Uma visão geral do protocolo TCP/IP
Para que os computadores de uma rede possam trocar informações
entre si é necessário que todos os computadores adotem as mesmas regras para o
envio e o recebimento de informações. Este conjunto de regras é conhecido como
Protocolo de comunicação. Falando de outra maneira podemos afirmar: “Para que
os computadores de uma rede possam trocar informações entre si é necessário que
todos estejam utilizando o mesmo protocolo de comunicação”. No protocolo de
comunicação estão definidas todas as regras necessárias para que o computador
de destino, “entenda” as informações no formato que foram enviadas pelo
computador de origem. Dois computadores com diferentes protocolos instalados,
não serão capazes de estabelecer uma comunicação e nem serão capazes de trocar
informações.
Antes da popularização da Internet existiam diferentes protocolos
sendo utilizados nas redes das empresas. Os mais utilizados eram os
seguintes:
- TCP/IP
- NETBEUI
- IPX/SPX
- Apple Talk
Se colocarmos dois computadores ligados em rede, um com um
protocolo, por exemplo o TCP/IP e o outro com um protocolo diferente, por
exemplo NETBEUI, estes dois computadores não serão capazes de estabelecer
comunicação e trocar informações entre si. Por exemplo, o computador com o protocolo
NETBEUI instalado, não será capaz de acessar uma pasta ou uma Impressora
compartilhada no computador com o protocolo TCP/IP instalado.
À medida que a Internet começou, a cada dia, tornar-se mais
popular, com o aumento exponencial do número de usuários, o protocolo TCP/IP
passou a tornar-se um padrão de fato, utilizando não só na Internet, como
também nas redes internas das empresas, redes estas que começavam a ser
conectadas à Internet. Como as redes internas precisavam conectar-se à
Internet, tinham que usar o mesmo protocolo da Internet, ou seja: TCP/IP.
Dos principais Sistemas Operacionais do mercado, o UNIX sempre
utilizou o protocolo TCP/IP como padrão. O Windows dá suporte ao protocolo
TCP/IP desde as primeiras versões, porém, para o Windows, o TCP/IP somente
tornou-se o protocolo padrão a partir do Windows 2000. Ser o protocolo padrão
significa que o TCP/IP será instalado, automaticamente, durante a instalação do
Sistema Operacional, se for detectada a presença de uma placa de rede. Até mesmo
o Sistema Operacional Novell, que sempre foi baseado no protocolo IPX/SPX como
protocolo padrão, passou a adotar o TCP/IP como padrão a partir da versão 5.0.
O que temos hoje, na prática, é a utilização do protocolo TCP/IP
na esmagadora maioria das redes. Sendo a sua adoção cada vez maior. Como não
poderia deixar de ser, o TCP/IP é o protocolo padrão do Windows 2000, Windows
Server 2003, Windows XP e também do Windows Vista (a ser lançado em Fevereiro
de 2007) e do Windows Longhorn Server (com lançamento previsto para o final de
2007). Se durante a instalação, o Windows detectar a presença de uma placa de
rede, automaticamente será sugerida a instalação do protocolo TCP/IP.
Nota: Para
pequenas redes, não conectadas à Internet, é recomendada a adoção do protocolo
NETBEUI, devido a sua simplicidade de configuração. Porém esta é uma situação
muito rara, pois dificilmente teremos uma rede isolada, sem conexão com a
Internet ou com parceiros de negócios, como clientes e fornecedores.
Agora passaremos a estudar algumas características do protocolo
TCP/IP. Veremos que cada equipamento que faz parte de uma rede baseada no
TCP/IP tem alguns parâmetros de configuração que devem ser definidos, para que
o equipamento possa comunicar-se com sucesso na rede e trocar informações com
os demais equipamentos da rede.
Configurações do protocolo TCP/IP para um computador em rede
Quando utilizamos o protocolo TCP/IP como protocolo de comunicação
em uma rede de computadores, temos alguns parâmetros que devem ser configurados
em todos os equipamentos que fazem parte da rede (computadores, servidores,
hubs, switchs, impressoras de rede, etc). Na Figura a seguir temos uma visão
geral de uma pequena rede baseada no protocolo TCP/IP:
Figura - Uma rede baseada no protocolo TCP/IP.
