3 - Funcionalidades e Protocolos da Camada de Aplicação

7/27/2019 3 - Funcionalidades e Protocolos da Camada de Aplicao

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3.0 Introduo ao CaptuloA maioria de ns vivencia a Internet atravs da World Wide Web, de servios de

e-mail e programas de compartilhamento de arquivos. Tais aplicaes, e muitas outras,fornecem interface rede subjacente, permitindo que enviemos e recebamos

informaes de forma relativamente fcil. Normalmente, as aplicaes que utilizamosso intuitivas, o que significa que podemos acessar e usar sem saber como funcionam.No entanto, para profissionais de rede, importante saber como uma aplicao podeformatar, transmitir e interpretar mensagens enviadas e recebidas atravs da rede.

Visualizar os mecanismos que possibilitam a comunicao pela rede fica maisfcil se utilizarmos a estrutura em camadas do modelo Open System Interconnection(OSI). Neste captulo, o foco ser na funo de uma camada, a de Aplicao, e seuscomponentes: aplicao, servios e protocolos. Exploraremos como esses trs elementos

possibilitam uma comunicao robusta por esta rede de informaes. Neste captulo,voc aprender a:

Descrever como as funes das trs camadas superiores do modelo OSI forneceservios de rede a aplicaes de usurio final.

Descrever como os protocolos de Camada de Aplicao TCP/IP fornecem osservios especificados pelas camadas superiores do modelo OSI.

Definir como as pessoas utilizam a Camada de Aplicao para se comunicarem pelarede de informaes.

Descrever a funo das aplicaes TCP/IP mais conhecidas, como a World WideWeb e e-mail, e seus servios (HTTP, DNS, SMB, DHCP, SMTP/POP e Telnet).

Descrever os processos de compartilhamento de arquivos que utilizam aplicaesno-hierrquicas e o protocolo Gnutella.

Explicar como os protocolos garantem que servios executados em um tipo dedispositivos possam enviar e receber dados de muitos dispositivos de redediferentes.

Utilizar ferramentas de anlise de rede para examinar e explicar como aplicaes deusurio comuns funcionam.


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3.1 Aplicaes - A Interface Entre as Redes3.1.1 Modelo OSI e TCP/IP

O modelo de referncia Open Systems Interconnection (OSI) uma

representao abstrata em camadas criada como diretriz para o design de protocolos derede. O modelo OSI divide o processo de redes em sete camadas lgicas, cada uma comfuncionalidades exclusivas e com servios e protocolos especficos atribudos.

Neste modelo, as informaes so passadas de uma camada para a outra,comeando na camada de Aplicao no host transmissor, continuando hierarquiaabaixo, at a camada Fsica, passando para o canal de comunicaes at o host dedestino, onde a informao retorna hierarquia acima, terminando na camada deAplicao. A figura mostra os passos deste processo.

A camada de Aplicao, a nmero sete, a camada superior dos modelos OSI e

TCP/IP. a camada que fornece a interface entre as aplicaes que utilizamos paracomunicao e a rede subjacente pela qual nossas mensagens so transmitidas. Osprotocolos da camada de aplicao so utilizados para troca de dados entre programasexecutados nos hosts de origem e de destino. H muitos protocolos da camada deAplicao, e outros novos esto em constante desenvolvimento.

Embora o conjunto de protocolos TCP/IP tenha sido desenvolvido antes dadefinio do modelo OSI, a funcionalidade dos protocolos da camada de aplicaoTCP/IP se ajusta estrutura das trs camadas superiores do modelo OSI: camadas deAplicao, Apresentao e Sesso.

A maioria dos protocolos da camada de Aplicao TCP/IP foi desenvolvidaantes do surgimento de computadores pessoais, interfaces grficas de usurio e objetos


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multimdia. Como resultado, esses protocolos programam muito pouco dafuncionalidade especificada nas camadas de Apresentao e Sesso do modelo OSI.

3.1.1.1Camada de ApresentaoA camada de Apresentao tem trs funes principais:

Codificao e converso de dados da camada de Aplicao para garantir que osdados do dispositivo de origem possam ser interpretados pela aplicao adequada nodispositivo de destino.

Compresso dos dados de forma que eles possam ser descomprimidos pelodispositivo de destino.

Criptografia dos dados para transmisso e decodificao de dados quando o destinoos recebe.

As implementaes da camada de Apresentao no so associadas

normalmente a uma pilha de protocolos em particular. Os padres para vdeo e grficosso exemplos. Alguns padres conhecidos para vdeo incluem QuickTime e MotionPicture Experts Group (MPEG). QuickTime uma especificao da Apple Computer

para vdeo e udio e MPEG um padro para compresso e codificao de vdeo.

Entre os formatos de imagens grficas conhecidos, h Graphics InterchangeFormat (GIF), Joint Photographic Experts Group (JPEG) e Tagged Image File Format(TIFF). GIF e JPEG so padres de compresso e codificao para imagens grficas, eTIFF um formato de codificao padro para imagens grficas.

3.1.1.2Camada de SessoComo o prprio nome diz, as funes na camada de Sesso criam e mantm

dilogos entre as aplicaes de origem e destino. A camada de Sesso lida com a trocade informaes para iniciar dilogos, mant-los ativos e reiniciar sesses interrompidasou ociosas por um longo perodo.

A maioria das aplicaes, como navegadores Web ou clientes de e-mail,incorpora a funcionalidade das camadas OSI 5, 6 e 7.


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Os protocolos da camada de Aplicao TCP/IP mais conhecidos so aqueles quefornecem a troca de informaes de usurios. Esses protocolos especificam asinformaes de formato e controle necessrios para muitas funes comuns decomunicao na Internet. Entre esses protocolos TCP/IP, h:

O Protocolo de Servio de Nome de Domnio (Domain Name Service Protocol(DNS)) utilizado para resolver nomes a endereos IP. O Protocolo de Transferncia de Hipertexto (Hypertext Transfer Protocol (HTTP))

utilizado para transferir arquivos que compem as pginas Web da World WideWeb.

O Protocolo SMTP utilizado para transferncia de mensagens e anexos de e-mail. Telnet, um protocolo de simulao de terminal, utilizado para fornecer acesso

remoto a servidores e dispositivos de rede. O Protocolo de Transferncia de Arquivos (File Transfer Protocol (FTP)) utilizado

para transferncia interativa de arquivos entre sistemas.

