Modelo de arquitetura de protocolo TCP/IP – como funciona?

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) é um conjunto de protocolos de comunicação que permite a conexão de computadores.

Milhares de recursos online ajudarão você a esclarecer e explorar o TCP/IP. Então, o que há de diferente aqui?

Aqui, concentro-me em fornecer todos os bits essenciais para obter uma vantagem inicial para mergulhar mais fundo (se você pretender mais tarde).

Modelo TCP/IP: Qual é a história?

O modelo TCP/IP é o que você lê ao aprender sobre redes de computadores, e você já deve ter se deparado com ele como estudante de ciência da computação ou TI.

Então, não vamos escrever outro livro acadêmico aqui. Mas, permita-me resumir rapidamente a história do TCP/IP em um instante, adequado para todos, mesmo que você pense que não é uma pessoa técnica.

Longa história curta:

Na década de 1970, Vint Cerf e Bob Kahn descreveram o modelo TCP/IP que visava ajudar a melhorar a interconexão de rede entre computadores.

Antes disso, tínhamos o Protocolo de Controle de Rede e o Protocolo 1822.

Durante o mesmo período, outros engenheiros e organizações também tentaram desenvolver um protocolo de comunicação que facilitasse a interconexão de computadores em todo o mundo.

Um desses modelos foi o Modelo OSI (Open Systems Interconnection). Embora tenha sido bem-sucedido em nos ajudar a entender melhor o método/processo de rede, não foi ideal para implementação prática.

Temos um recurso útil para camadas de modelo OSI, se você estiver curioso sobre isso.

No geral, o modelo TCP/IP assumiu a liderança e foi adotado como protocolo de comunicação padrão, e o modelo OSI foi utilizado como referência para o conhecimento teórico de redes.

Sim, se não fosse o TCP/IP, talvez você não conseguisse acessar nosso site de forma rápida e confiável ou outros serviços na internet. Parece assustador, certo?

Agora que você sabe sobre isso, deixe-me dar alguns detalhes técnicos.

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Diferença entre o protocolo de controle de transmissão (TCP) e o protocolo de Internet (IP)

Para entender o modelo TCP/IP, você deve diferenciar esses termos. Ambos são protocolos de rede de computadores separados.

O Internet Protocol (IP) é um conjunto de regras que regem como os pacotes de dados são enviados para o destino correto. Todo dispositivo/computador conectado possui um endereço IP e, ao enviar os dados, ajuda a enviar para onde quiser.

Os endereços IP são como números de celular em seus telefones. Você pode acessar nosso guia de endereços IP para saber mais.

O IP não pode organizar os pacotes para garantir que cheguem ao destino como deveriam ser enviados. Assim, o TCP vem a calhar, o que ajuda a manter os pacotes na ordem correta e verificar se eles chegaram ao destino como pretendido.

No geral, o TCP é responsável por enviar/receber os dados de forma confiável.

Características do modelo TCP/IP

O modelo TCP/IP venceu a batalha entre vários protocolos por causa de seus recursos e permitindo que sistemas/redes o adotassem rapidamente.

Algumas de suas melhores características incluem:

  • Você pode se conectar facilmente a diferentes tipos de computadores.
  • Ele permite reordenar os pacotes de dados para garantir que as mensagens corretas cheguem ao destino mesmo se houver congestionamento na rota da rede.
  • O TCP/IP oferece suporte à verificação de erros, o que também o torna um modelo confiável.
  • Ele suporta uma implementação de arquitetura flexível, tornando-o adequado para redes de todos os tamanhos.
  • Com arquitetura cliente-servidor, oferece ampla escalabilidade.
  • Ele suporta vários protocolos, tornando as coisas convenientes para todos os tipos de casos de uso.
  • Ele permite a comunicação entre plataformas com facilidade.
  • Pode ser operado de forma independente.

TCP/IP: tudo sobre as quatro camadas

Ao contrário do modelo OSI, o TCP/IP tem quatro camadas:

  • Acesso à rede
  • Internet
  • Transporte
  • Inscrição

Nota: O fluxo de dados através dessas camadas pode ser de cima para baixo ou o inverso (dependendo se está sendo enviado ou recebido). Você precisa conhecer as funções de cada camada para descobrir o que acontece.

#1. Acesso à rede (camada 1)

Essa camada de nível mais baixo lida com a conexão física e a transferência de dados entre computadores. Em outras palavras, como os dados são transmitidos fisicamente.

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Alguns exemplos incluem o meio usado para transferência de dados (fibra, wireless, etc.), estrutura de pacotes e mapeamento de endereços IP para endereços físicos usados ​​pela rede.

No geral, envolve todas as coisas que compõem uma infraestrutura técnica de redes, incluindo drivers de dispositivos e cabos.

O RFC 826 (Address Resolution Protocol) é um dos protocolos envolvidos nesta camada que mapeia endereços IP para endereços Ethernet.