No exemplo da Figura 1 temos uma rede local para uma pequena
empresa. Esta rede local não está conectada a outras redes ou à Internet. Neste
caso cada computador da rede precisa de, pelo menos, dois parâmetros
configurados:
- Número IP
- Máscara de
sub-rede
O Número IP é um número no seguinte formato:
x.y.z.w
ou seja, são quatro números separados por ponto. Não podem existir
duas máquinas, com o mesmo número IP, dentro da mesma rede. Caso eu configure
um novo equipamento com o mesmo número IP de uma máquina já existente, será
gerado um conflito de Número IP e um dos equipamentos, muito provavelmente o
novo equipamento que está sendo configurado, não conseguirá se comunicar com a
rede. O valor máximo para cada um dos números (x, y, z ou w) é 255.
Uma parte do Número IP (1, 2 ou 3 dos 4 números) é a identificação
da rede, a outra parte é a identificação da máquina dentro da rede. O que define
quantos dos quatro números fazem parte da identificação da rede e quantos fazem
parte da identificação da máquina é a máscara de sub-rede (subnet mask). Vamos
considerar o exemplo de um dos computadores da rede da Figura 1:
- Número
IP:
10.200.150.1
- Máscara de
Sub-rede:
255.255.255.0
As três primeiras partes da máscara de sub-rede (subnet) iguais a
255 indicam que os três primeiros números representam a identificação da rede e
o último número é a identificação do equipamento dentro da rede. Para o nosso
exemplo teríamos a rede: 10.200.150, ou seja, todos os equipamentos do nosso exemplo fazem parte da
rede 10.200.150 ou, em outras palavras, o número IP de todos os equipamentos da
rede começam com 10.200.150.
Neste exemplo, onde estamos utilizando os três primeiros números
para identificar a rede e somente o quarto número para identificar o
equipamento, temos um limite de 254 equipamentos que podem ser ligados neste
rede. Observe que são 254 e não 256, pois o primeiro número – 10.200.150.0 e o
último número – 10.200.250.255 não podem ser utilizados como números IP de
equipamentos de rede. O primeiro é o próprio número da rede: 10.200.150.0 e o último é o endereço de Broadcast: 10.200.150.255. Ao enviar uma mensagem para o endereço de
Broadcast, todas as máquinas da rede receberão a mensagem. Nas próximas partes
deste tutorial, falaremos um pouco mais sobre Broadcast.
Com base no exposto podemos apresentar a seguinte definição:
“Para se comunicar em uma
rede baseada no protocolo TCP/IP, todo equipamento deve ter, pelo menos, um
número IP e uma máscara de sub-rede, sendo que todos os equipamentos da rede
devem ter a mesma máscara de sub-rede”.
Nota:
Existem configurações mais avançadas onde podemos subdividir uma rede TCP/IP em
sub-redes menores. O conceito de sub-redes será tratado, em detalhes, na Parte
7 deste tutorial.
No exemplo da figura anterior observe que o computador com o IP
10.200.150.7 está com uma máscara de sub-rede diferente da máscara de sub-rede
dos demais computadores da rede. Este computador está com a máscara:
255.255.0.0 e os demais computadores da rede estão com a máscara de sub-rede
255.255.255.0. Neste caso é como se o computador com o IP 10.200.150.7
pertencesse a outra rede. Na prática o que irá acontecer é que este computador
não conseguirá se comunicar com os demais computadores da rede, por ter uma
máscara de sub-rede diferente dos demais. Este é um dos erros de configuração
mais comuns. Se a máscara de sub-rede estiver incorreta, ou seja, diferente da
máscara dos demais computadores da rede, o computador com a máscara de sub-rede
incorreta não conseguirá comunicar-se na rede.
Na Tabela a seguir temos alguns exemplos de máscaras de sub-rede e
do número máximo de equipamentos em cada uma das respectivas redes.
