Na pratica, a MTU geralmente tem 1.500 bytes (o tamanho da carga útil Ethernet) e, portanto, define o limite superior de tamanho de segmentos.” (TANENBAUM, PDF, PAG. 407.) Cabeçalho TCP Cabeçalho IP Carga Útil TCP Carga Útil IP MTU (Unidade Máxima de Transferência da Rede)
- 19. Comparação Protocolo TCP Protocolo para Transporte Protocolo UDP Protocolo para Transporte
- 20. Comparação
- 21. Comparação Simplificada Funcionamento do Protocolo UDP Solicita Dados Cliente Servidor Envia Dados Funcionamento do Protocolo TCP Estabelecer Conexão Confirmar Conexão Cliente Solicita Dados Envia Dados Solicita Dados Não Recebidos Servidor • Funcionamento mais simples • Mais rápido por ter menos Controles • Menos Seguro em relação ao recebimento dos Dados (Transporte) • Não estabelece conexão • Funcionamento mais complexo • Mais Controles • Mais Seguro em relação ao recebimento dos Dados (Transporte) • Estabelece conexão antes de transmitir os dados. • Solicita retransmissão dos dados não recebidos ou corrompidos.