Curso de hardware: AVANÇADO III

1. Rede TCP/IP

Já falamos no item Avançado II que o TCP/IP é o protocolo nativo do sistema UNIX e também é utilizado pela Internet.

Na verdade o TCP/IP é uma família de protocolos, formada principalmete pelo TCP (Transmission Control Protocol) e pelo IP (Internet Protocol). O protocolo IP é responsável pelos dados a serem transmitidos e o TCP pelo controle de transmissão desses dados. Também podemos citar o protocolo UDP como outro integrante da família TCP/IP.

A partir de agora, estudaremos o protocolo TCP/IP e outros assuntos e procedimentos ligados a ele.

2. Endereço IP

Em uma rede TCP/IP, cada computador é identificado por um número, chamado de endereço IP. Esse endereço IP consiste em conjuntos de 8 bits, conhecidos como octetos. O padrão mais utilizado atualmente é o IPv4, onde trabalhamos com 4 conjuntos de 8 bits (4 octetos). Esses octetos, quando representados, são separados por pontos. Veja abaixo dois exemplos de endereço IP:

00001010.00000000.00000000.00000001

11001000.11111111.10001110.00001010

Na verdade, a forma mais usual de representação do endereço IP é em números decimais mesmo. Desse jeito, podemos transformar os endereços acima nos endereços seguintes, respectivamente:

10.0.0.1

200.255.142.10

Disso tudo concluímos que o menor octeto possível é o 00000000, que é igual 0 em decimal, e que o maior possível é 11111111, que é igual 255 em decimal. Ou seja, cada octeto pode ir de 0 a 255.

3. Máscara de sub-rede

Máscara de sub-rede é um recurso utilizado para definir redes e hosts. Chamamos de host cada uma das máquinas existentes na rede. Por que isso ? Na verdade esse é um recurso obrigatório. Com ele poderemos ter várias sub-redes diferentes, utilizando o mesmo cabeamento. Para definirmos a máscara de rede, utilizamos o mesmo sistema do endereço IP, ou seja, 4 octetos. Nesse esquema, tudo que for 1 representa rede e tudo que for 0 representa host. Esse artifício não admite a mistura de algarismos 0 e 1. Também não pode haver algarismo 0 antes de algarismo 1. Veja abaixo dois exemplos de máscara de rede:

11111111.11111111.00000000.00000000

11111111.00000000.00000000.00000000

A forma mais usual de representação da máscara de rede é em números decimais mesmo. Dessa forma, podemos transformar os endereços acima nos endereços seguintes, respectivamente:

255.255.0.0

255.0.0.0

Nos casos acima, 0 representa host e 255 rede.

A identificação final da máquina será a combinação do endereço IP com a máscara de rede. Vejamos abaixo:

Sendo assim, a fração 200.250.142 serve para designar a rede a que o micro (host) pertence e a fração 10 designa o número do host dentro da rede. É norma manter os 4 octetos para designar rede ou host, completando com 0 os espaços vagos. Assim, ainda no exemplo anterior, estamos falando da rede 200.250.142.0 e do host 0.0.0.10.

Apenas para fixarmos o conhecimento, vamos dar exemplos de endereços IP diversos, juntamente com sua máscara de rede e a correta interpretação:

Cabe dizer que redes diferentes não se enxergam, a não ser que utilizemos um recurso chamado roteamento, que veremos num dos próximos tópicos. Sendo assim, se a máscara do meu host for 255.255.0.0 e o meu endereço IP for 196.15.5.5, somente outra máquina com máscara 255.255.0.0 e endereço IP 196.15.x.x enxergará a minha máquina, pois pertencem à mesma rede, a não ser que haja o roteamento.

Na verdade, dentro de um mesmo espaço geográfico, como uma empresa por exemplo, dizemos que temos uma rede única. Caso tenhamos redes separadas dentro desse mesmo espaço geográfico, uma vez que já definimos que nele somente há uma rede, chamaremos essas "redes separadas" de sub-redes.

Na figura 1, vemos um exemplo de configuração de endereço IP e máscara de rede no Windows:

4. Classes de rede

Os endereços IP e as máscaras de sub-rede têm classe. Classe é uma divisão lógica entre as faixas de endereços IP e de máscaras de sub-rede.

a. Classes dos endereços IP

Nos endereços IP, a classe é designada pelos primeiros bits do primeiro octeto. Funciona dessa forma:

Classe A: 0xxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

Classe B: 10xxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

Classe C: 110xxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

Classe D: 1110xxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

b. Classes das máscaras de sub-rede

As máscaras de sub-rede se dividem nas classes da seguinte forma:

- Rede classe A: utiliza máscara de sub-rede 255.0.0.0

- Rede classe B: utiliza máscara de sub-rede 255.255.0.0

- Rede classe C: utiliza máscara de sub-rede 255.255.255.0

- Rede classe D: utiliza máscara de sub-rede 255.255.255.255

c. Mesclando as classes

E o que acontece quando juntamos as classes de IP e de máscara de sub-rede ? Veja:

1) Classe A

endereço IP: 0xxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

máscara: 11111111 . 00000000 . 00000000 . 00000000

Aqui a designação de rede fica toda no primeiro octeto. O menor valor possível para o endereçamento IP é 00000000. O maior valor possível é 01111111, ou seja, de 0 a 127, em decimal. Sendo assim, a rede classe A tem os seguintes limites:

Sub-redes: de 0.0.0.0 a 127.0.0.0

Máscara: 255.0.0.0

Essa é uma rede que fornece poucas sub-redes e muitas máquinas por sub-rede.