Tabela: Exemplos de máscara de sub-rede.
|
Máscara
|
Número de equipamentos
na rede
|
|
255.255.255.0
|
254
|
|
255.255.0.0
|
65.534
|
|
255.0.0.0
|
16.777.214
|
Quando a rede está isolada, ou seja, não está conectada à Internet
ou a outras redes externas, através de links de comunicação de dados, apenas o
número IP e a máscara de sub-rede são suficientes para que os computadores
possam se comunicar e trocar informações.
A conexão da rede local com outras redes é feita através de links
de comunicação de dados. Para que essa comunicação seja possível é necessário
um equipamento capaz de enviar informações para outras redes e receber
informações destas redes. O equipamento utilizado para este fim é o Roteador.
Todo pacote de informações que deve ser enviado para outras redes deve,
obrigatoriamente, passar pelo Roteador. Todo pacote de informação que vem de
outras redes também deve, obrigatoriamente, passar pelo Roteador. Como o
Roteador é um equipamento de rede, este também terá um número IP. O número IP
do roteador deve ser informado em todos os demais equipamentos que fazem parte
da rede, para que estes equipamentos possam se comunicar com os redes externas.
O número IP do Roteador é informado no parâmetro conhecido como Default
Gateway. Na prática quando configuramos o parâmetro Default Gateway, estamos
informando o número IP do Roteador.
Quando um computador da rede tenta se comunicar com outros
computadores/servidores, o protocolo TCP/IP faz alguns cálculos utilizando o
número IP do computador de origem, a máscara de sub-rede e o número IP do
computador de destino (veremos estes cálculos em detalhes nas próximas lições
deste curso). Se, após feitas as contas, for concluído que os dois computadores
fazem parte da mesma rede, os pacotes de informação são enviados para o
barramento da rede local e o computador de destino captura e processa as
informações que lhe foram enviadas. Se, após feitas as contas, for concluído
que o computador de origem e o computador de destino, fazem parte de redes
diferentes, os pacotes de informação são enviados para o Roteador (número IP
configurado como Default Gateway) e o Roteador é o responsável por achar o
caminho (a rota) para a rede de destino.
Com isso, para equipamentos que fazem parte de uma rede, baseada
no protocolo TCP/IP e conectada a outras redes ou a Internet, devemos
configurar, no mínimo, os seguintes parâmetros:
- Número IP
- Máscara de
sub-rede
- Default Gateway
Em redes empresarias existem outros parâmetros que precisam ser
configurados. Um dos parâmetros que deve ser informado é o número IP de um ou
mais servidores DNS – Domain Name System. O DNS é o serviço responsável pela
resolução de nomes. Toda a comunicação, em redes baseadas no protocolo TCP/IP é
feita através do número IP. Por exemplo, quando vamos acessar o site: WWW.oglobo.com.br/, tem
que haver uma maneira de encontrar o número IP do servidor onde fica hospedado
o site. O serviço que localiza o número IP associado a um nome é conhecido como
Servidor DNS. Por isso a necessidade de informarmos o número IP de pelo menos
um servidor DNS, pois sem este serviço de resolução de nomes, muitos recursos
da rede estarão indisponíveis, inclusive o acesso à Internet.
Existem aplicativos antigos que são baseados em um outro serviço
de resolução de nomes conhecido como WINS – Windows Internet Name System. O
Windows NT Server 4.0 utilizava intensamente o serviço WINS para a resolução de
nomes. Com o Windows 2000 o serviço utilizado é o DNS, porém podem existir
aplicações que ainda dependam do WINS. Nestes casos você terá que instalar e
configurar um servidor WINS na sua rede e configurar o IP deste servidor em
todos os equipamentos da rede.
Dica Importante: Em
redes baseadas onde ainda existem clientes baseados em versões antigas do
Windows, tais como o Windows 95, Windows 98 ou Windows Me, o WINS ainda é
necessário. Sem o WINS, poderá haver erro no acesso a aos principais recursos
da rede, tais como pastas e impressoras compartilhadas.
As configurações do protocolo TCP/IP podem ser definidas
manualmente, isto é, configurando cada um dos equipamentos necessários com as
informações do protocolo, como por exemplo o Número IP, Máscara de sub-rede,
número IP do Default Gateway, número IP de um ou mais servidores DNS e assim
por diante. Esta é uma solução razoável para pequenas redes, porém pode ser um
problema para redes maiores, com um grande número de equipamentos conectados.