Os protocolos no conjunto TCP/IP geralmente so definidos por Requests forComments (RFCs). A Internet Engineering Task Force (IETF) mantm as RFCs como

padro para o conjunto TCP/IP.

3.1.2 Software da camada de aplicaoAs funes associadas aos protocolos da camada de Aplicao permitem que

nossa rede humana faa interface com a rede de dados subjacente. Quando abrimos umnavegador Web ou uma janela de mensagem instantnea, uma aplicao iniciada e o

programa colocado na memria do dispositivo quando executado. Cada programa emexecuo carregado em um dispositivo mencionado como um processo.

Dentro da camada de Aplicao, h duas formas de programa de software ouprocessos que fornecem acesso rede: aplicaes e servios.


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3.1.2.1Aplicaes que Detectam RedesAplicaes so programas de software usados por pessoas para se comunicarem

pela rede. Algumas aplicaes de usurio final detectam redes, o que significa que elasimplementam os protocolos da camada de Aplicao e conseguem se comunicar

diretamente com as camadas inferiores da pilha de protocolos. Clientes de e-mail enavegadores Web so exemplos desses tipos de aplicao.

3.1.2.2Servios da camada de AplicaoOutros programas podem precisar da assistncia dos servios da camada de

Aplicao para utilizar recursos de rede, como transferncia de arquivos ou spooling deimpresso em rede. Embora transparentes ao usurio, esses servios so os programasque fazem interface com a rede e preparam os dados para transferncia. Diferentes tiposde dados - seja texto, grficos ou vdeo - exigem servios de rede diferentes paragarantir que sejam preparados adequadamente para processamento pelas funes que

ocorrem nas camadas inferiores do modelo OSI.Cada aplicao ou servio de rede utiliza protocolos que definem os padres e

formatos de dados a serem utilizados. Sem protocolos, a rede de dados no teria umamaneira comum de formatar e direcion-los. Para entender a funo de vrios serviosde rede, necessrio se familiarizar com os protocolos subjacentes que regem a suaoperao.

3.1.3 Aplicaes de usurioComo j mencionado, a camada de Aplicao utiliza protocolos implementados

dentro de aplicaes e servios. Enquanto as aplicaes oferecem uma maneira de criarmensagens e servios da camada de aplicao estabelecem uma interface com a rede, os

protocolos fornecem as regras e formatos que regem como os dados so tratados. Todosos trs componentes podem ser utilizados por um nico programa executvel e at

mesmo usar o mesmo nome. Por exemplo, ao discutir "Telnet", podemos nos referir aplicao, ao servio ou ao protocolo.


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No modelo OSI, as aplicaes que interagem diretamente com pessoas soconsiderados como estando no topo da pilha, assim como as prprias pessoas. Comotodas as camadas dentro do modelo OSI, a camada de Aplicao se fia nas funes nascamadas inferiores para completar o processo de comunicao. Dentro da camada deAplicao, os protocolos especificam que mensagens so trocadas entre os hosts de

origem e destino, a sintaxe dos comandos de controle, o tipo e formato dos dados sendotransmitidos e os mtodos adequados para notificao de erros e recuperao.

3.1.4 Funes dos protocolos da Camada de aplicaoOs protocolos da camada de Aplicao so utilizados pelos dispositivos de

origem e destino durante uma sesso de comunicao. Para que a comunicao tenhasucesso, os protocolos da camada de aplicao implementados nos hosts de origem edestino devem corresponder.

Os protocolos estabelecem regras coerentes para troca de dados entre aplicaese servios carregados nos dispositivos participantes. Os protocolos especificam como osdados dentro das mensagens so estruturados e os tipos de mensagens enviados entreorigem e destino. Tais mensagens podem ser solicitaes de servio, confirmaes,

mensagens de dados, de status ou de erro. Os protocolos tambm definem dilogos demensagem, garantindo que uma mensagem enviada seja conhecida pela respostaesperada e que os servios corretos sejam chamados quando houver transferncia dedados.

Muitos tipos diferentes de aplicaes se comunicam via redes de dados.Portanto, os servios da camada de Aplicao devem implementar vrios protocolos

para fornecer a gama desejada de experincias de comunicao. Cada protocolo temuma finalidade especfica e contm as caractersticas necessrias para atender a talfinalidade. Os detalhes do protocolo correto em cada camada devem ser seguidos paraque as funes em uma camada faam interface adequadamente com os servios na

camada inferior.


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Aplicaes e servios tambm podem utilizar diversos protocolos no decorrer deuma nica conversa. Um protocolo pode especificar como estabelecer a conexo de redee outro, descrever o processo para transferncia de dados quando a mensagem passa

para a camada imediatamente abaixo.

3.2 Fazer Provises para Aplicaes e Servios3.2.1 O modelo Cliente/Servidor

Quando as pessoas tentam acessar informaes em seus dispositivos, seja umPC, laptop, PDA, celular ou outro dispositivo conectado a uma rede, os dados podemno estar fisicamente armazenados neles. Se este for o caso, uma solicitao paraacessar tais informaes deve ser feita ao dispositivo onde os dados esto.

3.2.1.1O modelo Cliente/ServidorNo modelo cliente/servidor, o dispositivo que solicita as informaes chamado

de cliente, e o que responde solicitao chamado de servidor. Os processos decliente e servidor so considerados como estando na camada de Aplicao. O clientecomea o intercmbio ao solicitar dados do servidor, que responde enviando uma oumais sequncias de dados ao cliente. Os protocolos da camada de Aplicao descrevemo formato das solicitaes e respostas entre clientes e servidores. Alm da transfernciareal de dados, esse intercmbio tambm pode exigir informaes de controle, comoautenticao de usurio e identificao de um arquivo de dados a ser transferido.

Um exemplo de rede cliente/servidor um ambiente corporativo no qual os

funcionrios utilizam um servidor de e-mail da empresa para enviar, receber earmazenar e-mails. O cliente de e-mail no computador de um funcionrio envia uma


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solicitao ao servidor de e-mail para qualquer correspondncia no lida. O servidorresponde enviando o e-mail solicitado ao cliente.

