14 janeiro 2008

Internet - Introdução


Durante muitos anos, temos assistido à explosão do maior fenômeno do final do século XX e início do século XXI. Estamos falando da internet, a grande rede mundial de computadores.
Por meio da Internet podemos ler noticias, assistir a vídeos, ouvir musicas preferidas, acessar informações de universidades, estudar a distancia, ficar a par do conteúdo do acervo de bibliotecas e museus, realizar videoconferências, conversação de voz e chat.
Por tras do acesso que fazemos de nossa casa ou trabalho, há o suporte de uma complexa rede de equipamentos eletrônicos que fazem com que a informação atravesse o mundo para chegar à tela de nosso computador.

Surgimento da Internet
Em 1969, uma agencia do governo americano chamado ARPA (Advanced Rearch Projects Agency) iniciou um trabalho conjunto entre o DoD (Departament of Defense, ou Departamento de Defesa Americano) e algumas universidades para criar uma rede que pudesse interligar os computadores do governo americano a então chamada ARPAnet, que posteriormente se tornaria o embrião da internet. Inicialmente, a função da ARPAnet era assegurar a disponibilidade dos computadores em caso de desastre ou ate mesmo guerras.
A ARPAnet não parou de crescer, cada vez mais computadores foram sendo adicionados à rede, e um conjunto melhor de regras e protocolos se tornou necessário para lidar com a demanda crescente que a ARPAnet exigia. Em paralelo, houve um enorme crescimento de computadores de grande e médio portes. Sistemas do tipo IBM e Burroughs (Unisys) ja tinham seus modelos de redes desenvolvidos com protocolos de comunicação, como SNA e BNA. Também começavam a se tornar populares os sistemas do tipo UNIX onde se destacavam a Sun, Digital (DEC), HP, entre outros.
Essas empresas em conjunto com o DoD e diversas universidades desenvolveram vários padroes físicos e lógicos para a ARPAnet, ate chegarem ao protocolo TCP/IP, que substituiu o protocolo original da ARPAnet, o NCP (Network Control Protocol), em 1º de Janeiro de 1983 e continua sendo usado até hoje.
Em 1984, uma nova rede chamada NFSnet passou a ser desenhada para ser a sucessora da ARPAnet. Dois anos mais tarde, essas duas redes foram interconectadas e o crescimento delas passou a ser exponencial. Foi nesse momento que o nome Internet Surgiu.
Em 1990, mais de 200 mil computadores estavam conectados à Internet e, em 1992, ja passavam de 1 milhão. Logo depois , a Internet deixou de ser exclusividade de Universidades, empresas e órgãos e passou a ser acessível para o uso doméstico.
A Internet brasileira começou a se difundir em 1988 por meio de iniciativas da comunidade acadêmica e da FAPESP (Fundação de Amparo à do Estado de São Paulo). A disponibilidade para usuário comuns ocorreu no final de 1994, por meio de linhas oferecidas por pequenos provedores e pelas operadores de telecomunicações, como Embratel, Telesp, etc.
Atualmente, estima-se que o numero de usuários seja de, aproximadamente, 800 milhões no mundo todo.

Como funciona a Internet?
A Internet é uma grande rede de computadores, roteadores e outros elementos que tem como objetivo levar a informação de uma localidade a outra. Sob o ponto de vista de tráfego de informação, podemos dividir a rede em core (núcleo) e acesso


  • Core é a parte da rede onde trafegam grandes volumes de informação, onde se concentram os dados dos diversos usuários para encontrar o caminho dos pacotes até seu destino. Nele constam roteadores de grandes capacidades com velocidade que atingem vários gigabits por segundo (num futuro próximo deverão atingir até terabits por segundo).
  • Acesso é o ponto da rede por onde os usuários se conectam a ela. No acesso é que se encontram os modens, as linhas telefônicas, os roteadores de menor capacidade, os modens ADSL e outros elementos que têm como função levar a informação da casa do usuário até a Internet.
Como as informações são enviadas para a direção correta dentro da Internet? Como conseguimos acessar um computador ou um site específico, dentre milhões de opções? A resposta está no protocolo TCP/IP (Transmission Control/Internet Protocol).
O protocolo TCP/IP é o responsável por garantir a conectividade entre os milhões de usuários da Internet. Por meio dos endereços IPs que os roteadores montam suas tabelas de rotas e conseguem enviar as informações para a direção correta.
Um endereço IP é constituído de 4 bytes. Cada um desses 4 bytes tem o valor definido entre 0 a 255 (em hexadecimal 0 a FF). Por exemplo, o endereço 192.168.0.100 é um IP. Quando entramos na Internet, recebemos um endereço IP do nosso provedor. Esse endereço é único em toda a rede, ou seja, apenas você o estará usando naquele instante. Cada provedor tem um intervalo único de IPs para ser usado, os quais serão distribuídos ao seus usuários conforme a necessidade. (Este assunto sera discutido mais afundo no proximo artigo sobre redes tcp/ip)
Para montar e atualizar as tabelas de roteamento, os roteadores usam os chamados protocolos de roteamento, cujos principais nomes são RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First) e BGP (Border Gateway Protocol).

