O Protocolo de Controlo de Transmissão/Protocolo de Internet (TCP/IP) é um conjunto fundamental de regras de comunicação que viabiliza a interligação de computadores em redes.
Existem inúmeros recursos online que podem aprofundar o seu conhecimento sobre o TCP/IP. Qual é, então, o diferencial desta explicação?
O objetivo aqui é apresentar os pontos essenciais para que você possa iniciar a sua exploração e, posteriormente, aprofundar-se no tema, caso deseje.
Modelo TCP/IP: Uma Perspetiva Histórica
O modelo TCP/IP é um tema recorrente quando se estuda redes de computadores e é bastante provável que já tenha sido mencionado em cursos de ciência da computação ou tecnologia da informação.
Portanto, não vamos elaborar um tratado académico extenso. Contudo, gostaria de apresentar um breve resumo da história do TCP/IP, acessível a todos, independentemente do seu conhecimento técnico.
Resumindo:
Na década de 1970, Vint Cerf e Bob Kahn propuseram o modelo TCP/IP, com o propósito de melhorar a interconexão entre redes de computadores.
Anteriormente, utilizavam-se o Protocolo de Controlo de Rede e o Protocolo 1822.
Na mesma época, outros engenheiros e organizações também buscavam desenvolver um protocolo de comunicação que facilitasse a interligação global de computadores.
Um desses modelos foi o Modelo OSI (Interconexão de Sistemas Abertos). Embora tenha sido útil para a compreensão do processo de rede, não se revelou ideal para implementação prática.
Caso tenha interesse, temos um recurso sobre as camadas do modelo OSI.
O modelo TCP/IP acabou por se destacar e foi adotado como o padrão de comunicação, enquanto o modelo OSI passou a ser utilizado como referência para o conhecimento teórico sobre redes.
De facto, sem o TCP/IP, talvez não fosse possível aceder ao nosso site ou a outros serviços na internet com a mesma rapidez e fiabilidade. Parece um cenário difícil, não?
Agora que tem uma visão geral, vamos explorar alguns detalhes técnicos.
Diferença entre o Protocolo de Controlo de Transmissão (TCP) e o Protocolo de Internet (IP)
Para compreender o modelo TCP/IP, é crucial distinguir estes dois conceitos. Ambos são protocolos de rede distintos.
O Protocolo de Internet (IP) define as regras para o envio de pacotes de dados para o destino correto. Cada dispositivo conectado possui um endereço IP, que permite o encaminhamento dos dados para o local desejado.
Os endereços IP são como números de telefone. Para mais informações, consulte o nosso guia de endereços IP.
O IP não garante a ordem de chegada dos pacotes. É aí que entra o TCP, que assegura que os pacotes cheguem na sequência correta e verifica se atingiram o destino da forma esperada.
Em resumo, o TCP é responsável por garantir a entrega e receção de dados de forma fiável.
Características do Modelo TCP/IP
O modelo TCP/IP prevaleceu sobre outros protocolos devido às suas características, que permitiram uma rápida adoção em diversos sistemas e redes.
Algumas das suas principais vantagens incluem:
- Permite a conexão com diferentes tipos de computadores.
- Possibilita a reorganização de pacotes de dados, assegurando que as mensagens cheguem ao destino correto, mesmo que haja congestionamento na rede.
- O TCP/IP suporta verificação de erros, o que o torna um modelo confiável.
- A sua arquitetura flexível adapta-se a redes de diferentes dimensões.
- Com a arquitetura cliente-servidor, oferece elevada escalabilidade.
- Suporta diversos protocolos, o que facilita a sua aplicação em vários cenários.
- Permite a comunicação entre diferentes plataformas.
- Pode ser operado de forma independente.
TCP/IP: As Quatro Camadas em Detalhe
Ao contrário do modelo OSI, o TCP/IP possui quatro camadas:
- Acesso à Rede
- Internet
- Transporte
- Aplicação
Nota: O fluxo de dados pode ocorrer de cima para baixo ou no sentido inverso, dependendo se os dados estão a ser enviados ou recebidos. É fundamental conhecer as funções de cada camada para entender o processo.
#1. Acesso à Rede (Camada 1)
Esta é a camada de nível mais baixo e lida com a conexão física e a transferência de dados entre computadores. Em outras palavras, como os dados são transmitidos fisicamente.
Inclui elementos como o meio de transmissão (fibra ótica, wireless, etc.), a estrutura dos pacotes e o mapeamento de endereços IP para endereços físicos usados pela rede.
Em geral, esta camada abrange a infraestrutura técnica de redes, incluindo drivers de dispositivos e cabos.