Embora os dados sejam normalmente descritos como fluindo do servidor aocliente, alguns sempre vo do cliente ao servidor. O fluxo de dados pode ser igual em

ambas as direes, ou mesmo maior na direo do cliente ao servidor. Por exemplo, umcliente pode transferir um arquivo ao servidor para armazenamento. A transferncia dedados de um cliente para um servidor mencionada como um upload, e de um servidor

para um cliente, como um download.

3.2.2 ServidoresEm um contexto geral de rede, qualquer dispositivo que responda a solicitaes

de aplicaes de clientes funciona como um servidor. Um servidor normalmente umcomputador que contm informaes a serem compartilhadas com muitos sistemas


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cliente. Por exemplo, pginas Web, documentos, bancos de dados, imagens e arquivosde udio e vdeo podem ser armazenados em um servidor e entregues aos clientessolicitantes. Em outros casos, como uma impressora em rede, o servidor de impressofornece as solicitaes de impresso do cliente impressora especificada.

Diferentes tipos de aplicaes de servidor podem ter exigncias diferentes paraacesso a clientes. Alguns servidores podem exigir autenticao de informaes da contado usurio para verificar se este tem permisso de acesso aos dados solicitados ou deuso de uma operao em particular. Tais servidores se fiam em uma lista central decontas de usurio e s autorizaes, ou permisses (para acesso a dados e operaes),concedidas a cada usurio. Ao utilizar um cliente FTP, por exemplo, se voc solicitarum upload de dados ao servidor FTP, poder ter permisso para gravar em sua pastaindividual, mas no para ler outros arquivos no site.

Em uma rede cliente/servidor, o servidor executa um servio, ou processo, svezes chamado de daemon de servidor. Como a maioria dos servios, daemons

normalmente so executados em segundo plano e no esto sob o controle direto de umusurio final. Daemons so descritos como "ouvintes" de uma solicitao de um cliente,porque so programados para responder sempre que o servidor recebe uma solicitaopara o servio fornecido pelo daemon. Quando um daemon "ouve" uma solicitao deum cliente, troca as mensagens correspondentes com o cliente, como exigido por seu

protocolo, e envia os dados solicitados ao cliente no formato adequado.

3.2.3 Protocolos da camada de AplicaoUma nica aplicao pode utilizar vrios servios diferentes de suporte da

camada de Aplicao. Assim, o que parece para o usurio como uma solicitao parapgina Web pode totalizar, na verdade, dezenas de solicitaes individuais. Alm disso,

para cada solicitao, diversos processos podem ser executados. Por exemplo, um


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cliente pode exigir diversos processos individuais para formular apenas uma solicitaoa um servidor.

Alm disso, os servidores normalmente tm diversos clientes solicitandoinformaes ao mesmo tempo. Por exemplo, um servidor Telnet pode ter muitos

clientes solicitando conexes a ele. Tais solicitaes individuais devem ser tratadassimultaneamente e separadamente para que a rede tenha sucesso. Os processos eservios da camada de Aplicao se fiam no suporte de funes da camada inferior paragerenciar com sucesso as diferentes conversas.

3.2.4 Redes e aplicaes no hierrquicas (P2P)3.2.4.1O Modelo No-Hierrquico

Alm do modelo cliente/servidor para a rede, tambm h o modelo no-hierrquico. A rede no-hierrquica envolve duas formas diferentes: design de rede no-

hierrquica e aplicaes no-hierrquicas (P2P). A duas formas tm caractersticassemelhantes, mas, na prtica, funcionam de maneira bastante diferente.

3.2.4.2Redes No-HierrquicasEm uma rede no-hierrquica, dois ou mais computadores so conectados via

rede e podem compartilhar recursos (como impressoras e arquivos) sem ter um servidordedicado. Cada dispositivo final conectado (conhecido como par (peer)) pode funcionarcomo cliente ou servidor. Um computador pode assumir o papel de servidor para umatransao ao mesmo tempo em que o cliente de outra. As funes de cliente e servidorso definidas de acordo com a solicitao.


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Uma rede residencial simples, com dois computadores conectados ecompartilhando uma impressora, um exemplo de rede no-hierrquica. Cada pessoa

pode configurar o seu computador para compartilhar arquivos, possibilitar jogos emrede ou compartilhar uma conexo Internet. Outro exemplo de funcionalidade de redeno-hierrquica ter dois computadores conectados a uma rede ampla que utilizam

aplicaes de software para compartilhar recursos entre si atravs da rede.

Diferentemente do modelo cliente/servidor, que utiliza servidores dedicados, asredes no-hierrquicas descentralizam os recursos em uma rede. Em vez de localizarinformaes para compartilhar em servidores dedicados, as informaes podem serencontradas em qualquer lugar em um dispositivo conectado. A maioria dos sistemasoperacionais atuais suporta compartilhamento de arquivos e impresso sem exigir umsoftware de servidor adicional. Como redes no-hierrquicas normalmente no utilizamcontas de usurio centralizadas, permisses ou monitoramento, difcil executar

polticas de segurana e acesso a redes com mais de alguns poucos computadores. Ascontas de usurio e direitos de acesso devem ser definidas individualmente em cada

dispositivo.

3.2.4.3Aplicaes No-HierrquicasUma aplicao no-hierrquica (P2P), diferentemente de uma rede no-

hierrquica, permite que um dispositivo aja como cliente e servidor na mesmacomunicao. Neste modelo, cada cliente um servidor e cada servidor um cliente.Ambos podem iniciar uma comunicao e so considerados iguais no processo decomunicao. No entanto, aplicaes no-hierrquicas exigem que cada dispositivofinal fornea uma interface de usurio e execute um servio de segundo plano. Aoiniciar uma aplicao no-hierrquica especfica, ela chama a interface de usurio eservios de segundo plano exigidos. Depois disso, os dispositivos podem se comunicar

diretamente.


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Algumas aplicaes P2P utilizam um sistema hbrido no qual ocompartilhamento de recursos descentralizado, mas os ndices que apontam para aslocalizaes de recursos so armazenados em um diretrio centralizado. Em um sistemahbrido, cada par (peer) acessa um servidor de ndice para obter a localizao de umrecurso armazenado em outro par (peer). O servidor de ndice tambm pode ajudar a

conectar dois pares, mas quando conectado, a comunicao ocorre entre os dois paressem comunicao adicional ao servidor de ndice.

