Introdução ao TCP/IP
Introdução
Esta é a primeira parte de um total de 100 partes, deste tutorial de TCP/IP. Este curso de Introdução ao TCP/IP é formado pelas partes de 01 a 20. O objetivo da Parte 1 é apresentar o protocolo TCP/IP e os seus aspectos básicos de utilização em redes baseadas no Windows 2000 (Server e Professional) ou Windows Server 2003 e no Windows XP e Windows Vista. Nesta primeira parte faremos uma apresentação do protocolo TCP/IP, de tal maneira que o leitor possa entender exatamente o que é o conjunto de protocolos genericamente conhecido como TCP/IP e como é configurada uma rede baseada neste protocolo. Nas demais partes deste tutorial abordaremos uma série de assuntos, tais como:
- O Sistema Binário de Numeração
- Conversão de Binário para Decimal
- Endereços IP e Máscara de sub-rede
- Configurações do TCP/IP no Windows 2000 e no Windows XP
- Endereçamento no protocolo IP
- Roteamento
- DNS
- DHCP
- WINS
- RRAS
- IPSec
- Firewall
- NAT
- O conceito de sub-redes e exemplos práticos
- Comandos disponíveis no Windows 2000
- Comandos disponíveis no Windows XP
Um 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 meu site, 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, no exemplo obtido a partir de um dos meus computadores que eu uso na rede da minha casa:
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:
Questão de exemplo para os exames de Certificação
A seguir coloco um exemplo de questão, relacionada ao TCP/IP, que pode aparecer nos exames de Certificação da Microsoft, onde são cobrados conhecimentos básicos do protocolo TCP/IP. Esta questão faz parte dos simulados gratuitos, disponíveis aqui no site.
| Questão 01 | A seguir estão as configurações básicos do TCP/IP de três estações de trabalho: micro01, micro02 e micro03.
Configurações do micro01: Número IP: 100.100.100.3 Configurações do micro02: Número IP: 100.100.100.4 Configurações do micro03: Número IP: 100.100.100.5 O micro 02 não está conseguindo comunicar com os demais computadores da rede. Já o micro03 consegue comunicar-se na rede local, porém não consegue se comunicar com nenhum recurso de outras redes, como por exemplo a Internet. Quais alterações você deve fazer para que todos os computadores possam se comunicar normalmente, tanto na rede local quanto com as redes externas? |
| a) | Altere a máscara de sub-rede do micro02 para 255.255.255.0 Altere o Gateway do micro03 para 100.100.100.1 |
| b) | Altere a máscara de sub-rede do micro01 para 255.255.240.0 Altere a máscara de sub-rede do micro03 para 255.255.240.0 |
| c) | Altere o Gateway do micro01 para 100.100.100.2 Altere o Gateway do micro02 para 100.100.100.2 |
| d) | Altere o Gateway do micro03 para 100.100.100.1 |
| e) | Altere a máscara de sub-rede do micro02 para 255.255.255.0 |
|
Resposta certa: a |
|
| Comentários: | Pelo enunciado o computador micro02 não consegue comunicar com nenhum outro computador da rede. Este é um sintoma típico de problema na máscara de sub-rede. É exatamente o caso, o micro02 está com uma máscara de sub-rede 255.255.240.0, diferente da máscara dos demais computadores. Por isso ele está isolado e não consegue se comunicar com os demais computadores da rede. Já o micro03 não consegue comunicar-se com outras redes, mas consegue comunicar-se na rede local. Este é um sintoma de que a configuração do Gateway está incorreta. Por isso a necessidade de alterar a configuração do Gateway do micro03, para que este utilize a mesma configuração dos demais computadores da rede. Observe como esta questão testa apenas conhecimentos básicos do TCP/IP, tais como Máscara de sub-rede e Default Gateway. |
Conclusão
Na próxima lição falarei sobre o sistema de numeração binário, sobre como converter de decimal para binário e vice-versa e como o protocolo TCP/IP usa cálculos binários, com base na máscara de sub-rede, para definir se dois computadores pertencem a mesma rede ou a redes diferentes.
Fonte: http://www.juliobattisti.com.br/artigos/windows/tcpip_p1.asp
