O TCP/IP abrange uma ampla gama de protocolos que são usados para vários fins na rede. O conjunto de protocolos que fazem parte do TCP/IP é conhecido como pilha de protocolos TCP/IP ou conjunto de protocolos TCP/IP. Com os muitos protocolos, tipos de mensagens, camadas e serviços suportados pelas redes TCP/IP, é importante categorizar os vários protocolos e definir a contribuição de cada um para as operações de rede.
Infelizmente, essa categorização raramente é feita completamente. No entanto, acredito que isso seja muito útil para aqueles que estão aprendendo a fazer networking para entender mais rápido e melhor. Embora eu não possa garantir que os especialistas concordarão com a categorização que será fornecida aqui, isso deve ajudar o leitor a ter uma visão geral dos vários protocolos e entender as razões ou necessidades de cada protocolo.
Como já mencionado, existem quatro camadas no TCP/IP: link, rede, transporte e aplicativo. A camada de link é a camada de hardware que permite mensagens entre locais. No contexto deste documento, a ethernet fornece esses recursos. Abaixo, defino algumas das categorias que se encaixam nas camadas de protocolo de 4 camadas que foram descritas. Também descrevo a importância de cada categoria para a capacidade funcional geral da rede. Esses níveis de importância são essenciais, críticos, importantes, sofisticados e úteis.
- Essencial – Sem isso, todas as outras categorias são irrelevantes.
- Crítico – A rede não funcionará sem esse recurso.
- Importante – As redes podem funcionar, mas serão difíceis de usar e gerenciar.
- Avançado – Melhora a facilidade de uso e o gerenciamento de rede.
- Útil – Funcionalidade que os usuários da rede desejam. Certos aplicativos ou funcionalidades são suportados aqui. Sem isso, não há razão para construir uma rede.
| Nome (camada) | Interesses | Nome do protocolo | Função |
| Hardware (link) | Essencial | Ethernet, SLIP, PPP, Token Ring, ARCnet | Permite que as mensagens sejam empacotadas e enviadas entre locais físicos. |
| Gerenciamento de pacotes (rede) | Essencial | IP, ICMP | Gerencie a movimentação de mensagens e relate erros. Use protocolos e software de mensagens para gerenciar esse processo (incluindo roteamento). |
| Comunicação entre camadas | Essencial | ARP | Comunique-se entre camadas para permitir que uma camada obtenha informações para suportar outras camadas, incluindo transmissão. |
| Controle de serviço (transporte) | Crítico | TCP, UDP | Controle o gerenciamento de serviços entre computadores. Com base nos valores das mensagens TCP e UDP, o servidor sabe qual serviço está sendo solicitado. |
| Suporte ao aplicativo e ao usuário | Importante | DNS, RPC | O DNS fornece conversão de endereço para nome para locais e placas de rede. O RPC permite que computadores remotos executem funções em outros computadores. |
| Gerenciamento de rede | Avançado | RARP, BOOTP, DHCP, IGMP, SNMP, RIP, OSPF, BGP, CIDR | Melhore o gerenciamento de rede e melhore a funcionalidade. |
| Utilitários (Aplicativos) | Útil | FTP, TFTP, SMTP, Telnet, NFS, ping, Rlogin | Fornecer serviços diretos aos usuários. |
Existem exceções na minha categorização que não se encaixam no esquema de camadas normal, como IGMP, que geralmente faz parte da camada de link. No entanto, tento listar essas categorizações de acordo com a função da rede e sua importância para as operações da rede. Deve-se notar que a ethernet, que não é um protocolo, mas sim um padrão IEEE junto com PPP, SLIP, TokenRing e ArcNet, não é um protocolo TCP/IP, mas pode suportar TCP/IP na camada de hardware ou link, dependendo da topologia da rede.
Aqui está uma breve descrição de cada protocolo:
- ethernet – Fornece transporte de informações entre locais físicos em cabos Ethernet. Os dados são passados em pacotes ethernet.
- SLIP – Serial Line IP (SLIP), uma forma de encapsulamento de dados para linhas seriais.
- PPP – Protocolo Ponto a Ponto (PPP). Uma forma de encapsulamento de dados de caminho serial que é uma melhoria do SLIP.
