O que é um Protocolo de Redes?

Na comunicação entre computadores em uma rede, é importante que haja uma padronização para possibilitar que equipamentos diferentes consigam trocar informações entre si. O modelo de representação de rede em camadas tornou mais próximas as estruturas de comunicação entre entidades, e os protocolos possibilitam a transmissão da informação entre as camadas e entre equipamentos.

Elaboramos este artigo, com o intuito de tornar mais claro “O que é um Protocolo de Redes?” e “Qual a sua função na comunicação entre os dispositivos?“. O conteúdo aqui explicado é um resumo e compilado de livros e artigos na intenção de facilitar o seu entendimento. Para enriquecer ainda mais seu conhecimento sobre o tema, recomendamentos ainda a leitura dos artigos: “Modelo em Camadas (OSI e TCP/IP)” e os artigos de “Redes de Comunicação de Dados“.

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Introdução

É essencial para a comunicação entre os computadores, que um conjunto de regras seja estabelecido, afinal os diversos dispositivos (desktops, servidores, aparelhos de telefonia ou qualquer outro dispositivo conectado em rede) nem sempre se comunicam através da mesma linguagem. Assim sendo, um protocolo de rede é um conjunto de regras e padrões utilizado para possibilitar a comunicação entre dispositivos diferentes. (CASTELUCCI, 2011).

Como as redes são formadas de vários componentes (físicos e lógicos), a comunicação é estabelecida através de camadas. Desta maneira, a comunicação é estabelecida através de pilhas de protocolos. As camadas de rede são abordadas nos artigos sobre “Modelos em Camadas“.

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Os Protocolos de Rede

Protocolo é o conjunto de regras sobre o modo como se dará a comunicação entre as partes envolvidas.

Um protocolo é basicamente um código criado para que os computadores “conversem” entre si. Assim como qualquer tipo de comunicação, é necessário estabelecer algumas regras para que haja o entendimento e compreensão de ambas as partes.

Quando conversamos, por exemplo, em Português, para que tanto emissor quanto receptor da mensagem se comuniquem e compreendam o que está sendo falado, é necessário conversarem em alguma linguagem padrão (igual) para ambos, neste caso o Português. Quando cada um fala em uma linguagem diferente, será necessário um intérprete para a tradução da mensagem para o receptor e vice-e-versa. Imagine uma reunião com pessoas de várias partes do mundo. Se não for escolhida uma língua única, ninguém vai se entender.

O protocolo que permite que as informações viajem pela Internet até a sua máquina é o TCP/IP (do inglês Transfer Control Protocol/Internet Protocol). Na verdade, eles são dois protocolos diferentes que trabalham juntos. O TCP divide a informação em pacotes e as remonta quando elas chegam ao seu destino. Já o IP é responsável pelo caminho que essas informações devem seguir.

Neste caso, sendo os protocolos um conjunto de regras de comunicação, estes são por si mesmos regidos por elementos-chave que os definem. Estes elementos são os seguintes:

• Sintaxe: é o formato dos dados e a ordem segundo a qual os dados são apresentados. Ou seja, são as regras que definem o papel que cada posição de byte tem em termos de funcionalidade na mensagem – a “gramática” da linguagem usada na comunicação;
• Semântica: é o significado de cada conjunto sintático para dar sentido à mensagem;
• Timing: define qual deverá ser a velocidade de transmissão dos pacotes (“pedaços” de mensagens). O timing visa definir uma velocidade aceitável de comunicação que seja suportado por ambas entidades que estão se comunicando.

Existem vários protocolos no mundo inteiro, ao quais podem oferecer diversos serviços em uma comunicação de computadores. Serviços de redes, são os serviços oferecidos em uma rede de computadores. Tais serviços podem ser oferecidos por diversos protocolos.

Quando estamos fazendo um download de um arquivo pela internet, estamos utilizando um serviço de rede, normalmente proporcionado pelo protocolo File Transfer Protocol, que significa “Protocolo de Transferência de Arquivos”, mais conhecido como FTP.

Os diferentes tipos de protocolo executam diferentes tarefas que possibilitam a comunicação. Em conjunto eles formam pilhas de protocolos que executam uma função ainda maior. Existem diversas pilhas (camadas) ou famílias de protocolos, dentre as principais temos:

• Open Systems Interconnect (OSI);
• Internet Stack Protocol Suit (TCP/IP);
• Novell – Netware Suit Protocolo (IPX/SPX).

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Funções dos Protocolos

Em resumo, os protocolos são responsáveis por pegar os dados que serão transmitidos pela rede, dividir em pequenos pedaços (pacotes), na qual dentro de cada pacote há informações de endereçamento que informam a origem e o destino deste pacote. É através do protocolo que as fases de estabelecimento, controle, tráfego e encerramento, componentes da troca de informações são sistematizadas.

Um protocolo desempenha as seguintes funções na comunicação:

• Endereçamento: especificação do ponto de destino da mensagem;
• Numeração e sequência: identificação de cada mensagem através de um número sequencial;
• Estabelecimento da conexão: criação de um canal lógico fechado (“túnel”) entre o transmissor e o receptor da mensagem;
• Controle de erros: identificação e correção dos erros na comunicação;
• Retransmissão: repetição da mensagem usando esta é repetida ou sinal ACK não é recebido;
• Confirmação de recebimento: envio do sinal ACK quando cada segmento da mensagem é recebido;
• Conversão de código: adequação do código às características do destinatário.