2) Classe B

endereço IP: 10xxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

máscara: 11111111 . 11111111 . 00000000 . 00000000

Aqui a designação de rede engloba os dois primeiros octetos. O menor valor possível para o endereçamento IP é 10000000.00000000. O maior valor possível é 10111111.11111111, ou seja, de 128.0 a 191.255, em decimal. Sendo assim, a rede classe B tem os seguintes limites:

Sub-redes: de 128.0.0.0 a 191.255.0.0

Máscara: 255.255.0.0

Essa é uma rede que fornece um número equilibrado de sub-redes e máquinas por sub-rede.

3) Classe C

endereço IP: 110xxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

máscara: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000

Aqui a designação de rede engloba os três primeiros octetos. O menor valor possível para o endereçamento IP é 11000000.00000000.00000000. O maior valor possível é 11011111.11111111.11111111, ou seja, de 192.0.0 a 223.255.255, em decimal. Sendo assim, a rede classe C tem os seguintes limites:

Sub-redes: de 192.0.0.0 a 223.255.255.0

Máscara: 255.255.255.0

Essa é uma rede que fornece muitas sub-redes e poucas máquinas por sub-rede.

4) Classe D

endereço IP: 1110xxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx . xxxxxxxx

máscara: 11111111 . 11111111 . 11111111 . 11111111

Aqui a designação de rede engloba todos os octetos. O menor valor possível para o endereçamento IP é 11100000.00000000.00000000.00000000. O maior valor possível é 11101111.11111111.11111111.11111111, ou seja, de 224.0.0.0 a 239.255.255.255, em decimal. Sendo assim, a rede classe D tem os seguintes limites:

Sub-redes: de 224.0.0.0 a 239.255.255.255

Máscara: 255.255.255.255

Essa classe não está à disposição dos usuários e suas máquinas. Ela é utilizada pelos roteadores de rede. Ainda há a faixa 240.0.0.0 a 255.255.255.255, que é uma faixa reservada para futuras utilizações.

5. Roteamento

Agora que já conhecemos melhor o protocolo TCP/IP, vamos reescrever o conceito de endereço IP. Vimos no item 2 desta página que "Em uma rede TCP/IP, cada computador é identificado por um número, chamado de endereço IP". Na verdade, levando-se em consideração que cada computador pode ter diversas placas de rede, tecnicamente chamadas de adaptadores de rede, podemos dizer que "Em uma rede TCP/IP, cada adaptador de rede é identificado por um número, chamado de endereço IP".

Outra consideração a se fazer: no item 3 desta página observamos o seguinte: "Cabe dizer que redes diferentes não se enxergam, a não ser que utilizemos um recurso de rede chamado roteamento, que veremos num dos próximos tópicos. Sendo assim, se a máscara do meu host for 255.255.0.0 e o meu endereço IP for 10.15.5.5, somente outra máquina com máscara 255.255.0.0 e endereço IP 10.15.x.x enxergará a minha máquina, pois pertencem à mesma rede, a não ser que haja o roteamento".

Existem várias formas de se fazer o roteamento. Ilustraremos a mais usual, em pequenas redes, que é utilizar um micro para tal função (veja o esquema à direita)

Utilizamos acima, como artíficio para roteamento, um micro com 3 placas de rede, ligado a 3 sub-redes, utilizando uma placa para cada sub-rede (cada adaptador possui endereço IP e máscara de rede que o torna integrante de cada uma dessas sub-redes). Esse micro, por meio de comandos de rede, é capaz de servir como roteador de rede, ou seja, permitir a passagem de informações de uma sub-rede para outra. Tecnicamente, esse micro roteador é conhecido como gateway.

6. Gateway

Gateway ou roteador é um dispositivo capaz de realizar o roteamento de dados entre redes e/ou sub-redes. Pode ser um micro com vários adaptadores de rede, participando de diversas redes ou sub-redes, ou pode ser um aparelho específico, especialmente construído para essa função.

Nas sub-redes é comum encontrarmos o default gateway, ou seja um gateway default que é responsável por procurar rotas que não existem naquela sub-rede. Digamos que, dentro de uma sub-rede, uma máquina que possua um determinado IP não seja encontrada. O default gateway encarrega-se de procurar essa máquina nas outras sub-redes a que estiver conectado. Caso encontre, teremos sub-redes ou até mesmo redes diferentes se falando.