- IP – Protocolo de Internet (IP). Com exceção de ARP e RARP, todos os pacotes de dados de protocolo serão empacotados em pacotes de dados IP. Fornece um mecanismo para usar software para endereçar e gerenciar pacotes de dados enviados a computadores.
- ICMP – O Internet Control Message Protocol (ICMP) fornece gerenciamento de erros e relatórios para ajudar a gerenciar o processo de envio de dados entre computadores.
- ARP – O Address Resolution Protocol (ARP) permite o empacotamento de dados IP em pacotes ethernet. É um sistema e protocolo de mensagens usado para encontrar o endereço ethernet (hardware) de um determinado número IP. Sem esse protocolo, os pacotes ethernet não podem ser gerados a partir de pacotes IP porque os endereços ethernet não podem ser determinados.
- TCP – Um protocolo confiável orientado a conexão é usado para controlar o gerenciamento de serviços no nível do aplicativo entre computadores.
- UDP – Um protocolo sem conexão não confiável é usado para controlar o gerenciamento de serviços no nível do aplicativo entre computadores.
- DNS – O Serviço de Nomes de Domínio permite que a rede determine o endereço IP do nome e vice-versa.
- RARP – O Reverse Address Resolution Protocol (RARP) é usado para permitir que um computador sem um meio de armazenamento de dados permanente local determine seu endereço IP a partir de seu endereço Ethernet.
- BOOTP – O Bootstrap Protocol é usado para atribuir endereços IP a computadores sem disco e informar quais servidores e arquivos carregar fornecerão o sistema operacional.
- DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) é um método para atribuir e controlar os endereços IP de computadores em uma rede específica. É um serviço baseado em servidor que atribui automaticamente um endereço IP quando o computador é inicializado. Dessa forma, o endereço IP do computador não precisa ser atribuído manualmente, facilitando o gerenciamento das alterações de rede. O DHCP pode executar todas as funções do BOOTP.
- IGMP – O Protocolo de Gerenciamento de Grupos da Internet é usado para oferecer suporte a multicast.
- SNMP – Protocolo de gerenciamento de rede simples (SNMP). Ele é usado para gerenciar todos os tipos de elementos de rede com base nos vários dados enviados e recebidos.
- RIP – Routing Information Protocol (RIP), usado para atualizar dinamicamente as tabelas do roteador na WAN ou na Internet.
- OSPF – Abra o protocolo de roteamento dinâmico OSPF (Shortest Path First).
- BGP – BGP (Border Gateway Protocol). Protocolo de roteador dinâmico para comunicação entre roteadores em diferentes sistemas.
- CIDR – Roteamento entre domínios sem classe (CIDR).
- FTP – Protocolo de transferência de arquivos (FTP). Permite a transferência de arquivos entre dois computadores com o login necessário.
- TFTP – Protocolo de Transferência de Arquivos Trivial (TFTP). Permite a transferência de arquivos entre dois computadores sem necessidade de login. É limitado e destinado a estações sem disco.
- SMTP – Protocolo de Transferência de Correio Simples (SMTP).
- NFS – Sistema de arquivos de rede (NFS). Um protocolo que permite que os sistemas UNIX e Linux montem sistemas de arquivos uns contra os outros remotamente.
- Telnet – Um método para abrir uma sessão de usuário em um host remoto.
- Ping – Um programa que usa ICMP para enviar mensagens de diagnóstico a outros computadores para descobrir se eles podem ser acessados por uma rede.
- Rlogin – Login remoto entre hosts UNIX. Ele está obsoleto e foi substituído pelo Telnet.
Em última análise, cada protocolo tem seus pacotes de dados encapsulados em pacotes ethernet, SLIP ou PPP (no nível do link) a serem enviados por cabos ethernet. Alguns pacotes de dados de protocolo são encapsulados em sequência várias vezes antes de serem enviados. Por exemplo, os dados FTP são encapsulados em um pacote TCP encapsulado em um pacote IP encapsulado em um pacote de link (geralmente ethernet). O diagrama abaixo mostra a relação entre o encapsulamento sequencial de pacotes de dados de protocolo.