Protocolo de rede - Tipos de protocolos de rede

O que é um protocolo de rede

Protocolos de rede padronizados são importantes para fornecer um idioma comum para que os dispositivos de rede possam enviar e receber informações com êxito. As regras do protocolo de rede incluem diretrizes que regulam as seguintes características de uma rede: método de acesso, topologias físicas permitidas, tipos de cabeamento e velocidade de transferência de dados. Um dos modelos mais populares usados para criar comunicação aberta entre dois sistemas de rede é o modelo OSI (Open Systems Interconnection).

A seguir estão alguns símbolos de rede comumente usados para desenhar diferentes tipos de protocolos de rede.

Tipos de protocolos de rede

Os protocolos de rede mais comuns são:

Ethernet

O Protocolo Ethernet é de longe amplamente utilizado. A Ethernet usa um método de acesso chamado CSMA/CD (detecção de acesso múltiplo/detecção de colisão por transportadora). É um sistema em que cada computador ouve o cabo antes de enviar qualquer coisa pela rede. Se a rede estiver limpa, o computador transmitirá. Se alguns outros nós já tiverem sido transmitidos no cabo, o computador aguardará e tentará novamente quando a linha estiver limpa. Às vezes, dois computadores tentam transmitir no mesmo instante. Uma colisão ocorre quando isso acontece. Cada computador recua e aguarda uma quantidade aleatória de tempo antes de tentar retransmitir. Com esse método de acesso, é normal haver colisões. No entanto, o atraso causado por colisões e retransmissões é mínimo e normalmente não afeta a velocidade de transmissão na rede.

O protocolo Ethernet permite topologias lineares de barramento, estrela ou árvore. Os dados podem ser transmitidos por pontos de acesso sem fio, trançado, cabo coaxial ou fibra ótica a uma velocidade de 10 Mbps a 1000 Mbps.

Fast Ethernet

Para aumentar a velocidade de transmissão, o protocolo Ethernet desenvolveu um novo padrão que suporta 100 Mbps. É comumente chamado Fast Ethernet. A Fast Ethernet requer a aplicação de concentradores/hubs de rede diferentes e mais caros e placas de interface de rede. Além disso, é necessário um par trançado de categoria 5 ou cabo de fibra óptica. A Fast Ethernet está se tornando comum em escolas recentemente conectadas.

Local Talk

O Local Talk é um protocolo de rede desenvolvido pela Apple Computer, Inc. para computadores Macintosh. O método usado pelo Local Talk é chamado de CSMA/CA (Acesso Múltiplo a Transportadora Sense com Prevenção de Colisão). É semelhante ao CSMA/CD, exceto que um computador sinaliza sua intenção de transmitir antes de fazê-lo. Os adaptadores Local Talk e o cabo de par trançado especial podem ser usados para conectar uma série de computadores através da porta serial. O sistema operacional Macintosh permite o estabelecimento de uma rede ponto a ponto sem a necessidade de software adicional. Com a adição da versão do servidor do software AppleShare, uma rede cliente/servidor pode ser estabelecida.

O protocolo Local Talk permite topologias de barramento linear, estrela ou árvore usando cabo de par trançado. Uma desvantagem principal do Local Talk é a baixa velocidade. Sua velocidade de transmissão é de apenas 230 Kbps.

Token Ring

O protocolo Token Ring foi desenvolvido pela IBM em meados da década de 1980. O método de acesso usado envolve passagem de token. No Token Ring, os computadores estão conectados para que o sinal viaje pela rede de um computador para outro em um anel lógico. Um único token eletrônico se move ao redor do anel de um computador para o outro. Se um computador não possui informações a serem transmitidas, simplesmente passa o token para a próxima estação de trabalho. Se um computador deseja transmitir e receber um token vazio, ele anexa dados ao token. O token prossegue em torno do anel até chegar ao computador para o qual os dados foram feitos. Nesse ponto, os dados são capturados pelo computador receptor. O protocolo Token Ring exige um anel com estrela usando par trançado ou cabo de fibra óptica. Pode operar a velocidades de transmissão de 4 Mbps ou 16 Mbps. Devido à crescente popularidade da Ethernet, o uso do Token Ring nos ambientes escolares diminuiu.

FDDI

A Interface de dados distribuídos por fibra (FDDI) é um protocolo de rede usado principalmente para interconectar duas ou mais redes de área local, geralmente em longas distâncias. O método de acesso usado pelo FDDI envolve passagem de token. O FDDI usa uma topologia física de anel duplo. A transmissão geralmente ocorre em um dos anéis; no entanto, se ocorrer uma interrupção, o sistema mantém as informações em movimento usando automaticamente partes do segundo toque para criar um novo toque completo. Uma grande vantagem do FDDI é sua alta velocidade. Opera sobre cabo de fibra óptica a 100 Mbps.

ATM

O modo de transferência assíncrona (ATM) é um protocolo de rede que transmite dados a uma velocidade de 155 Mbps e superior. O ATM funciona transmitindo todos os dados em pequenos pacotes de tamanho fixo; enquanto outros protocolos transferem pacotes de tamanho variável. O ATM suporta uma variedade de mídias, como vídeo, áudio com qualidade de CD e imagem. O ATM emprega uma topologia em estrela, que pode trabalhar com fibra ótica e também com cabo de par trançado.

O ATM é mais frequentemente usado para interconectar duas ou mais redes locais. Também é freqüentemente usado pelos provedores de serviços de Internet para utilizar o acesso de alta velocidade à Internet para seus clientes. À medida que a tecnologia ATM se torna mais econômica, ela fornecerá outra solução para a construção de redes locais mais rápidas.