A camada de acesso à rede está oculta dos usuários e é a espinha dorsal de todo o modelo.

#2. Internet (camada 2)

A camada da Internet lida com o tráfego de dados para uma comunicação rápida e precisa.

Os dados são agrupados em datagramas IP, que incluem o endereço de origem e destino. A camada da Internet pode encaminhar, determinar o caminho e lidar com o endereçamento lógico.

Ele tem que lidar com endereços se estiver no lado de envio/recebimento.

Considerando que inclui o endereço de origem e destino. Portanto, ele deve garantir que os pacotes de dados cheguem ao seu destino corretamente e na ordem correta.

#3. Transporte (Camada 3)

A camada de transporte funciona para um objetivo semelhante aos agentes de entrega da Amazon. Um firewall também acompanha essa camada.

É frequentemente chamada de camada host-to-host, onde visa fornecer integridade de dados de ponta a ponta, permitindo comunicação bidirecional.

Ele garante que os pacotes de dados tenham chegado ao seu destino, dividindo-os em segmentos. Além disso, garante que a camada de aplicação receba a mensagem inteira por confirmação.

Ao enviar uma mensagem para a camada de aplicação, ela se concentra na quantidade de dados enviados, na ordem deles e para onde estão sendo enviados. E, ao receber uma mensagem da camada de aplicação, ajuda na desagregação e verificação de erros.

Protocolos como TCP e UDP estão em vigor nesta camada. Para que você muitas vezes tenha uma conexão confiável.

#4. Aplicação (Camada 4)

A camada de nível mais alto é sobre o aplicativo interagindo com o usuário (você). Usamos o aplicativo ou programa para trocar dados como mensagens, navegadores, clientes de e-mail, etc.

A interface do usuário e os serviços do aplicativo estão incluídos aqui. Processos como criptografia, descriptografia, compactação e descompactação existem nessa camada. Também ajuda a formatar mensagens para que a camada de transporte seja enviada corretamente (e recebida/interpretada pelo aplicativo receptor).

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Protocolos como DNS, HTTP, FTP e SMTP funcionam com essa camada para garantir que você comece a enviar/receber dados na rede com sucesso.

O que o TCP/IP faz?

TCP/IP permite a transferência de dados entre computadores de forma confiável.

Para que isso aconteça, o TCP/IP envia os dados enquanto os divide em pacotes e os reorganiza para fazer sentido na extremidade receptora.

O conceito de pacotes de dados pode ser comparado às peças de um quebra-cabeça, onde a disponibilidade de todas as peças ajudará você a entender a coisa toda.

E a razão pela qual a mensagem é dividida em pacotes de dados é para garantir confiabilidade e precisão. Cada pacote pode seguir uma rota diferente para garantir que eles cheguem ao seu destino.

Ao contrário disso, se a mensagem for enviada como um todo, ela será totalmente perdida e precisará ser reenviada em caso de falha.

O modelo de quatro camadas ajuda a explicar isso melhor.

Quando os dados são enviados de um computador, eles passam por todas as quatro camadas em uma ordem específica onde são cortados em pedaços/pacotes e enviados (Camada 1 → Camada 4)

E, no computador receptor, os dados são reagrupados passando pelas mesmas quatro camadas do outro lado em ordem inversa (Camada 4 → Camada 1)

Outros protocolos comuns da Internet

O TCP/IP inclui os protocolos mais essenciais que tornam possível a experiência na Internet.

Alguns protocolos de internet padrão incluem HTTP, HTTPS, FTP, POP3 e SMTP,

  • HTTP (Hypertext Transfer Protocol) conecta um usuário ao servidor web (através de um navegador web) para interagir/recuperar informações.
  • O HTTP Secure fornece uma conexão criptografada com o servidor da Web que garante que a conexão com o servidor não seja comprometida/alterada no meio.
  • O FTP (File Transfer Protocol) é autoexplicativo. Ele permite que você transfira arquivos entre servidores ou de um servidor para o seu computador.
  • POP3 (Post Office Protocol 3) permite que um cliente de e-mail baixe e-mails de um servidor, que podem ser visualizados offline posteriormente.
  • O SMPT (Simple Mail Transfer Protocol) é semelhante ao POP, mas permite enviar e receber emails.s.

TCP/IP é o padrão, mas nem sempre é o melhor

As vantagens do modelo superam as desvantagens. Mas, para referência, você deve saber que o TCP/IP é complexo de configurar, não é exatamente adequado para redes menores e os protocolos não são fáceis de substituir.

Pode não ser adequado descrever as camadas da melhor maneira possível. O Modelo OSI ainda é o preferido para ajudá-lo a entender como tudo funciona.

Apesar de tudo isso, ele ainda consegue acompanhar a maioria dos bits cruciais, permitindo enviar/receber informações o mais rápido possível.