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Padrões dos Protocolos

Para cada tipo ou conjunto de protocolos é definido um padrão. Existem basicamente dois tipos de padrões:

• de facto: são padrões que são usados pela comunidade, principalmente por fabricantes quando lançam novos produtos, mas que ainda não foram aprovados por um comitê reconhecido, como ISO ou ANSI. Um exemplo é o protocolo IP;
• de jure: são padrões ou protocolos que foram reconhecidos por comitês reguladores. Um exemplo é a arquitetura OSI. Estes padrões de jure já passaram pelo status de facto e tiveram suas especificações submetidas a um corpo avaliador no formato RFC (Request For Comments), até que tiveram sua versão final aprovada.

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Organizações Padronizadoras

Os protocolos mais recentes, para comunicação com a Internet, são determinados pela IETF, e a IEEE ou ISO para outros tipos de protocolos. A ITU-T controla os protocolos de telecomunicações, assim como seus formatos. Os princípios da engenharia de sistemas são aplicados na criação e desenvolvimento dos protocolos de rede. (MIRANDA, 2008).

A seguir, segue uma breve descrição das organizações que efetuam o desenvolvimento dos protocolos de rede com seus respectivos sites para consulta. Nos sites oficiais, se encontram disponíveis documentos que descrevem como foram padronizadas determinadas funções ou implementações para rede, onde normalmente tais documentos são chamados de RFC (Request For Comments). (MIRANDA, 2008).

• IETF – Internet Engineering Task Force: é responsável pela formação e desenvolvimento de padrões da Internet. Ela é aberta e se utiliza o trabalho voluntário para funcionar, não tendo uma organização formal.
• IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers: é uma organização sem fins lucrativos, estabelecida nos Estados Unidos. Ela é a maior em número de membros (profissionais). A IEEE foi formada em 1963 pela fusão do ‘Institute of Radio Engineers’ (IRE) e do ‘American Institute of Electrical Engineers’ (AIEE). A IEEE tem diversos escritórios em varias partes do mundo. Os seus membros são engenheiros elétricos, estudantes de ciência da comutação, trabalhadores de telecomunicações, etc. O objetivo é promover a “engenharia elétrica”. As suas maiores realizações se deram no campo da computação onde estabeleceram diversos padrões para software e dispositivos.
• ITU-T – International Telecommunication Union: é uma organização que promove os padrões para telecomunicações. Antigamente era conhecida como CCITT ou “Consultative Committee for International Telegraphy and Telephony”.
• ISO – International Standard Organization: é uma organização não governamental, criada em 1947, estabelecida em Genebra, Suíça, é uma rede dos institutos de padrões nacionais de aproximadamente 130 países. O escritório central em Genebra coordena o sistema e publica os padrões finais. A missão da ISO é promover o desenvolvimento da estandardização e das atividades com ela relacionadas no mundo com o objetivo de facilitar a troca de serviços e bens, e para promover a cooperação a nível intelectual, científico, tecnológico e econômico.
• IANA – The Internet Assigned Numbers Authority: é operada pela ICANN, é uma das instituições mais antigas da Internet, e está em atividade desde a década de 70. A IANA é a entidade responsável por coordenar alguns dos elementos fundamentais que mantêm a Internet funcionando normalmente. Embora a Internet seja conhecida por ser uma rede mundial sem uma coordenação central, existe a necessidade técnica de que alguns componentes essenciais da Internet tenham uma coordenação global – e esse é o papel de coordenação da IANA.
• ICANN – Internet Corporation For Assigned Names And Numbers: é responsável pela coordenação global do sistema de identificadores exclusivos da Internet, tais como nomes de domínio (.org, .net, .com, .edu) e códigos de países como (.uk, .br, .ch, etc.) e os endereços usados em vários protocolos da Internet que ajudam os computadores a se comunicarem pela Internet. A administração cuidadosa desses recursos é vital para a operação da Internet, de modo que os participantes globais da ICANN se reúnem periodicamente para elaborar políticas que garantam a continuidade da segurança e estabilidade da Internet. A ICANN é uma entidade internacional sem fins lucrativos em benefício público.

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Conclusão

Graças ao surgimento da Internet, o mundo está cada vez mais globalizado e as distâncias geográficas já não são mais problemas. E este surgimento só foi possível a partir do momento em que as empresas aceitaram adotar um padrão para a comunicação entre computadores. As organizações que regulam os padrões de indústria, como IEEE e ISO, têm um papel fundamental ao certificar certos padrões para que os fabricantes sejam incentivados a produzir equipamentos compatíveis entre concorrentes. Com os padrões aceitos como suportados por diversas empresas, arquivos podem ser trocados entre quaisquer cidadãos do mundo.

As pesquisas em desenvolvimento de protocolos mais seguros e mais eficientes continuam, já que estamos em um tempo em que a segurança e a economia de recursos físicos necessários para transportar os dados são prioridades. (Daniella Castelucci).

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Fontes

Livros e Artigos

• GALLO, Michael A. HANCOCK, William M. Comunicação entre Computadores e Tecnologias de Redes. 1ª Edição. Thomson Pioneira. São Paulo, 2003.
• ROSS, Julio. Redes de Computadores. 1ª Edição. Editora Antenna. Rio de Janeiro, 2008.
• CASTELUCCI, Daniella. Protocolos de Comunicação em Redes de Computadores. 2011. Disponível em: <https://daniellacastelucci.wordpress.com/2011/04/08/protocolos-de-comunicacao-em-redes-de-computadores/>. Acesso em 18 out. 2016.
• MIRANDA, ANIBAL D. A..  Protocolos de Redes. 2008. ESAB – Escola Superior Aberta do Brasil. Módulo Disciplinar. Disponível em <http://correio.fdvmg.edu.br/downloads/DET422/Protocolos_Redes.pdf>. Acesso em 18 out. 2016.