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Protocolos, Provedores de Serviços e DNS
Apresenta o conceito de protocolo, conceitos básicos de TCP/IP voltados à versão 4, necessidade de evoluir para a versão 6 e sobre DNS.
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Por: Gabriel Gomes Em: 21 de fevereiro de 2022
Para que dois computadores possam comunicar-se é necessário que eles utilizem um protocolo que fundamentalmente é um conjunto de regras que determinam como o contato e as mensagens que serão trocadas devem ser tratadas.
A identificação de dispositivos, tais como Computadores, SmartPhones, e muitos outros com placas de rede no padrão Ethernet, é feita pelo "Endereço Ethernet", que é um número de 48 bits chamado de Node Address ou MAC (Midia Access Control).
Interligação de computadores
Estes endereços são escritos pelo fabricante em chips existentes na própria placa de rede e em princípio devem ser únicos.
O MAC é representado por um número hexadecimal de 12 dígitos como por exemplo 00-E0-4C-60-15-DA.
Padrão Ethernet é uma arquitetura de interconexão para redes locais que inicialmente foi desenvolvida para cabos cilíndricos e hoje, após grandes modificações, se mantém em uso principalmente devido a eficiência e baixo custo. As placas de rede que existem nos dispositivos como computadores e SmartPhones atuais são do tipo Etherne
No passado, algumas redes, como a Novel, utilizavam este "Endereço Ethernet" para identificar cada um dos computadores em uma rede.
Existem diversos protocolos de rede disponíveis, mas, devido à grande necessidade da maioria dos computadores e redes estarem conectados à Internet e principalmente devido a universalidade e a compatibilidade do TCP/IP a grande maioria ou praticamente todas as redes nos dias de hoje utilizam o TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).
Por ser um protocolo livre é desenvolvido por diversos fabricantes que escrevem o protocolo seguindo as orientações especificadas por "Grupos Normalizadores". Portanto, é possível ver protocolos TCP/IP desenvolvidos por vários fabricantes.
Por ser largamente utilizado, o TCP/IP não é um protocolo estático, ele é constantemente atualizado. As atualizações são feitas através de RFC (Request for Comments), que são analisados pelos grupos normalizadores que os aceitam ou não. Ao ser aceita, uma RFC pode ser acrescentada como parte integrante do ambiente ou ser declarada como peça adicional podendo neste caso, ser ou não implementada dependendo do desejo do fabricante que está desenvolvendo o protocolo.
Endereços TCP/IP padrão IPV4
O protocolo TCP/IP no padrão IPV4 ainda largamente utilizado nos dias de hoje para conexões Internet e mesmo em Intranets, utiliza um número de 32 bits que pode ser atribuído tanto pelo administrador de rede como automaticamente pelo DNS para cada computador da rede.
Como os endereços IP ficariam muito difíceis de serem manipulados com numeração binária, eles são expressos por um formato chamado de "quad pontilhada". (quatro conjuntos de números separados por pontos).
Cada um dos conjuntos de números (quads), varia de 0 a 255.
Como escrever um endereço IPV4
O exemplo, a seguir, explica como converter um número binário de 32 bits em uma quad pontilhada.
Para representar 11001010000011111010101000000001 (um número binário de 32 bits):
a) Separar o número em 4 grupos de 8 números: 11001010 00001111 10101010 00000001
b) Converter cada um dos números para base decimal
c) Escrever o número com cada quad separada por ponto 202.15.170.1
Classes de endereços IP no padrão IPV4
Dependendo dos valores do primeiro quad e do que representa cada um dos quads, os endereços IP podem ser separados em 5 classes:
Endereços IP Classe A
Primeiro quad formado por números entre 1 e 127
Em um endereço classe A, o primeiro quad representa a rede e os demais indicam os computadores.
Obs.: Em uma rede classe A o primeiro quad, deve ser sempre igual, os demais variam de acordo com o número do computador.
Outros exemplos de redes Classe A:
10.255.11.2
120.240.10.5
127.100.100.1
Endereços IP Classe B
Primeiro quad formado por números entre 128 e 191
Em um endereço classe B, o primeiro e o segundo quad representam a rede e os demais representam os computadores.
bs: Em uma rede classe B os dois primeiros quads, deve ser sempre iguais, os demais variam de acordo com o número do computador.