O RFC 826 (Address Resolution Protocol) é um dos protocolos desta camada, responsável por mapear endereços IP para endereços Ethernet.
A camada de acesso à rede opera de forma transparente para os utilizadores e é essencial para o funcionamento do modelo.
#2. Internet (Camada 2)
A camada da Internet gere o tráfego de dados para uma comunicação rápida e precisa.
Os dados são agrupados em datagramas IP, que incluem os endereços de origem e destino. A camada da Internet pode encaminhar, determinar o percurso e gerir o endereçamento lógico.
É responsável pelo tratamento dos endereços, tanto no envio como na receção.
É crucial assegurar que os pacotes de dados cheguem ao destino correto e na ordem correta, através da utilização dos endereços de origem e destino.
#3. Transporte (Camada 3)
A camada de transporte tem um propósito semelhante ao dos serviços de entrega. Também inclui um firewall.
Frequentemente designada como camada “host-to-host”, o seu objetivo é assegurar a integridade dos dados de ponta a ponta, viabilizando a comunicação bidirecional.
Esta camada garante que os pacotes de dados cheguem ao destino, dividindo-os em segmentos. Além disso, assegura que a camada de aplicação receba a mensagem completa através de confirmação.
Ao enviar uma mensagem para a camada de aplicação, concentra-se na quantidade de dados, na sua ordem e no destino. Ao receber uma mensagem da camada de aplicação, auxilia na desagregação e na verificação de erros.
Protocolos como TCP e UDP são utilizados nesta camada, garantindo uma conexão fiável.
#4. Aplicação (Camada 4)
Esta é a camada de nível mais elevado e é responsável pela interação entre a aplicação e o utilizador. Utilizamos aplicações ou programas para trocar dados, como mensagens, navegadores, clientes de e-mail, etc.
A interface de utilizador e os serviços da aplicação estão incluídos nesta camada. Processos como encriptação, desencriptação, compressão e descompressão ocorrem aqui. Auxilia também na formatação de mensagens, assegurando que são enviadas corretamente para a camada de transporte e que são recebidas/interpretadas corretamente pela aplicação recetora.
Protocolos como DNS, HTTP, FTP e SMTP operam nesta camada, assegurando que o envio e a receção de dados na rede ocorrem com sucesso.
Qual é a Função do TCP/IP?
O TCP/IP possibilita a transferência de dados entre computadores de forma fiável.
Para isso, o TCP/IP divide os dados em pacotes, envia-os e, no destino, reorganiza-os de forma coerente.
O conceito de pacotes de dados pode ser comparado às peças de um puzzle, onde a disponibilidade de todas as peças permite compreender o todo.
A divisão da mensagem em pacotes de dados garante a fiabilidade e a precisão. Cada pacote pode seguir um percurso diferente até chegar ao destino.
Caso a mensagem fosse enviada como um todo, qualquer falha resultaria na sua perda total e na necessidade de reenvio.
O modelo de quatro camadas explica este processo de forma clara.
Quando os dados são enviados de um computador, passam por todas as quatro camadas numa ordem específica, onde são divididos em pacotes e enviados (Camada 1 → Camada 4).
No computador recetor, os dados são reagrupados, passando pelas mesmas quatro camadas na ordem inversa (Camada 4 → Camada 1).
Outros Protocolos Comuns da Internet
O TCP/IP inclui os protocolos essenciais para a experiência da Internet.
Alguns protocolos padrão incluem HTTP, HTTPS, FTP, POP3 e SMTP.
- O HTTP (Hypertext Transfer Protocol) conecta o utilizador ao servidor web (através de um navegador) para interagir/recuperar informações.
- O HTTPS (HTTP Secure) estabelece uma conexão encriptada com o servidor web, garantindo que a conexão não seja comprometida.
- O FTP (File Transfer Protocol) permite a transferência de ficheiros entre servidores ou de um servidor para o seu computador.
- O POP3 (Post Office Protocol 3) permite que um cliente de e-mail descarregue mensagens de um servidor para visualização offline.
- O SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) permite enviar e receber mensagens de e-mail.
O TCP/IP é o Padrão, Mas Não é Sempre a Melhor Solução
As vantagens do modelo superam as desvantagens. Contudo, é importante saber que o TCP/IP é complexo de configurar, não é ideal para redes mais pequenas e os protocolos não são fáceis de substituir.
As camadas podem não ser descritas da melhor maneira. O Modelo OSI continua a ser a referência para a compreensão do seu funcionamento.
Apesar de tudo, o TCP/IP consegue lidar com a maioria dos aspetos essenciais, permitindo o envio e a receção de informação com a maior rapidez possível.