TCP/IP é uma abreviatura para o termo Transmission Control Protocol/Internet Protocol Suite, ou seja é um conjunto de protocolos, onde dois dos mais importantes (o IP e o TCP) deram os seus nomes à arquitectura. O protocolo IP, base da estrutura de comunicação da Internet é um protocolo baseado no paradigma de troca de pacotes (packet-switching).
Os protocolos TCP/IP podem ser utilizados sobre qualquer estrutura de rede, seja ela simples, como uma ligação ponto-a-ponto, ou uma rede de pacotes complexa. Como exemplo, podemos pensar em estruturas de rede como Ethernet, Token-Ring, FDDI, PPP, ATM, X.25, Frame-Relay, barramentos SCSI, ligações de satélite, ligações telefónicas e várias outras como meio de comunicação do protocolo TCP/IP.
A arquitectura TCP/IP, assim como no modelo OSI, realiza a divisão de funções do sistema de comunicação em estruturas de camadas. Em TCP/IP as camadas são:

• Aplicação
• Transporte
• Internet
• Rede

A figura 1 ilustra a divisão em camadas da arquitectura TCP/IP:

Figura. 1

CAMADA DE REDE
A camada de rede é responsável pelo envio de datagramas construídos pela camada Internet. Esta camada realiza também o mapeamento entre um endereço de identificação de nível Internet (endereço IP) para um endereço físico ou lógico do nível de Rede (Mac Address). A camada Internet é independente do nível de Rede.

Alguns protocolos existentes nesta camada serão então:

• Protocolos com estrutura de rede própria (X.25, Frame-Relay, ATM)
• Protocolos do modelo OSI (PPP, Ethernet, Token-Ring, FDDI, HDLC, SLIP, …)
• Protocolos de Nível Físico (V.24, X.21)
• Protocolos de barramento de alta-velocidade (SCSI, HIPPI, …)
• Protocolo de mapeamento de endereços (ARP - Address Resolution Protocol) – Este protocolo pode ser considerado também como parte da camada Internet.
Os protocolos deste nível possuem um esquema de identificação das máquinas interligadas por este protocolo. Por exemplo, cada máquina situada numa rede Ethernet, Token-Ring ou FDDI possui um identificador único chamado endereço MAC ou endereço físico que permite distinguir uma máquina de outra, possibilitando o envio de mensagens específicas para cada uma delas. Tais redes são chamadas redes locais de computadores.
Da mesma forma, máquinas em redes X.25, Frame-Relay ou ATM também possuem endereços que as distinguem uma das outras.
As redes ponto-a-ponto, formadas pela interligação entre duas máquinas não possuem, geralmente, um endereçamento de nível de rede (modelo TCP/IP), uma vez que não há necessidade de identificar várias máquinas.
CAMADA INTERNET
Esta camada realiza a comunicação entre máquinas vizinhas através do protocolo IP. Para identificar cada máquina e a própria rede onde estas estão situadas, é definido um identificador, chamado de endereço IP, que é independente de outras formas de endereçamento que possam existir nos níveis inferiores. No caso de existir endereçamento nos níveis inferiores é realizado um mapeamento para possibilitar a conversão de um endereço IP num endereço deste nível.
Os protocolos existentes nesta camada são:
• Protocolo de transporte de dados: IP - Internet Protocol
• Protocolo de controlo e erro: ICMP - Internet Control Message Protocol
• Protocolo de controlo de grupo de endereços: IGMP - Internet Group Management Protocol
• Protocolos de controlo de informações de roteamento
O protocolo IP realiza a função mais importante desta camada que é a própria comunicação Internet. Para isto ele realiza a função de roteamento que consiste no transporte de mensagens entre redes e na decisão de qual rota uma mensagem deve seguir através da estrutura de rede para chegar ao destino.

O protocolo IP utiliza a própria estrutura de rede dos níveis inferiores para entregar uma mensagem destinada a uma máquina que está situada na mesma rede que a máquina origem. Por outro lado, para enviar mensagem para máquinas situadas em redes distintas, ele utiliza a função de roteamento IP. Isto ocorre através do envio da mensagem para uma máquina que executa a função de router. Esta, por sua vez, repassa a mensagem para o destino ou para outros routers até chegar ao destino, como podemos verificar na figura 2.

CAMADA DE TRANSPORTE
Esta camada reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de dados fim-a-fim (end-to-end), ou seja, considerando apenas a origem e o destino da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários. A camada de transporte possui dois protocolos, o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol).
O protocolo UDP realiza apenas a multiplexagem para que várias aplicações possam aceder ao sistema de comunicação de forma coerente.
O protocolo TCP realiza, além da multiplexagem, uma série de funções para tornar a comunicação entre origem e destino mais fiável. São responsabilidades do protocolo TCP: o controlo de fluxo, o controlo de erro, a sequencia e a multiplexagem de mensagens.