Gigabit Ethernet

O mais recente desenvolvimento no padrão Ethernet é um protocolo que possui uma velocidade de transmissão de 1 Gbps. O Gigabit Ethernet é usado principalmente para backbones em uma rede no momento. No futuro, provavelmente também será usado para conexões de estação de trabalho e servidor. Pode ser usado com cabos de fibra óptica e cobre. O 1000BaseTX, o cabo de cobre usado para Gigabit Ethernet, tornou-se o padrão formal em 1999.

Compare protocolos de rede

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Visão geral do protocolo de rede

O modelo OSI e qualquer outro modelo de comunicação de rede fornece apenas uma estrutura conceitual para comunicação entre computadores, mas o modelo em si não fornece métodos específicos de comunicação. Vários protocolos de comunicação definem a comunicação real. No contexto da comunicação de dados, um protocolo é um conjunto formal de regras, convenções e estrutura de dados que governa como os computadores e outros dispositivos de rede trocam informações por uma rede. Em outras palavras, um protocolo é um procedimento e formato padrão que dois dispositivos de comunicação de dados devem entender, aceitar e usar para poder se comunicar.

No design moderno do protocolo, os protocolos são "em camadas" de acordo com o modelo de camada OSI 7 ou um modelo em camadas semelhante. Camadas é um princípio de design que divide o design do protocolo em muitas partes menores, cada uma delas realizando uma subtarefa específica e interagindo com as outras partes do protocolo apenas em um pequeno número de maneiras bem definidas. A estratificação permite que as partes de um protocolo sejam projetadas e testadas sem uma explosão combinatória de casos, mantendo cada projeto relativamente simples. A estratificação também permite que protocolos familiares sejam adaptados a circunstâncias incomuns.

O cabeçalho e/ou trailer em cada camada reflete a estrutura do protocolo. Um documento longo geralmente define regras e procedimentos detalhados de um protocolo ou grupo de protocolos. Por exemplo, o IETF usa RFCs (solicitação de comentários) para definir protocolos e atualizações para os protocolos.

Esses protocolos foram definidos por muitas organizações padrão diferentes em todo o mundo e por fornecedores de tecnologia ao longo dos anos de evolução e desenvolvimento de tecnologia. Um dos conjuntos de protocolos mais populares é o TCP/IP, que é o coração das comunicações entre redes. O IP, o Protocolo da Internet, é responsável pela troca de informações entre os roteadores, para que os roteadores possam selecionar o caminho adequado para o tráfego de rede. Ao mesmo tempo, o TCP é responsável por garantir que os pacotes de dados sejam transmitidos pela rede de maneira confiável e sem erros. Os protocolos LAN e WAN também são protocolos críticos nas comunicações em rede. O conjunto de protocolos de LAN é para as camadas de comunicações físicas e de enlace de dados em várias mídias LAN, como fios Ethernet e ondas de rádio sem fio. O conjunto de protocolos WAN é para as três camadas mais baixas e define a comunicação através de vários meios de área ampla, como cabos de fibra óptica e cobre.

A comunicação em rede evoluiu lentamente. As novas tecnologias de hoje se baseiam no acúmulo de anos de tecnologias, que ainda podem ser existentes ou obsoletas. Por esse motivo, os protocolos que definem a comunicação em rede são altamente inter-relacionados. Muitos protocolos dependem de outros para operação. Por exemplo, muitos protocolos de roteamento usam outros protocolos de rede para trocar informações entre roteadores.

Além dos padrões para protocolos individuais na transmissão, agora também existem padrões de interface para diferentes camadas para se comunicar com os acima ou abaixo (geralmente sistema operacional específico). Por exemplo, soquetes Winsock e Berkeley entre as camadas 4 e 5; NDIS e ODI entre as camadas 2 e 3.

Os protocolos para comunicação de dados cobrem todas as áreas, conforme definido no modelo OSI. No entanto, o modelo OSI é apenas vagamente definido. Um protocolo pode executar as funções de uma ou mais das camadas OSI, o que introduz complexidade para entender protocolos relevantes para o modelo de camada OSI 7. Nos protocolos do mundo real, há algum argumento sobre onde as distinções entre camadas são traçadas; não há uma resposta em preto e branco.

Para desenvolver uma tecnologia abrangente que seja útil para o setor, é necessário um grupo de protocolos na mesma camada ou em várias camadas diferentes. Protocolos diferentes geralmente descrevem aspectos diferentes de uma única comunicação; juntos, eles formam um conjunto de protocolos. Por exemplo, o Voice over IP (VOIP), um grupo de protocolos desenvolvidos por muitos fornecedores e organizações padrão, possui muitos protocolos nas quatro camadas superiores do modelo OSI.

Os protocolos podem ser implementados em hardware ou software ou em uma mistura de ambos. Normalmente, as camadas inferiores são implementadas em hardware, com as camadas superiores sendo implementadas em software.

Os protocolos podem ser agrupados em conjuntos (ou famílias ou pilhas) de acordo com suas funções técnicas ou origem da introdução do protocolo, ou ambos. Um protocolo pode pertencer a um ou vários conjuntos de protocolos, dependendo de como você o categoriza. Por exemplo, o protocolo Gigabit Ethernet IEEE 802.3z é um protocolo LAN (Local Area Network) e também pode ser usado nas comunicações MAN (Metropolitan Area Network).

A IETF projeta os protocolos mais recentes para comunicações entre redes e pelo IEEE para redes de área local (LAN) e redes de área metropolitana (MAN). A ITU-T contribui principalmente para protocolos de rede de área ampla (WAN) e telecomunicações. A ISO possui seu próprio conjunto de protocolos para comunicações entre redes, que é implantado principalmente nos países europeus.