Para redes maiores é recomendado o uso do serviço DHCP – Dynamic Host
Configuration Protocol. O serviço DHCP pode ser instalado em um servidor com o
Windows NT Server 4.0, Windows 2000 Server, Windows Server 2003 ou Windows
Longhorn Server. Uma vez disponível e configurado, o serviço DHCP fornece,
automaticamente, todos os parâmetros de configuração do protocolo TCP/IP para
os equipamentos conectados à rede. Os parâmetros são fornecidos quando o
equipamento é inicializado e podem ser renovados em períodos definidos pelo
Administrador. Com o uso do DHCP uma série de procedimentos de configuração
podem ser automatizados, o que facilita a vida do Administrador e elimina uma
série de erros.
Dica Importante:
Serviços tais como um Servidor DNS e um Servidor DHCP, só podem ser instalados
em computadores com uma versão de Servidor do Windows, tais como o Windows NT
Server 4.0, Windows 2000 Server, Windows Server 2003 ou Windows Longhorn
Server. Estes serviços não estão disponíveis em versões Clientes do Windows,
tais como o Windows 95/98/Me, Windows 2000 Professional, Windows XP
Professional ou Windows Vista.
O uso do DHCP também é muito vantajoso quando são necessárias
alterações no número IP dos servidores DNS ou WINS. Vamos imaginar uma rede com
1000 computadores e que não utiliza o DHCP, ou seja, os diversos parâmetros do
protocolo TCP/IP são configurados manualmente em cada computador. Agora vamos
imaginar que o número IP do servidor DNS foi alterado. Neste caso o
Administrador e a sua equipe técnica terão que fazer a alteração do número IP
do servidor DNS em todas as estações de trabalho da rede. Um serviço e tanto.
Se esta mesma rede estiver utilizando o serviço DHCP, bastará alterar o número
do servidor DNS, nas configurações do servidor DHCP. O novo número será
fornecido para todas as estações da rede, automaticamente, na próxima vez que a
estação for reinicializada. Muito mais simples e prático e, principalmente, com
menor probabilidade de erros.
Você pode verificar, facilmente, as configurações do protocolo
TCP/IP que estão definidas para o seu computador (Windows 2000, Windows XP ou
Windows Vista). Para isso siga os seguintes passos:
1. Faça o logon com uma conta com
permissão de Administrador.
2. Abra o Prompt de comando:
Iniciar -> Programas -> Acessórios -> Prompt de comando.
3. Na janela do Prompt de comando
digite o seguinte comando:
ipconfig/all
e pressione Enter.
4. Serão exibidas as diversas configurações do protocolo TCP/IP, conforme indicado a seguir.
4. Serão exibidas as diversas configurações do protocolo TCP/IP, conforme indicado a seguir.
O comando ipconfig exibe informações para as diversas interfaces
de rede instaladas – placa de rede, modem, etc. No exemplo anterior temos uma
única interface de rede instalada, a qual é relacionada com uma placa de rede
Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC. Observe que temos o número IP
para dois servidores DNS e para um servidor WINS. Outra informação importante é
o Endereço físico, mais conhecido como MAC-Address ou endereço da placa. O
MAC-Address é um número que identifica a placa de rede. Os seis primeiros
números/letras são uma identificação do fabricante da placa e os seis últimos
uma identificação da placa. Não existem duas placas com o mesmo MAC-Address, ou
seja, este endereço é único para cada placa de rede.
No exemplo da listagem a seguir, temos um computador com duas
interfaces de rede. Uma das interfaces é ligada a placa de rede (Realtek
RTL8029(AS) PCI Ethernet Adapter), a qual conecta o computador a rede local. A
outra interface é ligada ao fax-modem (WAN (PPP/SLIP) Interface), o qual
conecta o computador à Internet. Para o protocolo TCP/IP a conexão via Fax
modem aparece como se fosse mais uma interface de rede, conforme pode ser
conferido na listagem a seguir: