Protocolos de Rede Essenciais e Endereçamento IP

Endereços IP Privados

Existem faixas de endereços IP que não são roteáveis na Internet pública. Estes endereços são chamados de “endereços privados” ou “reservados” e são definidos da seguinte forma:

• Classe A:
  • Faixa: 10.0.0.0 – 10.255.255.255
  • Notação CIDR: 10.0.0.0/8
• Classe B:
  • Faixa: 172.16.0.0 – 172.31.255.255
  • Notação CIDR: 172.16.0.0/12
• Classe C:
  • Faixa: 192.168.0.0 – 192.168.255.255
  • Notação CIDR: 192.168.0.0/16

NAT (Network Address Translation)

O NAT tem a função de traduzir os endereços válidos da Internet para os endereços reservados da rede interna e vice-versa. O NAT pode ser implementado num roteador ou num computador, junto ao firewall. Com esta facilidade, obtemos aumento da segurança, pois os endereços internos privados não são válidos na Internet. Assim, os usuários da Internet não têm como acessá-los diretamente.

Podemos também mudar a faixa de endereços IP públicos (da Internet) sem alterar a numeração interna dos computadores da empresa, evitando assim muito trabalho de reconfiguração.

DNS (Domain Name System)

Os endereços que trafegam nos equipamentos da rede Internet ou em Intranets são os endereços IP no formato X.X.X.X. Para facilitar o acesso à rede, foi criada uma forma de acesso por nomes, que conhecemos como www.nome.dominio. Para que os dados percorram a rede e os endereços sejam entendidos por ela, é preciso traduzir o nome (ex: www.google.com) para o seu respectivo endereço IP numérico.

Quem faz isto são servidores DNS, que possuem essas tabelas de conversão e que ficam alocados nos provedores de acesso à Internet ou em outros pontos da rede, assim como também em servidores DNS de Intranets.

O DNS é o sistema de tradução de nomes de domínios para os seus respectivos endereços IP que trafegam na rede. É um sistema de gerenciamento e tradução dos nomes dos domínios (como .edu, .com, .net, .gov, .mil) versus os endereços IP correspondentes.

Na Internet existem vários servidores DNS interligados logicamente numa estrutura hierárquica a servidores DNS centrais (root servers). Toda rede deve ter acesso a um servidor DNS, que lê um nome de domínio e descobre o seu endereço IP correspondente, consultando outros servidores DNS espalhados pela rede, se necessário.

Estrutura de Nomes DNS

O DNS define um sistema de nomes baseado em uma estrutura de árvore que possibilita uma nomeação organizada de sistemas de domínio universal. O DNS estabelece a sintaxe de nomes e regras para delegação de autoridade sobre os nomes, além de implementar um algoritmo computacional eficiente para mapear nomes em endereços.

Os nomes das máquinas são divididos em partes separadas por pontos, correspondendo cada parte a um novo domínio de autoridade, em que o primeiro nome (mais à esquerda) corresponde ao nível mais baixo e o último (mais à direita) ao nível mais alto da hierarquia. No caso do nível mais alto (Top-Level Domains - TLDs), foram designados nomes como:

• ARPA: Identificação de infraestrutura (originalmente ARPANET).
• COM: Organizações comerciais.
• COUNTRY: Códigos de país (padrão ISO 3166).
• EDU: Instituições educacionais (principalmente nos EUA).
• GOV: Instituições governamentais (principalmente nos EUA).
• INT: Organizações internacionais estabelecidas por tratado.
• MIL: Grupos militares (principalmente dos EUA).
• ORG: Outras organizações (geralmente não comerciais).
• NET: Infraestrutura de rede.

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

O HTTP, Protocolo de Transferência de Hipertexto, é o protocolo de comunicação entre o browser (programa cliente) do computador e o servidor Web que ele irá acessar (servidor). O protocolo HTTP faz parte da camada de aplicação da arquitetura TCP/IP.

Protocolos de Email: SMTP e POP

Analogamente ao protocolo HTTP, os protocolos SMTP e POP são responsáveis pela comunicação entre os computadores clientes e os servidores de correio eletrônico para envio e recepção de mensagens de e-mail.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

O protocolo SMTP (Protocolo Simples de Transferência de Correio) é o protocolo padrão que permite transferir o correio de um servidor a outro em conexão ponto a ponto. É utilizado principalmente para o envio de e-mails.

O SMTP, utilizado no correio eletrônico da arquitetura TCP/IP, prevê uma interface com o usuário para enviar mensagens que são armazenadas, inicialmente, em uma área de transferência de mensagens do sistema para serem, posteriormente, enviadas em background.

POP (Post Office Protocol)

O protocolo POP (Protocolo de Correio) permite, como o seu nome indica, recuperar o seu correio de um servidor distante (o servidor POP). É necessário para as pessoas não ligadas permanentemente à Internet poderem consultar os e-mails recebidos off-line.

Existem versões principais deste protocolo, como o POP3, ao qual é atribuída a porta TCP 110. Tal como no caso do protocolo SMTP, o protocolo POP funciona graças a comandos textuais enviados ao servidor POP. Cada um dos comandos enviados pelo cliente (validado pela sequência CR/LF) é composto por uma palavra-chave, eventualmente acompanhada de um ou vários argumentos, e seguida de uma resposta do servidor POP.

RPC (Remote Procedure Call)

O RPC é um mecanismo criado para suportar aplicações distribuídas baseadas em um modelo cliente-servidor. A aplicação cliente faz uma chamada de procedimento remoto onde o RPC, de forma automática, obtém os valores dos argumentos da chamada, monta a mensagem correspondente, a envia ao servidor e aguarda a resposta, armazenando os valores retornados nos argumentos definidos na chamada.

TELNET (Terminal Virtual)

O TELNET é o protocolo utilizado para permitir que o usuário de um sistema acesse um sistema remoto através de uma sessão de terminal, operando como se estivesse diretamente conectado neste sistema.

FTP (File Transfer Protocol)

O FTP provê serviços de transferência, renomeação e remoção de arquivos, bem como criação, remoção e modificação de diretórios, entre outros.

Classes de Endereços IP Públicos

A tabela a seguir contém o intervalo das classes de endereços IP públicos e o número de endereços por rede:

• Classe A: 1.0.0.0 até 126.255.255.255 (16.777.214 hosts por rede)
• Classe B: 128.0.0.0 até 191.255.255.255 (65.534 hosts por rede)
• Classe C: 192.0.0.0 até 223.255.255.255 (254 hosts por rede)
• Classe D: 224.0.0.0 até 239.255.255.255 (Reservado para Multicast)
• Classe E: 240.0.0.0 até 255.255.255.255 (Reservado para uso futuro/experimental)

Nota: O intervalo 127.x.x.x é reservado para loopback.

Endereço de Loopback (Localhost)

O endereço 127.0.0.1 (e toda a rede 127.0.0.0/8) é reservado para a comunicação com o computador local (localhost). Qualquer pacote enviado para este endereço ficará no computador que o gerou e será tratado como se fosse um pacote recebido pela rede. É usado para testes de software de rede.

Máscaras de Sub-rede

A máscara de sub-rede serve para definir qual parte de um endereço IP representa a rede e qual parte representa o host (computador) dentro dessa rede. Ela é essencial para o roteamento e a segmentação de redes.