Aplicaes no-hierrquicas podem ser utilizadas em redes no-hierrquicas,redes de cliente/servidor e pela Internet.

3.3 Exemplos de Protocolos e Servios da Camada de Aplicao3.3.1 Servios e protocolos DNS

Agora que entendemos melhor como as aplicaes fornecem uma interface parao usurio e acesso rede, veremos alguns protocolos especficos usados comumente.

Como veremos mais adiante neste curso, a camada de Transporte utiliza umesquema de endereamento chamado nmero de porta. Os nmeros de porta identificamaplicaes e servios da camada de Aplicao que so a origem e o destino dos dados.

Programas de servidor geralmente utilizam nmeros de porta pr-definidos comumenteconhecidos por clientes. medida que examinarmos os diferentes protocolos e serviosda camada de Aplicao TCP/IP, falaremos dos nmeros de porta TCP e UDPnormalmente associados a tais servios. Alguns desses servios so:

Domain Name System (DNS) - Porta TCP/UDP 53 Hypertext Transfer Protocol (HTTP) - Porta TCP 80 Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) - Porta TCP 25 Protocolo POP - Porta UDP 110 Telnet - Porta TCP 23 Dynamic Host Configuration Protocol - Porta UDP 67 File Transfer Protocol (FTP) - Portas TCP 20 e 21


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Normalmente, o provedor de servio de Internet fornece os endereos a serem utilizadospara os servidores DNS. Quando a aplicao de um usurio solicita uma conexo a umdispositivo pelo nome, o cliente DNS solicitante consulta um desses servidores de nome

para atribuir o nome a um endereo numrico.

Os sistemas operacionais de computador tambm tm um utilitrio chamadonslookup que permite que o usurio consulte manualmente os servidores de nome paradecidir um nome de host. Este utilitrio tambm pode ser usado para corrigir problemasde resoluo de nome e verificar o status atual dos servidores de nome.

Na figura, quando o nslookup inserido, o servidor DNS padro configuradopara seu host exibido. Neste exemplo, o servidor DNS dns-sjk.cisco.com, que tem oendereo 171.68.226.120.

Ento, podemos inserir o nome de um host ou domnio para o qual queremosobter o endereo. Na primeira consulta na figura, uma consulta feita para

www.cisco.com. O servidor de nome respondente d o endereo 198.133.219.25. Asconsultas mostradas na figura so apenas testes simples. O nslookup tem muitas opesdisponveis para amplos testes e verificaes do processo DNS.

Um servidor DNS fornece a resoluo de nome utilizando o daemon do nome,frequentemente chamado de "named" (pronuncia-se name-dee).

O servidor DNS armazena diferentes tipos de registro de recurso utilizados paradefinir nomes. Esses registros contm o nome, endereo e tipo de registro.

Alguns desses tipos de registro so:

A - endereo do dispositivo final NS - servidor de nome confivel CNAME - nome cannico (ou Nome de Domnio Completo) para um codinome;

utilizado quando vrios servios tm um nico endereo de rede, mas cada serviotem sua prpria entrada no DNS

MX - registro de troca de correspondncia; mapeia um nome de domnio para umalista de servidores de troca de e-mail para tal domnio


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Quando um cliente faz uma consulta, o processo "named" do servidor procuraem seus prprios registros primeiro para ver se pode decidir o nome. Se no puderdecidir o nome utilizando os seus registros armazenados, entra em contato com outrosservidores para resolver o nome.

A solicitao pode ser passada para vrios servidores, o que pode demorar umpouco mais e consumir largura de banda. Quando uma correspondncia encontrada eretornada ao servidor solicitante original, o servidor temporariamente armazena oendereo que corresponde ao nome em cache.

Se tal nome for solicitado novamente, o primeiro servidor poder retornar oendereo utilizando o valor armazenado em sua cache de nome. Fazer cache reduz otrfego de rede de dados de consulta do DNS e as cargas dos servidores mais acima nahierarquia. O servio Cliente DNS nos PCs com Windows tambm otimiza odesempenho da resoluo de nome DNS ao armazenar nomes previamente definidos namemria. O comando ipconfig /displaydns exibe todas as entradas do DNS em cache

em um sistema de computao Windows XP ou 2000.

O Sistema de Nome de Domnios utiliza um sistema hierrquico para criar umbanco de dados de nomes para fornecer resoluo do nome. A hierarquia se parece comuma rvore invertida, com a raiz no topo e os galhos embaixo. No topo da hierarquia, os

servidores raiz mantm registros sobre como chegar aos servidores de domnio de nvelsuperior, que, por sua vez, tm registros que levam aos servidores de domnio de nvelsecundrio, e assim por diante.

Os diferentes domnios de nvel superior representam o tipo de organizao oupas de origem. Exemplos de domnios de nvel superior so:

.au - Austrlia .co - Colmbia .com - uma empresa ou setor .jp - Japo .org - uma organizao sem fins lucrativos


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Depois dos domnios de nvel superior h os domnios de segundo nvel e,abaixo deles, outros domnios de nvel inferior. Cada nome de domnio fica um caminhoabaixo desta rvore invertida, comeando da raiz.

Por exemplo, como mostrado na figura, o servidor DNS raiz pode no saber

exatamente onde o servidor de e-mail mail.cisco.com est localizado, mas mantm umregistro para o domnio "com" dentro do domnio de nvel superior. Da mesma forma,os servidores dentro do domnio "com" podem no ter um registro para mail.cisco.com,mas tm um registro para o domnio "cisco.com". Os servidores dentro do domniocisco.com tm um registro (um registro MX para ser exato) para mail.cisco.com.

O Sistema de Nomes de Domnio se fia nesta hierarquia de servidoresdescentralizados para armazenar e manter tais registros de recursos. Os registros derecursos listam nomes de domnio que o servidor pode decidir e servidores alternativosque tambm podem processar solicitaes. Se um determinado servidor tiver registrosde recursos que correspondam a seu nvel na hierarquia de domnios, diz-se que ele tem

autoridade para tais registros.

