109.1 Fundamentos de protocolos de internet
Resumo Conciso
Pilha TCP/IP
- IP (Internet Protocol) — endereçamento lógico e roteamento de pacotes
- TCP (Transmission Control Protocol) — transporte orientado a conexões, com garantia de entrega
- UDP (User Datagram Protocol) — transporte sem conexão, maior desempenho sem garantia
- ICMP (Internet Control Message Protocol) — mensagens de controle e diagnóstico (usado pelo
ping)
Endereçamento IPv4
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Tamanho | 32 bits (4 octetos) |
| Formato | Decimal pontilhado (ex: 192.168.10.20) |
| Octeto | 0–255 |
Classes de endereços IP
| Classe | Primeiro octeto | Intervalo | Máscara padrão |
|---|---|---|---|
| A | 1–126 | 1.0.0.0 – 126.255.255.255 | 255.0.0.0 /8 |
| B | 128–191 | 128.0.0.0 – 191.255.255.255 | 255.255.0.0 /16 |
| C | 192–223 | 192.0.0.0 – 223.255.255.255 | 255.255.255.0 /24 |
IPs privados (reservados para redes internas)
| Classe | Intervalo |
|---|---|
| A | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 |
| B | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 |
| C | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 |
Netmask e CIDR
- A máscara de rede separa a parte de rede da parte de host num endereço IP
- CIDR (Classless Inter-Domain Routing) — notação simplificada (ex:
/24=255.255.255.0) - Cada sub-rede reservou 2 endereços: endereço de rede (primeiro) e endereço de broadcast (último)
Portas comuns TCP/UDP
| Porta | Serviço |
|---|---|
| 20/21 | FTP (dados/controle) |
| 22 | SSH |
| 23 | Telnet |
| 25 | SMTP |
| 53 | DNS |
| 80 | HTTP |
| 110 | POP3 |
| 123 | NTP |
| 143 | IMAP |
| 443 | HTTPS |
| 993/995 | IMAPS/POP3S |
- Portas privilegiadas: 1–1023 (requerem root)
- Portas não privilegiadas: 1024–65535
- Ficheiro de referência:
/etc/services
TCP vs UDP vs ICMP
| Característica | TCP | UDP | ICMP |
|---|---|---|---|
| Conexão | Orientado a conexão | Sem conexão | Camada de rede |
| Garantia | Sim (retransmissão, ordem) | Não | — |
| Desempenho | Mais lento | Mais rápido | — |
| Uso | SSH, HTTP, FTP, SMTP | DNS, streaming, VoIP | ping, diagnóstico |
Nota sobre o DNS: embora tipicamente associado ao UDP (portas 53) para queries normais, o DNS usa também TCP (porta 53) em transferências de zona (zone transfers) e em respostas demasiado grandes para caber num único datagrama UDP (>512 bytes).
Endereçamento IPv6
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Tamanho | 128 bits (8 grupos de 16 bits hex) |
| Formato | Hexadecimal (ex: 2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344) |
| Abreviação | Substituir 0000 por 0; omitir grupos consecutivos de zeros com :: (apenas uma vez) |
Tipos de endereço IPv6
- Unicast — identifica uma interface
- Multicast — pacote entregue a todas as interfaces do grupo
- Anycast — pacote entregue a apenas uma interface do conjunto
Diferenças IPv4 vs IPv6
- IPv6 não tem broadcast (usa multicast
ff02::1) - TTL IPv4 substituído por Hop Limit no IPv6
- Suporte a SLAAC (autoconfiguração sem estado)
- Todas as interfaces IPv6 têm endereço link-local:
fe80::/10 - NDP (Neighbor Discovery Protocol) substitui ARP
Exercícios Exploratórios
Exercício Exploratório 1 — Intervalos reservados
Enunciado: Por que os intervalos de IP começando com 127 e após 224 não estão nas classes A, B ou C?
O intervalo 127.x.x.x é reservado para loopback (comunicação interna, ex: 127.0.0.1). Endereços acima de 224 são usados para multicast (224–239) e reservados/experimentais (240–255), não sendo endereços de host.
Exercício Exploratório 2 — Função do TTL
Enunciado: Qual é a função do campo TTL num pacote IP e como funciona?
O TTL (Time To Live) define a vida útil do pacote. É um contador decrementado em cada roteador (salto) por onde o pacote passa. Quando chega a 0, o pacote é descartado, evitando loops infinitos na rede.
Exercício Exploratório 3 — Função do NAT
Enunciado: Explique a função do NAT e quando é usado.
O NAT (Network Address Translation) permite que hosts de uma rede interna com IPs privados acessem a internet usando o IP público do gateway. É usado quando não há IPs públicos suficientes para todos os dispositivos, convertendo tráfego privado em público e vice-versa.
Exercício Exploratório 4 — Serviços TCP
Enunciado: Dê 4 exemplos de serviços que usam o protocolo TCP por padrão.
FTP (20/21), SMTP (25), HTTP (80), POP3 (110), IMAP (143), SSH (22), HTTPS (443). Qualquer combinação de 4 destes.
Exercício Exploratório 5 — Hop Limit no IPv6
Enunciado: Qual é o nome do campo no cabeçalho do IPv6 que implementa o mesmo recurso do TTL no IPv4?
Hop Limit (Limite de saltos).
Exercício Exploratório 6 — NDP
Enunciado: Que tipo de informação o NDP (Neighbor Discovery Protocol) pode descobrir?
O NDP pode descobrir: outros nós na rede, endereços duplicados, rotas, servidores DNS, gateways, e muito mais. Substitui o ARP do IPv4 com mais funcionalidades.