A camada de transporte oferece para o nível de aplicação um conjunto de funções e procedimentos para acesso ao sistema de comunicação de modo a permitir a criação e a utilização de aplicações de forma independente da implementação. Desta forma, as interfaces socket ou TLI (ambiente Unix) e Winsock (ambiente Windows) fornecem um conjunto de funções-padrão para permitir que as aplicações possam ser desenvolvidas independentemente do sistema operativo no qual funcionarão.

CAMADA DE APLICAÇÃO
A camada de aplicação reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao sistema ou ao utilizador. Podem-se separar os protocolos de aplicação em protocolos de serviços básicos ou protocolos de serviços para o utilizador:
Protocolos de serviços básicos fornecem serviços para atender as próprias necessidades do sistema de comunicação TCP/IP: DNS, BOOTP, DHCP
Protocolos de serviços para o utilizador: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP, TFTP, NFS, NIS, LPR, LPD, ICQ, RealAudio, Gopher, Archie, Finger, SNMP entre outros…

Ilidio Gonçalves

Os dados numa rede, quando enviados, são divididos pelo TCP em pacotes com menos de 1500 caracteres em cada um deles, ao qual é adicionado um checksum, ou soma e verificação, e um cabeçalho criado pelo IP. Os cabeçalhos de uma mensagem têm, todos, o mesmo endereço para poderem ser reconstruídos após a chegada ao seu destino. Em cada cabeçalho dos pacotes, existe a informação da sequência a seguir para reconstruí-los no destino. O IP trata da entrega dos dados ao seu destino. Após a chegada dos dados, o TCP verifica o checksum de cada pacote e deverão ser iguais ao checksum enviado. Isto dá-nos a informação de uma eventual alteração durante o transporte. Se essa alteração existiu, é necessário um reenvio do pacote original. Depois da verificação, se os pacotes chegaram em condições, o TCP junta-os na sua forma original.
O protocolo TCP/IP é, realmente, um conjunto de protocolos que trabalham juntos, com o objectivo de estabelecer a comunicação e a transferência de dados entre dois ou mais computadores ligados em rede.
O TCP (Transmission Control Protocol), como o próprio nome indica, controla a transmissão dos dados, no sentido de garantir que os dados enviados por um computador cheguem integralmente ao destino.
O TCP é nada mais que uma biblioteca de rotinas, instaladas nos computadores origem e destino que as aplicações como HTTP, SMTP, POP, TELNET, e outras, utilizam quando precisam de executar o transporte de dados entre computadores (hosts).
Para melhor gerir a transmissão, o TCP divide os dados a serem transmitidos em blocos menores, que chamamos de pacotes ou datagramas. Utilizando esta estrutura o TCP é capaz de verificar, se os datagramas chegam ao destino correcto ou se não houve perda de dados durante a transmissão, retransmitindo o datagrama se necessário. Fará também o processo inverso, juntando os datagramas no dispositivo (host) de destino para a reconstrução dos dados originais.
Enquanto o TCP trata da segurança, do envio e recepção dos datagramas, o IP é responsável pela transmissão em si, fazendo o serviço de “roteamento”, ou seja, conduzindo os dados para os endereços correctos. Na verdade, os dois protocolos completam-se: enquanto o IP identifica os endereços e garante que os dados sejam enviados pela rede física, o TCP verifica se estes dados enviados foram transmitidos correctamente.

Ilidio Gonçalves

O TCP/IP é uma junção de dois protocolos: o Transmission Control Protocol (TCP) e o Internet Protocol (IP). O que torna a comunicação da Internet possível são estes dois protocolos, e eles estão ligados para permitir uma comunicação eficiente. O TCP separa os dados em “pacotes”, e o IP endereça-os e é o responsável por fazer esses dados chegarem ao seu destino. Ou seja, estes dois protocolos dividem os dados em secções (pacotes) e entregam-nos no seu devido destino, tanto numa Intranet como na Internet. Depois de serem entregues, reconstroem os pacotes na forma original para eles poderem ser visualizados e utilizados.