Por exemplo, um servidor de nome no domnio cisco.netacad.net no seriaoficial para o registro mail.cisco.com porque tal registro mantido em um servidor dedomnio de nvel mais elevado, especificamente o servidor de nome no domniocisco.com.

Links:http://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txt

3.3.2 Servio WWW e HTTPQuando um endereo Web (ou URL) digitado em um navegador Web, este

estabelece uma conexo com o servio Web executado no servidor utilizando oprotocolo HTTP. URLs (ou Uniform Resource Locator) e URIs (Uniform ResourceIdentifier) so os nomes que a maioria das pessoas associa a endereos Web.

A URL http://www.cisco.com/index.html um exemplo de URL que se refere aum recurso especfico - uma pgina Web nomeada index.html em um servidor
http://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txthttp://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txthttp://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txthttp://www.ietf.org/rfc/rfc1035.txt


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identificado como cisco.com (clique nas guias da figura para ver os passos utilizadospelo HTTP).

Os navegadores Web so as aplicaes cliente que nossos computadoresutilizam para se conectar World Wide Web e acessar recursos armazenados em um

servidor Web. Semelhantemente maioria de processos de servidor, o servidor Web executado como um servio de segundo plano e disponibiliza diferentes tipos dearquivo.

Para acessar o contedo, os clientes Web fazem conexes ao servidor e solicitamos recursos desejados. O servidor responde com os recursos e, no recebimento, onavegador interpreta os dados e os apresenta ao usurio.

Os navegadores podem interpretar e apresentar muitos tipos de dados, comotexto simples ou Hypertext Markup Language (HTML, linguagem na qual as pginasWeb so construdas). No entanto, outros tipos de dados podem exigir outro servio ou

programa, normalmente mencionado como plug-ins ou add-ons. Para ajudar onavegador a determinar que tipo de arquivo ele est recebendo, o servidor especifica otipo de dados includo no arquivo.

Para entender melhor como o navegador Web e o cliente Web interagem,podemos examinar como uma pgina Web aberta em um navegador. Para esteexemplo, utilizaremos a URL: http://www.cisco.com/web-server.htm.

Primeiro, o navegador interpreta as trs partes da URL:

1. http (protocolo ou esquema)

2. www.cisco.com (nome do servidor)

3. web-server.htm (nome do arquivo especfico solicitado).

Ento, o navegador consulta um servidor de nomes para converterwww.cisco.com em um endereo numrico, que utiliza para se conectar ao servidor.Utilizando os requerimentos do protocolo HTTP, o navegador envia uma solicitaoGET ao servidor e pede o arquivo web-server.htm. O servidor, por sua vez, envia ocdigo HTML para esta pgina Web ao navegador. Por fim, o navegador decifra ocdigo HTML e formata a pgina para a janela do navegador.


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O Protocolo de Transferncia de Hipertexto (HTTP), um dos protocolos doconjunto TCP/IP, foi originalmente desenvolvido para publicar e recuperar pginas eagora utilizado para sistemas de informao distribudos e colaborativos. O HTTP utilizado na World Wide Web para transferncia de dados e um dos protocolos deaplicao mais usados.

O HTTP especifica um protocolo de solicitao/resposta. Quando um cliente,normalmente um navegador Web, envia uma mensagem de solicitao a um servidor, o

protocolo HTTP define os tipos de mensagem que o cliente utiliza para solicitar apgina Web e tambm os tipos de mensagem que o servidor usa para responder. Os trstipos de mensagem comuns so GET, POST e PUT.

GET uma solicitao de cliente para dados. Um navegador Web envia amensagem GET para solicitar pginas de um servidor Web. Como mostrado na figura,quando o servidor recebe a solicitao GET, responde com uma linha de status, comoHTTP/1.1 200 OK, e uma mensagem prpria, cujo corpo pode ser o arquivo solicitado,uma mensagem de erro ou alguma outra informao.

POST e PUT so utilizados para enviar mensagens que fazem upload de dados

ao servidor Web. Por exemplo, quando o usurio insere dados em um formulrio


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includo em uma pgina Web, POST inclui os dados na mensagem enviada ao servidor.PUT faz upload dos recursos ou contedo para o servidor Web.

Embora seja notavelmente flexvel, o HTTP no um protocolo seguro. Asmensagens POST fazem upload de informaes ao servidor em texto simples que

podem ser interceptadas e lidas. Da mesma forma, as respostas do servidor,normalmente pginas HTML, tambm so no-criptografadas.

Para comunicao segura pela Internet, o protocolo HTTP Seguro (HTTPS) utilizado para acessar ou enviar informaes do servidor Web. O HTTPS pode utilizarautenticao e criptografia para proteger os dados que trafegam entre o cliente e oservidor. O HTTPS especifica regras adicionais para a passagem de dados entre acamada de Aplicao e a de Transporte.

3.3.3 Servios de e-mail e Protocolos SMTP/POPO e-mail, o servio de rede mais popular, revolucionou a forma como as pessoas

se comunicam graas a sua simplicidade e velocidade. Ainda assim, para ser executadoem um computador ou outro dispositivo final, o e-mail precisa de vrias aplicaes eservios. Dois exemplos de protocolo da camada de Aplicao so Post Office Protocol(POP) e Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), mostrados na figura. Como o HTTP,tais protocolos definem processos de cliente/servidor.

Quando as pessoas compem mensagens de e-mail, elas normalmente utilizamuma aplicao chamada Mail User Agent (MUA), ou cliente de e-mail. O MUA permiteque mensagens sejam enviadas e coloca as mensagens recebidas na caixa de correio docliente, ambos sendo processos diferentes.

Para receber mensagens de e-mail de um servidor de e-mail, o cliente de e-mailpode utilizar o POP. Enviar e-mail de um cliente ou servidor utiliza formatos demensagem e cadeias de comandos definidos pelo protocolo SMTP. Normalmente, umcliente de e-mail fornece a funcionalidade dos dois protocolos em uma aplicao.


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Processos de Servidor de E-mail - MTA e MDA O servidor de e-mail opera dois processos separados:

Mail Transfer Agent (MTA) Mail Delivery Agent (MDA)

O processo MTA utilizado para encaminhar e-mail. Como mostrado na figura,o MTA recebe mensagens do MUA ou de outro MTA em outro servidor de e-mail. Com

base no cabealho da mensagem, ele determina como uma mensagem tem de serencaminhada para chegar a seu destino. Se a correspondncia for endereada a umusurio cuja caixa de correio fique no servidor local, ela ser passada para o MDA. Se oe-mail for para um usurio fora do servidor local, o MTA o encaminha para o MTA noservidor em questo.