Outros exemplos de redes Classe B:
128.255.11.2
140.240.10.5
Endereços IP Classe C
Primeiro quad formado por números entre 192 e 223
Em um endereço classe C, o primeiro o segundo e o terceiro quads representam a rede e o quarto representa os computadores.
Obs: Em uma rede classe C os três primeiros quads, devem ser sempre iguais, e somente o último quad varia de acordo com o número do computador. Devido a esta divisão, o número máximo de computadores numa rede Classe C é 255.
Outros exemplos de redes Classe C:
192.255.11.2
200.240.10.5
223.100.100.1
Endereços IP Classe D
Primeiro quad formado por números superiores a 224.
Estes endereços estão reservados para o uso de Multi Cast, que permite que um grupo de computadores utilize um ou mais endereços para enviar dados somente para os computadores que estejam configurados para receber por estes endereços. Esta faixa não está disponível para uso normal na Internet
Obs: Multi Cast, é uma forma de conversão de dados entre diversos tipos de protocolos.
Endereços IP Classe E
São formados por valores acima de 240.0.0.0, e está reservada para novas implementações e controles do TCP/IP. Também não estão disponíveis para uso normal na Internet.
Endereços IPV4 reservados para Intranets
Existem 3 faixas de IP uma para cada classe (A, B e C) que são reservadas para Intranets.
A grande vantagem de utilizar estas classes em Intranets está no fato de que todos os roteadores identificam estas faixas, e quando existem requisições para endereços destas faixas o tráfico fica interno não havendo perda de tempo para pesquisa destes endereços fora da rede.
Estas faixas são:
Classe A 10. 0.0.0 à 10.255.255.255
A máscara de subrede serve para avisar ao Sistema Operacional, qual a classe do endereço IP a ele atribuído. Isto é necessário para que o computador saiba, no momento que receber dados de outro computador, se este computador pertence a mesma subrede que ele.
As máscaras de subrede utilizam as seguintes codificações para determinar a classe de endereço IP:
Endereços IP Classe A, tem máscara de subrede 255.0.0.0
Endereços IP Classe B, tem máscara de subrede 255.255.0.0
Endereços IP Classe C, tem máscara de subrede 255.255.255.0
Os outros endereços devido a suas particularidades não fazem uso da máscara de subrede para classificar a rede.
Endereços TCP/IP padrão IPV6
Com o monstruoso aumento em dispositivos conectados à Internet e também como consequência de decisões tomadas durante a criação do modelo IPV4, tal como a criação de classes, diminuindo o número de endereços disponíveis, já a algum tempo não existem muitos endereços disponíveis no padrão IPV4, por este motivo, hoje uma grande quantidade de conexões já são feitas por endereços no padrão IPV6 que já são disponibilizados a algum tempo, mas ainda estão sendo implantados gradualmente.
O IPV6 não é novo, data de 1998 e foi lançado oficialmente em 2012. O IPV6 é um endereço de 128 bits, portanto com muito mais possibilidades de endereços que o IPV4 (32 bits) e foi concebido com diferentes conceitos que permitem uma utilização muito mais plena que a que foi concebida para o IPV4. Dentre as vantagens do IPV6 podem ser citadas:
Suporte a novos serviços;
Em 2019 o Brasil possuía perto de 30% de seus usuários de Internet já utilizando IPV6
Estruturas e concepções do IPV6 não serão detalhadas nesta disciplina
Acesso à Internet – Provedor de Serviços de Internet – ISP
A maioria dos usuários e empresas acessam Internet através de um "Provedor de Serviços de Internet" (Internet Service Provider – ISP), que é uma empresa com conexão permanente à Internet, que vende conexões temporárias a assinantes.
Alguns ISPs fornecem além conexão outros serviços como e-mail, hospedagem de sites, softwares antivírus, conteúdos jornalísticos etc.