Ilidio Gonçalves

Em 1966, o Departamento de Defesa do governo americano iniciou, através de sua agência DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) projetos para a interligação de computadores em centros militares e de pesquisa, com o objectivo de criar um sistema de comunicação e controle distribuído com fins militares. Esta iniciativa teve um factor motivador que fora o surgimento de mini-computadores com grande poder de processamento, que poderiam ser ainda mais enriquecidos com o acesso a uma grande rede de comunicação. Esta rede recebeu o nome de ARPANET. O principal objectivo teórico da ARPANET era formar uma arquitectura de rede sólida e robusta que pudesse sobreviver a uma perda substancial de equipamento e ainda trabalhar com os computadores e ligações de comunicação restantes. Para alcançar este objectivo, o sistema de comunicação deveria suportar diversos tipos de equipamentos distintos, ser dividido em diversos níveis de protocolos distintos para permitir a evolução independente de cada um deles e ser baseado em transferência de pacotes de informação.
Durante a década de 70 até 1983, a ARPANET era baseada em IMPs (Interface Message Processors), trabalhando com diversos protocolos, sendo o principal o NCP (Network Control Protocol). O TCP/IP ainda não passava de um projecto e a Internet era formada por máquinas de grande porte e minicomputadores ligados aos IMPs. O roteamento fora dos IMPS não existia, impedindo a ligação de máquinas em rede local que surgiam. Ou seja, para se ligar à ARPANET era necessária a ligação directa a um IMP.
Nesta época, os computadores com potencial para se ligar na rede eram de grande porte e em número reduzido. As diferenças de porte desta rede imaginada na época e o que se observa hoje é gigantesco. Um dos projeccionistas dos sistemas de comunicação da ARPANET, referindo-se ao tamanho de um byte para os identificadores das máquinas, afirmou que “256 máquinas é essencialmente infinito”.
No começo de 1980, a ARPANET foi dividida em ARPANET e MILNET, separando a porção académica e militar. Nesta época, a ARPA decidiu adoptar o Unix como sistema operativo prioritário para o suporte dos seus projectos de pesquisa (dos quais fazia parte a ARPANET), escolhendo a Universidade da Califórnia - Berkeley como centro de desenvolvimento. A ARPA incentivou a criação nativa do suporte de TCP/IP no Unix.
O protocolo TCP/IP começou a ser projectado em 1977 com o objectivo de ser o único protocolo de comunicação da ARPANET. Em 1/1/1983, todas as máquinas da ARPANET passaram a utilizar o TCP/IP como protocolo de comunicação. Isto permitiu o crescimento ordenado da rede, eliminando as restrições dos protocolos anteriores. Em 1986, a NSF (Network Science Foundation) passou a operar o backbone (espinha dorsal) de comunicações com o nome de NSFNet e iniciou a formação de redes regionais interligando os institutos académicos e de pesquisa. Desde 1983 começaram a surgir diversas redes paralelas nos Estados Unidos financiadas por órgãos de fomento à pesquisa como a CSNET (Computer Science Net), HEPNet (High Energy Physics Net) , SPAN (Nasa Space Physics Network) e outras. Estas redes foram integradas no NSFNet e adicionadas a redes de outros países, caracterizando o início de uso do termo Internet em 1988.
Em 1993, foram criados os protocolos HTTP e o browser Mosaic, dando início à World Wide Web (WWW). O World Wide Web foi o grande responsável pela crescimento exponencial da Internet, pois permitiu o acesso a informações com conteúdo rico em gráficos e imagens e de forma estruturada. O WWW foi também o grande motivador do uso comercial da Internet, permitindo às empresas disponibilizar informações e vender produtos via Internet.

Hoje, quando se menciona TCP/IP, vem imediata a associação com a Internet, ocorrendo de modo idêntico o inverso: a Internet está directamente relacionada à arquitectura TCP/IP.

Ilidio Gonçalves

O conceito de interligar computadores não similares numa rede comum surgiu de pesquisa administrada pela Agência de Projectos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA).
A arquitectura TCP/IP surgiu com a criação de uma rede patrocinada pelo Departamento de Defesa do governo dos Estados Unidos da América (DoD - Department of Defense). Uma das tarefas essenciais dessa rede seria manter comunicáveis, mesmo que apenas uma parte, órgãos do governo e universidades, numa ocorrência de guerras ou catástrofes que afectassem os meios de comunicação daquele país. Dessa necessidade, surgiu a ARPANET, uma rede que permaneceria intacta caso um dos servidores perdesse a conexão.
A ARPANET necessitava então de um modelo de protocolos que assegurasse tal funcionalidade esperada, mostrando-se fiável, flexível e de fácil implementação. É então desenvolvida a arquitectura TCP/IP, que se torna um padrão de facto.
A ARPANET cresceu e tornou-se a rede mundial de computadores - Internet. A utilização (e facilidades) do padrão TCP/IP utilizado pelos fabricantes de outras redes, com a finalidade da conectividade com a Internet. A normalização do TCP/IP chegou após a sua utilização em massa.

Ilidio Gonçalves