Redes - Protocolos

Ideia central

Protocolos são conjuntos de regras que definem como dois ou mais dispositivos se comunicam. Cada protocolo opera em uma camada do modelo OSI e tem uma responsabilidade específica. Conhecer os protocolos fundamentais é essencial para entender como o tráfego de rede funciona.

Camada de transporte

TCP (Transmission Control Protocol)

Protocolo orientado a conexão. Garante entrega, ordem e integridade dos dados por meio de um processo de estabelecimento de conexão (three-way handshake) e confirmações de recebimento (ACKs).

Fluxo de conexão TCP:

Cliente           Servidor
  |                  |
  |--- SYN -------->|   (1) Cliente inicia
  |<-- SYN-ACK -----|   (2) Servidor confirma
  |--- ACK -------->|   (3) Cliente confirma
  |                  |
  |<== dados ======>|   Troca de dados
  |                  |
  |--- FIN -------->|   Encerramento
  |<-- FIN-ACK -----|

Casos de uso: HTTP, HTTPS, SSH, FTP, SMTP. Qualquer situação onde a perda de dados não é aceitável.

UDP (User Datagram Protocol)

Protocolo sem conexão. Envia pacotes sem estabelecer conexão prévia, sem confirmação de entrega e sem garantia de ordem. É mais rápido e tem menos overhead que o TCP.

Casos de uso: DNS, streaming de vídeo, jogos online, VoIP. Situações onde velocidade importa mais que integridade.

Característica	TCP	UDP
Conexão	Sim	Não
Garantia de entrega	Sim	Não
Ordem de pacotes	Garantida	Não garantida
Controle de fluxo	Sim	Não
Velocidade relativa	Menor	Maior
Overhead	Maior	Menor

Camada de rede

IP (Internet Protocol)

Define o endereçamento lógico e o roteamento de pacotes entre redes. Não garante entrega nem ordem. Existem duas versões em uso:

IPv4: endereços de 32 bits (ex: 192.168.1.1), espaço de endereçamento limitado
IPv6: endereços de 128 bits (ex: 2001:db8::1), criado para superar a escassez do IPv4

Ver redes-enderecamento-ip para detalhes.

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Protocolo de controle e diagnóstico da camada de rede. Não transporta dados de aplicação, mas envia mensagens de erro e informação entre dispositivos de rede.

Usos comuns:

ping: envia mensagens ICMP Echo Request e aguarda Echo Reply para medir latência
traceroute (ou tracert no Windows): usa ICMP para mapear o caminho de pacotes

ping 8.8.8.8
traceroute 8.8.8.8

Camada de aplicação

DNS (Domain Name System)

Traduz nomes de domínio (ex: google.com) para endereços IP. Opera na porta 53, usando UDP para consultas simples e TCP para transferências de zona.

Usuário digita: www.exemplo.com
DNS resolve:    203.0.113.10
Navegador acessa o IP diretamente

Tipos de registro DNS:

Tipo	Finalidade
A	Nome para IPv4
AAAA	Nome para IPv6
CNAME	Alias para outro nome
MX	Servidor de e-mail
TXT	Texto livre (SPF, DKIM etc.)
NS	Servidores de nomes autoritativos

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

Atribui automaticamente endereços IP e outras configurações (máscara, gateway, DNS) aos dispositivos na rede. Opera nas portas 67 (servidor) e 68 (cliente) via UDP.

Fluxo DORA:

Discover: cliente envia broadcast procurando servidores DHCP
Offer: servidor oferece um endereço IP disponível
Request: cliente solicita o endereço oferecido
Acknowledge: servidor confirma e concede o endereço

HTTP e HTTPS

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) é o protocolo base da Web. Opera na porta 80. HTTPS é o HTTP com camada TLS/SSL, operando na porta 443.

Métodos principais: GET, POST, PUT, PATCH, DELETE, HEAD, OPTIONS.

Códigos de status relevantes:

Código	Significado
200	OK
201	Created
301	Moved Permanently
400	Bad Request
401	Unauthorized
403	Forbidden
404	Not Found
500	Internal Server Error

SSH (Secure Shell)

Protocolo de acesso remoto seguro. Opera na porta 22. Usa criptografia assimétrica para autenticação e criptografia simétrica para a sessão.

ssh [email protected]
ssh -p 2222 [email protected]
ssh -i chave.pem [email protected]

FTP e SFTP

FTP (File Transfer Protocol) é usado para transferência de arquivos, operando nas portas 21 (controle) e 20 (dados). Não é criptografado. SFTP (SSH File Transfer Protocol) é a alternativa segura, trafegando sobre SSH na porta 22.

SMTP, IMAP e POP3

Protocolos de e-mail:

Protocolo	Porta	Função
SMTP	25, 587	Envio de e-mails
IMAP	143, 993	Leitura com sincronização
POP3	110, 995	Leitura com download local

Portas bem conhecidas

Porta	Protocolo	Serviço
20, 21	TCP	FTP
22	TCP	SSH
25	TCP	SMTP
53	UDP/TCP	DNS
67, 68	UDP	DHCP
80	TCP	HTTP
110	TCP	POP3
143	TCP	IMAP
443	TCP	HTTPS
3306	TCP	MySQL
5432	TCP	PostgreSQL
6379	TCP	Redis
27017	TCP	MongoDB

Conexões

redes - Visão geral de redes
redes-modelo-osi - Onde cada protocolo se encaixa no modelo OSI
redes-enderecamento-ip - Endereçamento IP usado pelos protocolos de rede

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