Cabe ainda dizer que, para que haja a comunicação entre sub-redes, cada uma delas deve possuir um roteador "apontando" para a outra. Com isso quero dizer que se eu possuo um gateway na minha sub-rede apontando para outra sub-rede, só será estabelecida a comunicação caso essa outra também possua um gateway apontando para a minha. Isso pode ser exemplificado no esquema à direita:

Na,figura 2 um exemplo de configuração de default gateway no Windows:

7. DHCP

O Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) é um processo com o qual um servidor distribui endereços IP, DNS, Default Gateway e outras informações à rede. Havendo um servidor DHCP na rede, basta o cliente estar configurado para receber as informações desse servidor para que sejam recebidos automaticamente um endereço IP, máscara de sub-rede, default gateway, DNS, domínio etc. O Windows 9x, por exemplo, irá receber as informações de IP e máscara, caso na seção Endereço IP das Propriedades TCP/IP esteja habilitada a "Opção obter um endereço IP automaticamente".

8. DNS

O Domain Name Server ou Servidor de Nomes de Domínio serve para "dar nome aos bois". Em uma rede, computadores só se conhecem pelo endereço IP, associado à máscara de rede. Quer dizer que para chamar um computador, servidor ou serviço tenho que ficar decorando números ? Não seria mais fácil se cada um tivesse um nome ? Nosso caso, preferimos decorar o nome de uma pessoa ou o CPF dela ? É justamente aí que entra o DNS. Sua função trocar nome por número. Ao requisitarmos uma máquina pelo nome, o servidor DNS troca o nome pelo respectivo número IP e informa ao requisitante, que envia a requisição para o seu destino correto (Veja o esquema à direita.

Na figura à esquerda o computador chamado sala requisita o computador adm2. Imediatamente essa informação é enviada para o computador central, que é o DNS da rede (1). Esse por sua vez informa ao computador sala que a máquina requisitada, a adm2, é na verdade o 10.10.10.8 (2). O computador sala estabelece ligação com o adm2 (3).

Para utilizarmos um servidor DNS, precisamos informar ao nosso micro que ele existe. Na verdade, o mesmo cliente pode utilizar até 03 servidores DNS. Abaixo, vemos a configuração do DNS no Windows:

Na figura 3, encontramos os seguintes elementos:

- Domínio: define o domínio no qual o computador trabalha. O domínio é como um grupo de máquinas pertencentes a uma instituição ou que estão em uma sub-rede por um motivo comum. O nome completo da máquina em questão é dado pelo conjunto host.domínio. No caso acima, teremos a máquina diretor.empresa.com.

- Ordem de pequisa do sufixo do domínio: caso estejamos trabalhando com mais de um domínio na mesma rede, devemos citar todos eles, na ordem em que desejaremos realizar a consulta. O nosso domínio deverá ser sempre o primeiro.

9. Intranet, extranet e internet

Veremos aqui três conceitos muito interessantes: intranet, extranet e internet.

Intranet caracteriza-se por uma rede que não extrapola os limites de uma organização ou empresa. Geralmente, fica concentrada em áreas geográficas bem definidas e os seus usuários também são limitados. Exemplos de intranetes: banco de dados de funcionários de um banco, pois a diretoria, gerência, setor de pessoal e outros podem acessar dados em várias máquinas; tabelas de preços de supermercados, consultadas por todas as caixas registradoras; quadro de avisos eletrônico em uma empresa; sistema fechado de e-mail etc.

Extranet caracteriza-se pela interligação de duas ou mais intranetes. Os limites já não são tão reduzidos, mas os usuários continuam selecionados. A extranet, em princípio, surge da necessidade de utilização de serviços específicos entre empresas. Um exemplo disso é uma empresa autorizada de venda de automóveis quando estabelece ligação de rede com um banco, que lhe presta o serviço de financiamento. Nesse caso, a extranet é limitada pois somente servirá para a consulta de tabelas, transferência de dados de clientes, emissão de contratos etc. Mas não haverá troca de informações sobre os bancos de dados de funcionários das duas empresas, por exemplo.

Quando houver uma abertura pública de determinados dados de uma intranet/extranet teremos uma internet. Na verdade, uma empresa que abre ao domínio público alguns de seus dados de rede está trabalhando, no mínimo, em duplo regime: intranet e internet. A grande rede mundial de computadores, a Internet, é um tipo de internet. Note que internet (letra minúscula) é uma política de abertura de dados; Internet (letra maiúscula) é o nome da internet mais conhecida no mundo.

Cabe ressaltar que intranet, extranet e internet referem-se basicamente a regimes de redes que utilizam serviços mail, web, sql etc. As classificações quanto à área de abrangência continuam sendo LAN, MAN e WAN (veja o item Avançado II).

10. Endereços privados

 Dentro das diversas faixas de IP, destacamos os IP privados. São faixas de IP que não são roteados na Internet e, portanto, são seguros para serem utilizados em intranetes/extranetes, diminuindo muito o risco de invasões hacker. As faixas são as seguintes:

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