Provedor de Serviços de Internet – ISP
Comutação por circuitos versus comutação de pacotes
Em sistemas de telefonia e TV a cabo tradicional, sempre que dois aparelhos estão trocando dados, eles estão utilizando uma linha exclusiva naquele momento. Este fato encarece as comunicações visto que a infraestrutura precisa ser muito maior, porém, diferentemente destas, as informações transmitidas através de protocolos como o TCP/IP, são divididas em pacotes, e enviados por caminhos disponíveis por um curto intervalo de tempo. Estes caminhos ficam disponíveis mais rapidamente podendo ser novamente utilizados por outros dispositivos
Sistemas Autônomos – Autonomous Systens
A Internet, como o próprio nome sugere representa "Entre redes". Os conjuntos de redes que formam a Internet são chamados de "Sistemas Autônomos" (Autonomous Systens - AS). Estes "Sistemas Autônomos" interagem entre si, trocando dados e informações.
Podem existir diversos tipos de provedores em "Sistemas Autônomos" tais como:
Provedores de acesso: Propiciam somente acesso e algumas vezes e-mails
Provedores de conteúdo: Propiciam a hospedagem e outros serviços.
Provedores de acesso e conteúdo: Propiciam diversos serviços adicionais tais
como informações.
Os Servidores Autônomos promovem a interligação entre os diversos provedores. Cada Servidor Autônomo tem diversas informações sobre os servidores que a ele estão conectados, conhecendo endereços e as melhores rotas para conectar muitos de seus endereços.
Cada Sistema Autônomo tem informações sobre os provedores de seu grupo.
Ao se associarem, Sistema Autônomo passam a compartilhar suas informações com os demais Sistemas Autônomos.
O Servidores dos Servidores Autônomos tem condições de oferecerem as melhores rotas para acessar os serviços de seus componentes.
A comunicação entre Sistemas Autônomos é feria através de "Protocolos de Roteamento" (Border Getway Protocol - BGP).
Os Sistemas Autônomos se conectam entre si e trocam informações para facilitar o acesso aos provedores que fazem parte de seus grupos através dos "Provedores de Transito", que formam o que é chamado de Backbone da Internet.
Para estas interligações os Provedores Autônomos, utilizam um protocolo de Roteamento chamado de (Border Getway Protocol - BGP).
Sistemas Autônomos e Provedores de transito
Sistema de Nomes de Domínios – DNS
Para acessar um Site de Internet, basta digitar seu endereço IP, entretanto, como lembrar sequências numéricas como são os endereços IP não é uma tarefa muito fácil, dáse preferência a utilizar nomes, como www.google.com.br.
Estes nomes são utilizados com o objetivo de facilitar a memorização e até digitação de endereços por usuários, mas na verdade, o computador precisa realmente o endereço IP para encontrar determinado Site.
Quem faz a conversão entre o nome do Site e o endereço IP é o Sistema de Nomes de Domínio (Domain Name System - DNS), que, na verdade é uma tabela com a relação entre os dois endereços, o endereço IP e o endereço com o nome do domínio.
Servidores raízes – de primeiro nível
Como a tabela de DNS é muito grande, pois existem muitos domínios e muitos provedores e mesmo usuários podem possuir diversos endereços IP, a tabela é distribuída entre diversos servidores, obedecendo hierarquias.
Os servidores raízes são os "Servidores de primeiro nível", que são de dois tipos:
De países, chamados de "Códigos de países para Domínios de Primeiro Nível" (Country Code Top Level Domais - ccTLDs ). Exemplos: Brasil .br; Inglaterra .uk, etc.
Genéricos, que não são vinculados a países chamados de "Domínios Genéricos de Primeiro Nível" (Generic Top Level Domais - gTLDs). Exemplos: .com; .org; .info.
Servidores de Agrupamento concentram as extensões determinadas por países ou os grupos dos gTLDs
Servidores de Agrupamento
Como é a resolução de nomes
Para encontrar um domínio como por exemplo www.nomesite.com.br, o DNS do provedor irá primeiro procurar se ele já possui este endereço em sua tabela. Caso não encontre ele procura nos demais provedores de seu "Sistema Autônomo".
Caso não encontre ele irá em um servidor de primeiro nível, que o remeterá a um servidor do Brasil, pois o site termina em br. No Brasil, que é gerenciado pelo "registro.br" ele é direcionado para um servidor que possui os nomes .com. Neste servidor existe uma tabela que indica em qual provedor está o site de nome "nomesite". Este endereço é devolvido a seu provedor que o informa a seu computador.