Network Access Server
Como foi dito anteriormente, a estrutura dos primeiros provedores de acesso era composta de um conjunto de modens externos, uma linha telefônica para cada modem, um roteador e uma conexão dedicada à Internet. A figura mostra a estrutura utilizada pelos primeiros ISPs.
Com o tempo, os grupos de modens foram se tornando inadequados e obsoletos para esse tipo de aplicação. Em virtude da demanda crescente de clientes, os modens se tornaram impraticáveis especialmente pelo espaço físico que ocupavam e pela quantidade de fios e cabos que se exigiam para interconectar os modens aos roteadores.



Surgiram, então, os servidores de acesso remoto ou RAS (Remote Access Servers). O equipamento RAS desempenha o papel de um roteador e, simultaneamente, de um concentrador de modens. As diversas linhas analógicas foram trocadas por linhas digitais E1 de alta capacidade, os grupos de modem, trocados por placas de modems internos, e os cabos para conectar os modems ao roteador, por um barramento. Em virtude da sofisticação e evolução dos serviços, o RAS também passou a ser chamado de NAS (Network Access Server), nomenclatura atualmente mais utilizada. As linhas digitais E1 (2.048 Mbps), são capazes de carregar até 30 canais de voz e mais 1 canal de sinalização simultaneamente. Dessa maneira, não é mais necessário trazer as linhas analógicas de clientes até o provedor de acesso. A figura mostra a utilização de RAS ou NAS dentro de um provedor.



DNS (Domain Name System)

O sistema de nomes da Internet é um padrão recomendado pelas RFCs (Request for Comments) de números 1.034 – Domain Names: Concepts and Facilities e 1.035 – Domain Names: Implementation and Specification. DNS é usado para resolver (traduzir) endereços simbólicos em endereços numéricos, de forma transparente para o usuário. Quando alguém digita o nome de um site da internet em um browser, este é traduzido por um servidor para um endereço IP, que corresponde ao IP do servidor onde a página solicitada está hospedada.
As primeiras configurações de Internet usavam apenas endereços IP. Por exemplo, para acessar uma determinada página, poderíamos digitar no browser o seguinte endereço 209.73.164.91; após pressionar , somos levados à página. O maior problema desse sistema é ser muito técnico e difícil de memorizar.
Com o crescimento da Internet, tornou-se necessário criar um padrão mais amigável, onde se pudesse lembrar facilmente o endereço das páginas pesquisadas. Surgiu, então, o sistema de nomes, muito mais fácil para o usuário. Por exemplo, é muito melhor lembrar www.altavista.com que 209.73.164.91. As associações para o usuário final se tornaram muito mais simples.
Inicialmente, o mapeamento de nomes para endereços IP era mantido pelo NIC (Network Information Center) em um único arquivo (HOSTS.TXT), que era enviado para todos os usuários.

Com o crescimento explosivo da Internet, esse sistema se tornou ineficiente e difícil de manter. Criou-se, então, o sistema de DNS com o mapeamento de endereços simbólicos para endereços IP sem manter uma base de dados completa da rede no computador.
O sistema de nomes de domínio funciona de forma hierárquica, refletindo a delegação de autoridade usada por país, instituição ou empresa. Vamos considerar o endereço www.correios.com.br, em que correios.com.br é o nível mais baixo de nome de domínio e também subdomínio de com.br, o qual é um subdomínio de br. Podemos representar essa hierarquia por uma árvore, conforme mostra a figura.

Os chamados domínios genéricos ou de três letras representam empresas, instituições educacionais, governamentais, militares etc. e estão relacionados 20 Tecnologias de Acesso à Internet na tabela 1.1. Os domínios de países são representados por duas letras e são chamados de domínios geográficos ou domínios de países regulamentados pela ISO 3166.



O mapeamento de nomes para endereços IP consiste em um conjunto de sistemas chamados servidores de domínio. Um programa rodando em um servidor recebe solicitações de mapeamentos e os analisa em sua base de dados. Se o endereço requisitado estiver em sua base de dados, será fornecido ao cliente que o solicitou imediatamente. Caso contrário, o programa fará uma solicitação a outro servidor que pode ter a informação.
Os servidores são distribuídos de forma que tenham informações dos endereços de seus respectivos domínios, sempre obedecendo à hierarquia estabelecida.
O processo de resolução de nomes segue alguns passos:
  • Um programa na máquina do cliente solicita o endereço a um resolver.
  • O resolver verifica a existência desse endereço em seu cache, se não encontrá-lo, fará uma solicitação para um Name Server.
  • O Name Server verifica se tem a resposta em sua database ou em seucache, caso positivo, retorna a resposta ao cliente. Caso contrário, eleencaminha a solicitação ao próximo Name Server.
  • O cliente recebe o endereço IP correspondente ou, em caso de erro, a mensagem de que o endereço não foi encontrado.

O resolver é uma função de software que está na própria máquina do usuário e que é chamada pelo software que quer resolver o nome. Por exemplo, quando o usuário digita em seu browser um endereço web (www.altavista.com.br) e pressiona Enter, o browser fará uma solicitação ao Full-Resolver, que fará uma solicitação ao servidor de nomes. O servidor de nomes consultará
em sua base de dados e retornará o endereço correspondente 216.109.124.72. Todo o processo está ilustrado na figura.
Quando o resolver é independente do software que está sendo usado, é chamado de Full-Resolver. Quando o resolver é integrado ao próprio software cliente, é chamado Stub-Resolver.