Na figura, vemos que o MDA aceita um e-mail de um MTA e faz a entrega real.O MDA recebe toda correspondncia chega no MTA e a coloca nas caixas de correiodos usurios adequados. O MDA tambm pode solucionar problemas de entrega final,como varredura de vrus, filtragem de spam e tratamento de recebimento de retorno. A

maioria das comunicaes por e-mail utiliza as aplicaes MUA, MTA e MDA. Noentanto, h outras alternativas para entrega de e-mail.


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Um cliente pode estar conectado a um sistema de e-mail corporativo, como oLotus Notes da IBM, o Groupwise da Novell ou o Exchange da Microsoft. Taissistemas frequentemente tm seu prprio formato interno de e-mail e seus clientesnormalmente se comunicam com o servidor de e-mail utilizando um protocolo prprio.

O servidor envia ou recebe e-mail via Internet atravs do gateway decorrespondncia de Internet do produto, que realiza qualquer reformulao necessria.Se, por exemplo, duas pessoas que trabalham para a mesma empresa trocam e-mailsentre si utilizando um protocolo prprio, suas mensagens podem ficar completamentedentro do sistema de e-mail corporativo da empresa.

Como outra alternativa, os computadores que no tm um MUA ainda podem seconectar a um servio de correspondncia em um navegador Web para recuperar eenviar mensagens desta forma. Alguns computadores podem executar o seu prprioMTA e gerenciar e-mails inter-domnios por conta prpria.

Como mencionado anteriormente, o e-mail pode utilizar os protocolos POP eSMTP (veja a figura para uma aplicao sobre como eles funcionam). POP e POP3(Post Office Protocol, verso 3) so protocolos de entrega de correspondncia deentrada e so protocolos tpicos cliente/servidor. Eles entregam e-mail do servidor de e-mail ao cliente (MUA). O MDA "ouve" quando um cliente se conecta a um servidor.

Quando uma conexo estabelecida, o servidor pode entregar o e-mail ao cliente.

Por outro lado, o SMTP rege a transferncia do e-mail de sada do clienteremetente ao servidor de e-mail (MDA), assim como o transporte de e-mail entreservidores de e-mail (MTA). O SMTP possibilita que o e-mail seja transportado porredes de dados entre tipos diferentes de servidor e software cliente, e possibilita a trocade e-mails via Internet.

O formato da mensagem do protocolo SMTP utiliza um conjunto rgido decomandos e respostas. Tais comandos suportam os procedimentos utilizados no SMTP,como incio de sesso, transao de correspondncia, encaminhamento de

correspondncia, verificao de nomes de caixa de correio, expanso de listas decorrespondncia e abertura e fechamento de trocas.


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Alguns dos comandos especificados no protocolo SMTP so:

HELO - identifica o processo do cliente SMTP para o processo do servidor SMTP EHLO - uma verso mais recente do HELO, que inclui extenses de servios MAIL FROM - Identifica o remetente RCPT TO - Identifica o destinatrio DATA - Identifica o corpo da mensagem

3.3.4 FTPO File Transfer Protocol (FTP) outro protocolo da camada de Aplicao

comumente utilizado. O FTP foi desenvolvido para possibilitar transferncias dearquivos entre um cliente e um servidor. Um cliente FTP uma aplicao que roda emum computador e utilizado para carregar e baixar arquivos de um servidor que executa odaemon FTP (FTPd).

Para transferir os arquivos com sucesso, o FTP precisa de duas conexes entre ocliente e o servidor: uma para comandos e respostas e outra para a real transferncia doarquivo.

O cliente estabelece a primeira conexo com o servidor na porta TCP 21. Talconexo utilizada para controlar o trfego, consistindo de comandos do cliente erespostas do servidor.

O cliente estabelece a segunda conexo com o servidor pela porta TCP 20. Essaconexo para a transferncia real de arquivo e criada toda vez que houver um arquivotransferido.

A transferncia de arquivos pode acontecer em ambas as direes. O clientepode baixar um arquivo do servidor, ou o cliente pode fazer carregar um arquivo aoservidor.


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3.3.5 DHCPO servio do Protocolo DHCP permite que os dispositivos em uma rede

obtenham endereos IP e outras informaes de um servidor DHCP. Este servioautomatiza a atribuio de endereos IP, mscaras de sub-rede, gateway e outros

parmetros de rede IP.

O DHCP permite que um host obtenha um endereo IP quando se conecta

rede. O servidor DHCP contatado e um endereo solicitado. O servidor DHCPescolhe um endereo de uma lista configurada de endereos chamada pool e o atribui("aluga") ao host por um perodo determinado.

Em redes locais maiores, ou onde a populao de usurios muda frequentemente,o DHCP preferido. Novos usurios podem chegar com laptops e precisar de umaconexo. Outros tm novas estaes de trabalho que precisam ser conectadas. Em vezde fazer com que o administrador de rede atribua endereos IP para cada estao detrabalho, mais eficiente ter endereos IP atribudos automaticamente usando o DHCP.

Os endereos distribudos pelo DHCP no so atribudos permanentemente aos

hosts, mas apenas alugados por um certo tempo. Se o host for desativado ou removidoda rede, o endereo volta ao pool para reutilizao. Isso especialmente til comusurios mveis que vm e vo em uma rede. Os usurios podem se mover livrementede local a local e restabelecer conexes de rede. O host pode obter um endereo IPquando a conexo ao hardware for feita, via LAN, com ou sem fio.

O DHCP possibilita que voc acesse a Internet utilizando hotspots sem fio emaeroportos ou cafs. Ao entrar na rea, o cliente DHCP de seu laptop entra em contatocom o servidor DHCP local via conexo sem fio. O servidor DHCP atribui um endereoIP a seu laptop.


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Como a figura mostra, diversos tipos de dispositivos podem ser servidoresDHCP quando executam software de servio DHCP. O servidor DHCP na maioria deredes mdias a grandes normalmente um servidor local dedicado com base em PC.

