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Tutorial de TCP/IP – Parte 1
Esta é a primeira parte de um total de 12 partes, deste tutorial de TCP/IP. O objetivo da Parte 1 é apresentar o protocolo TCP/IP e os sues aspectos básicos de utilização em redes baseadas no Windows 2000 (Server e Professional) e no Windows XP.
por Júlio Cesar Fabris BattistiIntrodução
Esta é a primeira parte de um total de 12 partes, deste tutorial de TCP/IP. O
objetivo da Parte 1 é apresentar o protocolo TCP/IP e os sues aspectos básicos
de utilização em redes baseadas no Windows 2000 (Server e Professional) e no
Windows XP. Nesta primeira parte faremos uma apresentação do protocolo TCP/IP,
de tal maneira que o leitor possa entender exatamente o que é o 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.
· O conceito de sub-redes e exemplos práticos.
· Comandos disponíveis no Windows 2000 e no Windows XP, relacionados com o protocolo TCP/IP.
Um visão geral do protocolo TCP/IP
Para que os computadores de uma rede possam trocar informações é necessário que
todos 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”. 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
protocolos diferentes instalados, não serão capazes de estabelecer uma
comunicação e 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. 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 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
durante a instalação do Sistema Operacional, a não ser que um protocolo
diferente seja selecionado. Até mesmo o Sistema Operacional Novell, que sempre
foi baseado no 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 e também do Windows XP.
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 (computadores, servidores, hubs, switchs, impressoras de rede,
etc) que fazem parte da rede. Na Figura 1 temos uma visão geral de uma pequena
rede baseada no protocolo TCP/IP:
Figura 1 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
Subrede: 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 – 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, nas próximas partes deste tutorial.
No exemplo da figura 1 observe que o computador com o IP 10.200.150.7 está com uma máscara de sub-rede diferente dos demais: 255.255.0.0. 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 linhas 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 em uma das próximas
lições deste tutorial). 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 um site: http://www.juliobattisti.com.br/, 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 o 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.
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.
As configurações do protocolo TCP/IP podem ser definidas manualmente, isto é,
configurando cada um dos equipamentos necessários. 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 ou o Windows 2000
Server. Uma vez disponível e configurado, o serviço DHCP fornece 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.
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, 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 ou Windows XP). Para isso siga os
seguintes passos:
1. Faça o logon.
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 de
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 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:
Bem, estes são os aspectos básicos do TCP/IP. Nos endereços a seguir, você
encontra tutoriais, em português, onde você poderá aprofundar os seus estudos
sobre o protocolo TCP/IP:
· http://www.juliobattisti.com.br/tcpip.asp
· http://www.guiadohardware.info/tutoriais/enderecamento_ip/index.asp
· http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/22.asp
· http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/23.asp
· http://www.guiadohardware.info/curso/redes_guia_completo/28.asp
· http://www.vanquish.com.br/site/020608
· http://unsekurity.virtualave.net/texto1/texto_tcpip_basico.txt
· http://unsekurity.virtualave.net/texto1/tcpipI.txt
· http://www.rota67.hpg.ig.com.br/tutorial/protocolos/amfhp_tcpip_basico001.htm
· http://www.rota67.hpg.ig.com.br/tutorial/protocolos/amfhp_tcpip_av001.htm
· http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Thinktank/4203/doc/tcpip.zip
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. 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. |
|
a) |
Altere a
máscara de sub-rede do micro02 para 255.255.255.0 |
|
b) |
Altere a
máscara de sub-rede do micro01 para 255.255.240.0 |
|
c) |
Altere o
Gateway do micro01 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 na 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 etapa deste tutorial 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.
Aproveite para ir aprimorando os seus conhecimentos sobre TCP/IP, com os links
indicados no endereço: http://www.juliobattisti.com.br/tcpip.asp, pois estes
conhecimentos serão muito importantes para os exames de Certificação do Windows
2000 Server e do Active Directory.
Em caso de dúvidas, sobre o conteúdo deste tutorial ou para enviar sugestões
sobre novos tutoriais que você gostaria de ver publicados neste site, entre com
contato através do e-mail:webmaster@juliobattisti.com.br