Com redes residenciais, o servidor DHCP normalmente fica localizado no ISP e

um host na rede residencial recebe sua configurao IP diretamente do ISP.O DHCP pode apresentar um risco segurana, pois qualquer dispositivo

conectado rede pode receber um endereo. O risco torna a segurana fsica um fatorimportante ao determinar se o endereamento dinmico ou manual ser utilizado.

O endereo dinmico e o esttico tm seus lugares no projeto de redes. Muitasredes utilizam DHCP e endereamento esttico. O DHCP utilizado para hosts definalidade geral, como dispositivos de usurio final, e endereos fixos so usados paradispositivos de rede, como gateways, switches, servidores e impressoras.

Sem o DHCP, os usurios devem inserir o endereo IP, mscara de sub-rede eoutras configuraes de rede manualmente para entrar na rede. O servidor DHCPmantm um pool de endereos IP e aluga um endereo a qualquer cliente habilitado porDHCP quando o cliente ativado. Como os endereos IP so dinmicos (alugados) emvez de estticos (atribudos permanentemente), os endereos em desuso soautomaticamente retornados ao pool para realocao. Quando um dispositivo

configurado com DHCP se inicializa ou conecta rede, o cliente transmite um pacoteDHCP DISCOVER para identificar qualquer servidor DHCP disponvel na rede. Umservidor DHCP responde com um DHCP OFFER, que uma mensagem de oferta dealuguel com informaes de endereo IP atribudo, mscara de sub-rede, servidor DNSe gateway padro, alm da durao do aluguel.

O cliente pode receber diversos pacotes DHCP OFFER se houver mais de umservidor DHCP na rede local, portanto, deve escolher entre eles e transmitir um pacoteDHCP REQUEST que identifique o servidor explcito e a oferta de aluguel que ocliente est aceitando. Um cliente pode decidir solicitar um endereo que j havia sidoalocado pelo servidor.


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Presumindo que o endereo IP solicitado pelo cliente, ou oferecido peloservidor, ainda seja vlido, o servidor retornar uma mensagem DHCP ACK queconfirma ao cliente que o aluguel foi finalizado. Se a oferta no for mais vlida - talvezdevido a um encerramento ou alocao do aluguel por outro cliente - o servidorselecionado responder com uma mensagem DHCP NAK (Negative Acknowledgement

- confirmao negativo). Se uma mensagem DHCP NAK for retornada, o processo deseleo dever recomear com uma nova mensagem DHCP DISCOVER sendotransmitida.

Quando o cliente tiver o aluguel, este dever ser renovado antes do vencimentopor outra mensagem DHCP REQUEST.

O servidor DHCP garante que todos os endereos IP sejam exclusivos (umendereo IP no pode ser atribudo a dois dispositivos de rede diferentessimultaneamente). Utilizar o DHCP permite que os administradores de rede facilmentereconfigurem endereos IP de clientes sem ter que fazer alteraes nos clientes

manualmente. A maioria dos provedores de Internet utiliza o DHCP para alocarendereos a seus clientes que no precisam de um endereo esttico.

O quarto curso do CCNA Exploration tratar da operao do DHCP maisdetalhadamente.

3.3.6 Servios de Compartilhamento de arquivos e protocolos SMBO protocolo SMB um protocolo de compartilhamento de arquivos

cliente/servidor. A IBM desenvolveu o Server Message Block (SMB) no final da dcadade 80 para descrever a estrutura de recursos de rede compartilhados, como diretrios,arquivos, impressoras e portas seriais. um protocolo de solicitao de resposta.Diferentemente do compartilhamento de arquivos suportado pelo FTP, os clientesestabelecem uma conexo de longo prazo aos servidores. Quando a conexo estabelecida, o usurio do cliente pode acessar os recursos no servidor como se orecurso fosse local ao host do cliente.

Os servios de compartilhamento de arquivo e impresso do SMB se tornaram osustentculo das redes Microsoft. Com a introduo da srie de software Windows2000, a Microsoft mudou a estrutura subjacente para uso do SMB. Nas versesanteriores de produtos Microsoft, os servios SMB utilizavam um protocolo no-TCP/IP para implementar a resoluo de nomes. Comeando com o Windows 2000,todos os produtos Microsoft subsequentes utilizam nomeao DNS. Isso permite que os

protocolos TCP/IP suportem diretamente o compartilhamento de recursos SMB, como

mostrado na figura.


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Os sistemas operacionais LINUX e UNIX tambm fornecem um mtodo decompartilhamento de recursos com redes Microsoft utilizando uma verso do SMBchamada SAMBA. Os sistemas operacionais Macintosh da Apple tambm suportamcompartilhamento de recursos utilizando o protocolo SMB.

O protocolo SMB descreve o acesso ao sistema de arquivos e como os clientespodem fazer solicitaes de arquivos. Ele tambm descreve a comunicao entreprocessos do protocolo SMB. Todas as SMB tm um formato em comum. Este formatoutiliza um cabealho com tamanho fixo seguido por um parmetro de tamanho varivele componente de dados.

As mensagens SMB podem:

Iniciar, autenticar e encerrar sesses Controlar acesso a arquivos e impressora Permitir que uma aplicao envie para ou receba mensagens de outro dispositivo

O processo de troca de arquivos SMB mostrado na figura.


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3.3.7 Servios P2P e Protocolo GnutellaVoc aprendeu sobre FTP e SMB como formas de obter arquivos. Veja outro

protocolo de Aplicao. Compartilhar arquivos pela Internet se tornou extremamentepopular. Com aplicaes P2P com base no protocolo Gnutella, as pessoas podem

disponibilizar arquivos em seus discos rgidos a outras pessoas para download. Osoftware cliente compatvel com Gnutella permite que os usurios se conectem aservios Gnutella pela Internet, localizem e acessem recursos compartilhados por outros

pares (peers) Gnutella.

Muitas aplicaes cliente esto disponveis para acessar a rede Gnutella,incluindo: BearShare, Gnucleus, LimeWire, Morpheus, WinMX e XoloX (veja uma telado LimeWire na figura). Embora o Gnutella Developer Forum mantenha o protocolo

bsico, fornecedores de aplicaes frequentemente desenvolvem extenses para que oprotocolo funcione melhor em suas aplicaes.

Muitas aplicaes P2P no utilizam um banco de dados central para registrartodos os arquivos disponveis nos pares (peers). Em vez disso, os dispositivos na rede

dizem uns aos outros que arquivos esto disponveis quando consultados e utilizam oprotocolo e servios Gnutella para suportar a localizao de recursos. Veja a figura.

Quando um usurio est conectado a um servio Gnutella, as aplicaes clientebuscaro outros ns Gnutella aos quais se conectarem. Tais ns lidam com consultaspara localizao de recursos e respostas a tais solicitaes. Eles tambm regemmensagens de controle, que ajudam o servio a descobrir outros ns. As transfernciasde arquivos reais geralmente se fiam em servios HTTP.

O protocolo Gnutella define cinco tipos diferentes de pacotes:

ping - para descoberta de dispositivos pong - como resposta a um ping


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query - para localizao de arquivos query hit - como resposta a uma consulta push - como solicitao de download

3.3.8 Servios e Protocolos TelnetMuito antes dos computadores desktop com interfaces grficas sofisticadas, as

pessoas utilizavam sistemas com base em texto que frequentemente eram apenasterminais de exibio fisicamente acoplados a um computador central. Quando as redes

foram disponibilizadas, as pessoas precisavam de uma maneira de acessar remotamenteos sistemas de computao da mesma forma que faziam com os terminais diretamenteacoplados.

O Telnet foi desenvolvido para atender a essa necessidade. O Telnet data doincio da dcada de 70 e est entre um dos protocolos e servios da camada deAplicao mais antigos no conjunto TCP/IP. O Telnet fornece um mtodo padro desimulao de dispositivos de terminal com base em texto na rede de dados. O protocoloe o software cliente que implementa o protocolo so comumente chamados de Telnet.

De forma bastante adequada, uma conexo que utiliza Telnet chamada de

sesso de Terminal Virtual (VTY), ou conexo. Em vez de utilizar um dispositivo fsicopara se conectar ao servidor, o Telnet utiliza software para criar um dispositivo virtualque fornea os mesmos recursos de uma sesso de terminal com acesso interface delinha de comando (CLI) do servidor.

Para suportar as conexes de cliente Telnet, o servidor executa um serviochamado daemon Telnet. Uma conexo de terminal virtual estabelecida de umdispositivo final utilizando uma aplicao de cliente Telnet. A maioria dos sistemasoperacionais inclui um cliente Telnet da camada de Aplicao. Em um PC Windows daMicrosoft, o Telnet pode ser executado a partir do prompt de comando. Outrasaplicaes de terminal comuns que rodam como clientes Telnet so HyperTerminal,

Minicom e TeraTerm.


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Quando uma conexo Telnet estabelecida, os usurios podem executarqualquer funo autorizada no servidor, como se estivessem utilizando uma sesso delinha de comando no prprio servidor. Se autorizados, podem iniciar e parar processos,configurar o dispositivo e at mesmo desligar o sistema.

O Telnet um protocolo cliente/servidor e especifica como uma sesso VTY estabelecida e encerrada. Ele tambm fornece a sintaxe e ordem dos comandosutilizados para iniciar a sesso Telnet, alm dos comandos de controle que podem seremitidos durante uma sesso. Cada comando Telnet consiste de, pelo menos, dois bytes.O primeiro byte um caractere especial chamado de caractere Interpretar como

Comando (Interpret as Command - IAC). Como o nome diz, o IAC define o byteseguinte como um comando em vez de um texto.

Alguns exemplos de comandos do protocolo Telnet incluem:

Are You There (AYT) - Permite que o usurio solicite que algo aparea na tela doterminal para indicar que a sesso VTY est ativa.

Erase Line (EL) - Apaga todo o texto da linha atual. Interrupt Process (IP) - Suspende, interrompe, pausa ou encerra o processo ao qual o

Terminal Virtual est conectado. Por exemplo, se um usurio iniciou um programano servidor Telnet via VTY, poder enviar um comando para parar o programa.

Embora o protocolo Telnet suporte autenticao de usurio, no suporta otransporte de dados criptografados. Todos os dados trocados durante uma sesso Telnetso transportados como texto simples pela rede. Isso significa que os dados podem serinterceptados e compreendidos facilmente.

Se a segurana for um problema, o protocolo Secure Shell (SSH) oferece ummtodo alternativo e seguro para acesso ao servidor. O SSH fornece a estrutura para

proteger o login remoto e outros servios de rede segura. Ele tambm forneceautenticao mais forte que o Telnet e suporta o transporte de dados de sesso utilizandocriptografia. Como melhor prtica, os profissionais de rede sempre devem utilizar o

SSH em vez do Telnet, quando possvel.


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3.4 Resumo e revisoA camada de Aplicao responsvel pelo acesso direto a processos subjacentes

que gerenciam e fornecem a comunicao rede humana. Esta camada serve comoorigem e destino de comunicaes em redes de dados.

As aplicaes, protocolos e servios da camada de Aplicao permitem que osusurios interajam com a rede de maneira significativa e efetiva.

Aplicaes so programas de computador com os quais o usurio interage e queiniciam processos de transferncia de dados mediante solicitao do usurio.

Servios so programas de segundo plano que fornecem a conexo entre acamada de Aplicao e as camadas inferiores do modelo de rede.

Protocolos fornecem uma estrutura de regras e processos acordados quegarantem que os servios executados em um dispositivo em particular possam enviar ereceber dados de vrios dispositivos de rede diferentes.

O fornecimento de dados pela rede pode ser solicitado de um servidor por umcliente, ou entre dispositivos que operam em um acordo no-hierrquico, onde a relaocliente/servidor estabelecida de acordo com o dispositivo de origem e destino nomomento. Mensagens so trocadas entre os servios da camada de Aplicao em cadadispositivo final de acordo com as especificaes do protocolo para estabelecimento euso dessas relaes.

Protocolos como HTTP, por exemplo, suportam a entrega de pginas Web adispositivos finais. Protocolos SMTP/POP suportam o envio e recebimento de e-mail.SMB permite que usurios compartilhem arquivos. DNS resolve nomes legveisutilizados para se referir a recursos de rede em endereos numricos da rede.


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3 - Funcionalidades e Protocolos da Camada de Aplicação

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